半连续工艺在伊敏露天矿的应用

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采矿工程
露天采矿技术 2011 年第 1 期
·5·
半连续工艺在伊敏露天矿的应用
李树学,袁金祥
(华能伊敏煤电公司露天矿,内蒙古 呼伦贝尔 021008)
摘 要:全国第一家半连续工艺系统已在伊敏露天矿使用了 3 年多时间,在运行期间通过不断优化和提
高生产管理水平,不断改造和完善暴露的设备问题,目前系统已基本达到设计能力。该文对半连续系统在应
期 , 目 前 已 进 入 正 常 运 行 阶 段 ,系 统 能 力 逐 步 提 高 ,
已基本达到了设计能力,生产管理和设备管理也日
趋成熟。
表 1 为半连续系统自 2008 年以来各月产量汇
总表。
表 1 半连续系统月份产量表 t
月份
2008 年
2009 年
2010 年
1月
190 177 442 398(移设) 306 267(移设)
4 运行数据分析
4.1 数据统计 统计时间 63 d,共计 90 720 min。统计结果显
示:气候影响时间 2 830 min;M12(即后续系统)影响 时间 28 175 min;日检时间 4 050 min;半连续系统本 身 原 因 影 响 时 间 6 306 min ; 系 统 移 设 占 用 时 间 8 160 min;电铲原因影响时间 4 075 min;其它影响时 间 4 026 min;总运行时间为 34 098 min,各种影响时 间的百分比见图 4。 4.2 因素分析
(6)班中餐及交接班。由半连续系统直供外运快 速装车系统时,破碎机司机就餐由地面人员送到破 碎机司机室;破碎机与电铲交接班同步进行。
(7)加强责任区卫生清扫工作,制定了严格的煤 尘卫生清扫管理制度,防止火患和保证设备清洁。
(8)做好运行记录等。 3.2 系统移设组织
半连续系统完成一个移设周期内的工作面采掘 后,工作面胶带机、头站和 B 型转载机将要按照设 计要求进行移设。移设工作是下一循环生产的前提 和基础保障,也是充分发挥系统效率,降低非作业时 间的重要环节。伊敏露天矿经过近 3 年的生产实践, 已经总结出来一套完整的机道设计、施工和移设的 合理程序。 3.2.1 移设流程组织
(2)设备参数。破碎机受料臂长度为 25 m,卸料 臂长度为 35 m;A 型转载机受料臂长度为 34 m,卸 料 臂 长 度 为 32 m;WK -35 电 铲 最 大 挖 掘 半 径 为 24.0 m,最大卸载半径为 20.9 m,最大挖掘高度为 16.2 m。 2.2 系统工艺流程
本系统主要用于开采 16# 煤中、下台阶。设备系 统构成,包括新引进的斗容 30 m3 WK-35 电铲、自移 式破碎机、A 型转载机、料斗车及电缆车、工作面胶 带机和 B 型转载机。物料走向为电铲挖掘原煤投入 到自移式破碎机受料斗,经板式给料机提升物料至 破碎口完成破碎;经过中途的破碎机排料臂、A 型转 载机、料斗车受料斗、工作面胶带(M11)、头站及 B 型转载机到达端帮皮带(M12/M40)。
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所示状态。
露天采矿技术 2011 年第 1 期
气候3%
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总运行时间 38%
M12 31%
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②将电缆车沿曲线向机头方向走到直线位置, 两台移设机将电缆车至机尾部分以 0.75 m 的步距 逐渐向目标方向移设 10 m,机尾使用一台胶轮推土 机向目标方向拖拽。
③反复重复上述步骤,逐渐将胶带机整体移设 到位。 3.2.4 移设方法改进
上述移设方法的缺点是: (1)移设效率低。由于电缆料斗车往复行走量较 大,且最大行走速度仅为 12 mm/min,且冬季由于减速 机润滑油粘度增大和电缆柔性降低,电缆料斗车的行走 速度更低(去年冬季约 5 mm/min),增加了移设时间。 (2)由于电缆料斗车压位,移设过程中电缆料斗 车处易出现铁道折断或出现“S 弯”造成返工。 移设方法改进:胶带机与漏斗车分开移设。为消 除电缆料斗车行走对移设效率的影响,伊敏露天矿 自行设计制造了电缆料斗车驮运滑橇,将电缆料斗 车置于滑橇上,用 2 台 D10R 推土机牵引滑橇,使电 缆料斗车与工作面胶带机的移设同步进行。这种移 设方法彻底消除了原移设方法的缺点,同时,大大提 高了移设效率,夏季移设效率提高 30%。冬季可提 高移设效率 50%。改进后的移设方法见图 3。
723 049(移设)
8月
396 101 540 550(移设) 1 045 677
9月
606 732 523 741
10 月
453 402(移设) 369 424(移设)
11 月
428 387 329 044
12 月
493 086 484 179
全年
4 130 342 6 008 995
占全部产量比重 /%
(4)电铲采掘标高按技术要求严格控制,开切口 位置及长度按采掘指令单给定参数严格执行;
(5)根据冬季环境特点,加强作业准备,冻顶要 做犁松处理;
(6)做好疏干废井标示,防止铁器进入破碎机; (7)做好运行记录等。 3.1.2 半连续系统生产组织。半连续系统处于转载、 运输的重要环节上。由于是串联系统,因此系统各个 单元都要保证工作正常,需要有严格的运行制度。 (1)做好接班检查工作。每次接班后,如果系统 处于停运状态,要对设备做细致检查,发现问题立即 上报或处理;如遇运行交接,无法完成班检项目的, 仔细阅读交班记录,上报问题或等待作业命令。 (2)控制刮板速度。自移式破碎机根据上部流程 对流量的要求,适时调整刮板速度。 (3)破碎机司机、A 型转载机司机和料斗车司机 随时观察受料口的入料粒度,以防砸、碰坏设备、卡 块和影响刮板运行。 (4)破碎机司机、A 型转载机司机和料斗车司机 随时观察卸料皮带运转情况和卸料口,发现皮带跑 偏或卸料口洒料严重,立即调整。 (5)控制对位时间。需对位时,破碎机司机、A 型 转载机司机和料斗车司机听从地面监护人员指挥, 积极配合,并与电铲做好协调,每次对位时间控制在 10 min 以内。
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作业流程是主采台阶采两幅后,进行工作面胶 带移设,移设步距为两采幅宽 50 m,再采两幅后调 整进入下分台阶开采;下分台阶采两幅后进行工作 面胶带移设,移设距离同样为 50 m,再采两幅后转 入主采台阶采掘,如是循环。
3 系统运行管理
3.1 系统生产组织 3.1.1 采装环节生产组织。为在采装环节上保证系 统正常稳定运行,伊敏露天矿经过不断总结并对电铲 采掘工作制订了详细的规定。大致有以下几个方面:
(1)提升电铲司机的岗位技能和操作水平,提高 电铲满斗率,发挥挖掘潜力;
(2)电铲采装的物料块度最大不得超过 1.8 m × 1.2 m × 1.0 m,避免卡块影响设备运转;发现可能损 坏设备的异物时,立即停机汇报并积极处理;
(3)破碎机受料斗正前方高度最低,电铲要保证 从破碎机受料斗的正前方上料,以防洒料砸梯子;
5 经验总结
(1)设备能力匹配。本半连续工艺系统采掘原使
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用斗容 28.5 m3 的电铲,现场统计数据显示,电铲小 时能力最高在 2 100 ~ 2 200 t。当破碎机的板式给料 机的刮板速度达到 0.45 m/s 时,电铲能力就达不到 破碎机能力的要求了。为此,伊敏露天矿及时调整了 电铲型号,引进斗容 30 m3 的 WK-35 型电铲。经测 算新型电铲小时入料能力最高可达 3 100 ~ 3 200 t, 从根本上解决了这一矛盾。
可靠度函数:R(t)= et / θ = e 。 -t / 14.39 通过公式可以简单的看出,可靠度函数是一个 减函数。即随着运行时间的增加,系统的可靠度在不 断降低。但如果能将平均故障间隔时间加大,那么在 相同的运行时间内,系统的可靠度也就会提升。为提 高系统的可靠度,需在以下方面做好工作。 (1)设备运行、停运期间,安排运行人员定时对 设备进行巡回检查并做好记录; (2)严格执行现场对职交接制度; (3)运行人员检查、记录设备缺陷并检修人员及 时消缺; (4)提高运行人员、检修人员工作水平及业务能 力; (5)加强串联环节联系,尤其对下游环节及时沟 通等。 4.3 煤层赋存条件变化 根据地质资料显示,在 16# 煤推进过程中煤层 底板发育不稳定,导致工作面胶带机提升角度加大。 加之存在采区转向问题,半连续工作线将会急剧缩 短,将会对系统效率的发挥带来严重影响。 如何合理布置系统工作线方向将是解决问题的 一种方式。
2月
244 024 398 444
395 108
3月
231 022 479 059
689 358
4月
48 002(移设) 384 718(移设) 790 711
5月
355 064 684 589
335 748(移设)
6月
397 884 739 214
670 380
7月
286 521(移设) 633 635
半连续系统就设备构成是一个典型的串联系 统,为了使整个工艺系统达到应有的可靠度,则要求
其它 4%
电铲原因 4%
日检 7%
半连续系统本身原因 7% 系统移设9%
图 4 各项影响因素所占比例
各工艺环节必须具有较高的可靠度。如果暂不考虑半 连续工艺系统中的采掘环节,即不考虑电铲,则剩下 的系统就构成了连续系统。理论认为,连续系统在生 产期中,设备的故障间隔时间服从指数分布,这一结 论通过对现场实际数据进行统计分析和皮尔逊 Χ2 法得以验证。即:平均故障间隔时间 MTBF = θ = 14.39。
用过程中获得的经验和问题加以分析和总结,并对下一步的生产运行和设备管理提出了思路。
关键词:半连续系统;总结;展望
中图分类号:TD 824
文献标识码:B
文章编号:1671 - 9816(2011)01 - 0005 - 04
1引言
伊敏煤电公司露天矿在煤电二期联营工程 (煤
矿部分) 设计中选用了半连续工艺作为煤炭生产主
系统。系统由挖掘机、自移式破碎机、A 型转载机、工
作面胶带机、B 型转载机等部分组成。后续系统为端
帮和地面的生产系统。系统设计生产能力 3 000 t/h,
900 万 t/a。除挖掘机外的半连续系统其他部分全部
由德国克虏伯公司设计制造。于 2007 年下半年开始
试运转,目前已经运行 3 年多。经过了磨合期、试运
41.4
43.8
49.3
收稿日期:2010-10-14 作者简介:李树学,山东莘县人,中国矿业大学 2008 级在读 硕士研究生,1994 年毕业于中国矿业大学露天开采专业,高级 工程师,现任华能伊敏煤电公司露天矿党委书记兼副矿长。
从表 1 中可清晰看到,半连续系统产量在逐 年 提 高 ,尤 其 是 2010 年 8 月 份 ,更 创 出 了 月 产 量 1 045 677 t 的高产。
(1)纯 移 设 时 间 。 移 设 的 所 有 工 作 全 在 白 天 进 行,夏季需要 2.5 d,冬季需要 3.5 d。
(2)机道准备。机道的标高由技术管理部门根据 采矿位置负责设计并验收,生产部门负责组织施工。
(3)移设方案和移设进度计划的制定、审批。 (4)移设流程。①移设需要的设备(履带车、移设 机等)到达工作现场。②头站横梁的拆卸、工作面机 架的拆出、头站和尾站地锚的解除、工作面皮带涨紧 松开、破碎机和 A 车的退出、B 转的移动。③1.7 km 的工作面胶带机移设,此部分为全部移设工作的重 点,在移设机架过程中,新地锚坑的准备、头站的移 动同步进行,并且首先到位完成。④在机架调直、调 平过程中,头站、尾站地锚固定、B 转的对位(包括与 端帮 M40 漏斗车的对位)、头站拆除机架和横梁的 安装、头站和 B 转的电缆连接等同时进行。⑤电铲、 破碎机、A 车连接、对位。⑥系统试运。 3.2.2 移设人员组织
2 系统概述
2.1 系统参数 半连续工艺系统现行开采工艺要素如图 1 所示:
图 1 半连续工艺平盘组成要素
(1)工艺参数。开采工艺采用组合台阶,主台阶 高度为 14 m,下分台阶高度为 7 m;台阶坡面角为 65°;采掘带宽度为 25 m,采煤工作面带式输送机实 行两采一移;组合台阶平盘宽度为 108.73 m。
移设工作开始前,成立移设工作小组,以加强对 移设过程的组织领导。各平整设备、移设设备需齐备 完好,现场场地符合设计要求,移设前进行移设方案 的学习,各技术指标、安全措施对操作人员具体交 底,全部掌握后实施。 3.2.3 工作面胶带机移设方法
移设方法为单幅单向,平行移设。 ①首先将电缆车走到距离机尾 300 m 位置,使 用履带车将机头站向目标方向移动 10 m。两台移设 机前后布置(间距不小于 6 m)以 0.75 m 的步距由头 站向尾站方向逐步将机头与电缆车部分移设到图 2
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