矿用移置式带式输送机结构介绍及应用探讨★

武建强，孙 刚

（太原重工股份有限公司技术中心，山西 太原 030024）

引言

连续及半连续开采工艺在当今全球露天矿山得到了广泛应用，它具有节能高效、绿色环保、智能化程度高等优点。连续开采工艺流程：斗轮挖掘机→移置式带式输送机→干线带式输送机→移置式带式输送机→排土机（包含卸料车）；半连续开采工艺流程：卡车→固定或半移动破碎站（单斗挖掘机→自移动破碎站→移置式带式输送机）→干线带式输送机→移置式带式输送机→排土机（包含卸料车）[1]。可以看出移置式带式输送机已然成为了连续及半连续开采工艺中的关键设备之一。

1 设备分类及移设过程

1.1 设备分类

为了满足连续及半连续露天矿开采工艺，需要一种无需地脚固定，并能满足整体移动，适应性强的移置式带式输送机设备。它可根据露天采场或排土场工作面的推进作侧向移置或长度方向上的延伸及缩短。由于这种输送机在露天作业并要经常移置，要求其结构对各种气候条件和地面条件适应性高,关键技术难度高。

移置式带式输送机主要由机头站、机尾站和中间机架三部分组成，根据受、排料工艺要求分为高式头站型和低式头站型移置式带式输送机。高式头站型移置式带式输送机一般用于衔接位于采场的斗轮挖掘机或自移式破碎站和后续干线固定式带式输送机；低式头站型移置式带式输送机一般用于排土场与排土机配套使用，将废料进行连续排弃。高式头站型又分自移式与半移动式两类，前者应用最多的是履带自行式，后者则包括滑撬式和履带车驮运式，目前应用较为广泛的形式为滑撬式头站，机头站除钢结构外通常还包括驱动滚筒、改向滚筒、托辊组、驱动装置及张紧系统等。机尾站为底部带滑撬的焊接结构，其上部通常设置有驱动滚筒、增面滚筒、托辊组、驱动机构及受料槽等。中间机架由若干相同构架组成。各构架通过位于其两侧的钢轨（单轨或双轨）串联成一体。单轨除联结各机架外，同时供移设时使用，双轨还可兼作受料车或卸料车的行走轨道[2]。一般每组中间架下部设有两个钢结构轨枕，机架上安设有吊挂托辊组以支承输送带并可满足设备整体拖拽移设要求。加长和缩短输送机长度是通过增加或减少中间机架的机架数目来实现，不带钢轨的中间架仅用于满足带式输送机的延伸及缩短工艺。

移置式带式输送机根据开采或排土工艺将移设过程分为平行移设、扇形移设、扇形和平行联合移设。可由推土机改造而成的专用移设机拖拽输送机一侧轨道作连续移设（见图1），或采用多台液压钩机等移动设备进行拖拽移设（见图2）。

图1 采用移设机拖拽移设

图2 采用液压钩机拖拽移设

1.2 移置式带式输送机移设过程

在移设之前，先将移设工作面平整好，将运输机上胶带放松，再将带式运输机中间架的螺栓扭松，使整个机架处于活动状态，这样就可以用移设机进行移设作业了。

例如，采用移设机移设时首先通过移设机的夹轨器机构夹住带式运输机的一侧钢轨，再将钢轨通过提升油缸的推力向上抬起一定高度（约15～20 cm）以减少地面阻力，移设机开始回转一个角度前进，利用主机的牵引力将胶带运输机拖出一个步距，移设机再沿胶带输送机的方向来回行驶来完成移设输送机的工作。

2 设备研制及移设工艺

2.1 移置式带式输送机的研制

太原重工股份有限公司结合使用现代设计技术和计算机建模等新技术，于2019 年研制出国内技术领先的大型移置式带式输送机设备，并将同与其一起研制出的排土机、单臂堆料机等设备成套出口南美洲某国大型露天铜矿。移置式带式输送机主要参数见表1，其二维图见图3、图4。

表1 移置式带式输送机主要参数

图3 FBC5 移置式带式输送机二维图

图4 FBC6 移置式带式输送机二维图

设计过程中针对设备用户所在地为热带雨林气候，需考虑配套电气系统中设备的绝缘及防雨设计，如采取在电气柜中安装带自动检测功能的温、湿两用传感器，对电气柜通过安装加热器进行有效除湿；电动机带除湿加热器，接线盒设置在易于排水的方位；提高户外用保护开关等电气元器件的防护等级；电气室安装带有除湿功能的工业空调等措施。

机械结构方面，方案设计前期，结合用户特有物料特性及当地气候所导致的设备安装接地比压较低对设备结构设计提出更高的要求。其中高式头站采用性价比更高、维护使用方便的滑橇式结构，包含钢结构、驱动站、托辊组、各种滚筒、防护罩及液压张紧机构等，结构布局紧凑、受力较为复杂；低式尾站同样采用了滑橇式结构，包含钢结构、受料槽，托辊组、各种滚筒及防护罩等机构，并且预留了驱动机构的安装接口。技术设计过程中，通过采用有限元分析对上述主要机构进行优化设计，如图5 和图6 分别是对高式头站及低式尾站的应力分析图，最终确保了设备整体设计的合理性和可靠性。

图5 高式头站应力图

图6 机尾站应力图

2.2 移置式带式输送机移设工艺

该系统中FBC5 与FBC6 均位于排土场。FBC5为高式头站设计，根据排岩工艺前期与FBC6 的机尾站进行衔接，两带式输送机成垂直布置，FBC6 为低式头站设计，为末端带式输送机，满足卸料车走行及排土机在其头站上部转弯等要求，另外通过FBC5长度方向距离伸缩来满足FBC6 的平行移设。

排岩（或排土）数年后，随着排土场的变化及单向排岩距离加大，FBC5 与FBC6 将合并为一条带式输送机并随着排岩年限逐渐延伸至2 300 m 长，FBC6 的机头、机尾站驱动机构数量也将通过前期预留接口增加至三驱动（两头一尾），来确保设备延伸后的动力要求，然后围绕上游带式输送机给料点进行扇形排料，该矿山综合采用了平行和扇形联合移设工艺。

3 结语

随着我国经济的快速发展和科学技术的不断进步，促进了露天采矿业的迅速扩张及露天矿山开采设备的快速发展。高效、节能、设备大型化已经成为大型露天矿山开采设备发展的趋势。作为连续及半连续开采成套设备中关键设备之一的移置式带式输送机，其应用范围也将越来越广，而长距离、大运量及智能化矿用移置式带式输送机一直被国外公司如德国蒂森克虏伯、瑞典山特维克等矿业巨头垄断，此次太原重工股份有限公司6 000 t/h 级以上移置式带式输送机的自主研制成功和走出国门打破了国外公司在全球市场的垄断，同时，对于推动社会经济可持续、快速发展也具有重要意义。