一种露天矿山智能铲装运输***
技术领域
本发明属于露天矿山铲装运输技术领域,尤其涉及一种露天矿山凹陷开采的智能铲装运输***,可在黑色、有色、黄金、建材等露天矿山开采中广泛应用。
背景技术
露天开采的工艺过程一般为:穿孔、***、铲装、运输和排岩,各工序环节相互衔接、相互影响、相互制约,构成了露天开采的最基本生产周期。铲装运输是耗时长,工作量大,是关系开采成本至关重要的一环。如何采取有效的铲装运输方法,对生产效率的提高、降低开采成本、创造经济效益,意义重大。
当前,主要有公路自卸汽车运输、铁路机车运输、胶带运输等方式,各有优、缺点和适宜的应用条件。公路自卸汽车运输机动灵活,爬坡能力强,但燃油用量大,污染环境,运输成本高;随着开采深度的增大,运距显著增大,台班运输能力降低,适用的经济开采深度一般为200~300m。铁路机车运输量大,但基建投资大、灵活性差、爬坡能力小;随开采深度的增大,运行周期长,且运输效率明显降低,适用的经济开采深度一般为120~150m。胶带运输运输能力大,但受制于提升坡度的限制,最大升坡能力一般16°~18°,且矿岩硬度大时,皮带磨损严重,维护成本高。
中国实用新型专利“一种露天矿端帮提升机”(公开号:CN208220778U)提出了一种可在采场端帮移动的矿岩提升装置,然而,该装置仅限于在采场端部使用,仍然受制于皮带可提升角度的限制,无法实现垂直提升运输;且采场内仍需要挖掘机和自卸汽车等设备配合进行铲装和运输作业,能源消耗大,污染作业环境,智能化水平低。
发明内容
为了满足露天矿山凹陷开采的需求,提高露天矿山铲运作业的智能自动化控制水平,降低露天矿山铲装运输成本,减轻生产作业劳动强度,提高生产作业效率,并解决汽车运输尾气引起的环境污染难题,本发明提供了一种露天矿山智能铲装运输***。
为实现本发明的上述目的,本发明一种露天矿山智能铲装运输***通过以下技术方案实现:
本发明一种露天矿山智能铲装运输***包含移动梁、转运梁、升降转载装置、铲斗、装运斗、环形吊运缆绳装置、吊运驱动装置、移动梁驱动装置、固定梁、支撑立架,固定梁、移动梁以及转运梁皆采用高强度钢材制成,以满足相应的铲装运输荷载要求;支撑立架为承重结构,环露天采场四周并安装在立架基础上,固定梁安装在支撑立架上并形成完整闭合;移动梁前后活动安装在固定梁的上方并可沿固定梁的左右平移,实现装运斗在环形吊运缆绳装置和转运梁之间的转运工作;转运梁垂直安装在移动梁上方并可沿移动梁前后移动,铲斗悬吊固定在转运梁的下方,铲斗可以围绕升降转载装置在360°范围内自由旋转,以满足不同位置的矿岩铲装要求,提高装载作业效率;支撑滚动轮吊装在固定梁的下方,环形吊运缆绳装置支承在支撑滚动轮上,装运斗吊挂在环形吊运缆绳装置上;在转运梁上装有垂直升降式滑轮机构,升降转载装置通过缆绳与垂直升降式滑轮机构连接,在转运梁上还设有控制升降转载装置、铲斗和转运梁动作并完成装运斗的装载、升降和转运工作的升降铲装转运驱动装置;吊运驱动装置位于露天采场边界一侧稳固的地面上,通过控制线缆与环形吊运缆绳装置连接并控制其运行;移动梁驱动装置与移动梁连接并控制移动梁的左右移动,以控制其在露天采场的位置,满足不同位置爆堆的铲装作业需要。
本发明之移动梁以固定梁为导轨,在固定梁上进行滑移,运行速度控制在5m/s以内;转运梁以移动梁为轨道,沿移动梁平移,运行速度控制在3m/s以内。
本发明还设有翻斗装置,翻斗装置安装于固定梁上并位于露天采场外边的矿石/废石堆场的上方,翻斗装置可以控制装运斗的斗口倾斜向下倒出矿石/废石。
在固定梁的两端以及移动梁与固定梁的连接处还设有限位防撞装置。限位防撞装置由多组减振弹簧、减振垫、固定框等组成,防止移动梁运动速度过快造成设备损害,同时可以起到减振缓冲作用。
环形吊运缆绳装置沿固定梁环形布置,采用逆时针或顺时针单方向运转,空载和满载分开运输;满载和空载的装运斗悬吊在环形吊运缆绳装置下方的吊钩上,通过吊运缆绳装置的运行,完成装运斗的吊运工作;相邻吊钩间隔6m以上;环形吊运缆绳装置运行速度≤5m/s,由变速器控制;根据采场生产规模情况,可以设置一道或多道环形吊运缆绳装置,相邻环形吊运缆绳装置之间留设20~30cm的安全间距;相邻环形吊运缆绳装置上的装运斗之间错位布置,间隔不小于6m;支撑滚动轮间隔布置,相邻支撑滚动轮的间隔控制在1.0~1.5m;支撑滚动轮可以自行滚动,降低与环形吊运缆绳装置之间的摩擦力。
为了解决矿石/废石在铲装、卸料过程中的粉尘污染,本发明还设有供水管、喷头、控制阀组成的喷淋***,喷淋***的喷头设置于铲斗铲矿位置的上方及翻斗装置的斜前方位置。喷淋***在铲装作业和卸载作业时自动启动,降低露天采场作业面粉尘,创造优良的作业环境。
本发明还设有检修爬梯,检修爬梯为垂直布置的钢梯,采用焊接方式设置在支撑立架上,可以为检修人员提供上下检修设备的通道;在支撑立架的侧边还设置有斜撑,支撑立架通过下方的斜撑和立架基础固定。
本发明一种露天矿山智能铲装运输***采用以上技术方案后,具有以下积极效果:
(1)矿岩由露天采场直达矿岩堆场,与破碎站实现无缝衔接,可以构建未来无人化智能生产采场,实现露天采场矿岩铲装运输的智能化、无人化和远程动态监控,矿岩随装随运,全天候自动化连续化生产,显著提高铲装运输作业效率,降低生产运营成本。
(2)不受露天采场边坡角度的限制,实现矿岩的垂直提升水平运输,克服皮带运输坡度小的弊端;解决汽车运输尾气引起的环境污染难题,消除运输车辆伤害和人员伤害事故;同时通过喷淋***洒水降尘,可以创造优良的作业环境。
(3)为深凹露天矿山陡帮开采创造铲装运输条件,有助于明显提高采场边坡角,降低矿山岩石剥离费用,创造显著的经济效益。
附图说明
图1是本发明一种露天矿山智能铲装运输***平面布置示意图;
图2是本发明一种露天矿山智能铲装运输***剖面布置示意图。
附图标记为:1-移动梁;2-转运梁;3-升降转载装置;4-铲斗;5-装运斗;6-环形吊运缆绳装置;7-翻斗装置;8-吊运驱动装置;9-升降铲装转运驱动装置;10-移动梁驱动装置;11-固定梁;12-支撑立架;13-斜撑;14-立架基础;15-检修爬梯;16-限位防撞装置;17-照明灯;18-支撑滚动轮;19-露天采场;20-矿石/废石堆场;21-炮孔;22-爆堆;23-破碎站。
具体实施方式
为更好地描述本发明,下面结合附图对本发明一种露天矿山智能铲装运输***做进一步详细描述。
由图1所示的本发明一种露天矿山智能铲装运输***平面布置示意图并结合图2看出,本发明一种露天矿山智能铲装运输***,包含移动梁1、转运梁2、升降转载装置3、铲斗4、装运斗5、环形吊运缆绳装置6、翻斗装置7、吊运驱动装置8、移动梁驱动装置10、固定梁11、支撑立架12、斜撑13、检修爬梯15及喷淋***,固定梁11、移动梁1以及转运梁2皆采用高强度钢材制成;支撑立架12环露天采场19四周并安装在立架基础14上,在支撑立架12的侧边还设置有斜撑13,检修爬梯15为垂直布置的钢梯,采用焊接方式设置在支撑立架12上。固定梁11安装在支撑立架12上并形成完整闭合,移动梁1前后活动安装在固定梁11的上方并可沿固定梁11的左右平移,转运梁2垂直安装在移动梁1上方并可沿移动梁1前后移动,铲斗4悬吊固定在转运梁2的下方,铲斗4可以围绕升降转载装置3在360°范围内自由旋转;支撑滚动轮18吊装在固定梁11的下方,环形吊运缆绳装置6支承在支撑滚动轮18上,装运斗5吊挂在环形吊运缆绳装置6上,装运斗5可以采用U形、矩形等断面形式的箱式结构,在四个拐角设有吊环,采用两绳对折单钩悬吊方式,每个装运斗5配有统一编排的唯一身份识别牌;并设有GPS定位***,在远程控制***自动显示其实时定位位置;在转运梁2上装有垂直升降式滑轮机构,升降转载装置3通过缆绳与垂直升降式滑轮机构连接,在转运梁2上还设有控制升降转载装置3、铲斗4和转运梁2动作并完成装运斗5的装载、升降和转运工作的升降铲装转运驱动装置9;吊运驱动装置8位于露天采场19边界一侧稳固的地面上,通过控制线缆与环形吊运缆绳装置6连接并控制其运行;移动梁驱动装置10与移动梁1连接并控制移动梁1的左右移动。翻斗装置7安装于固定梁11上并位于露天采场19外边的矿石/废石堆场20的上方。在固定梁11的两端以及移动梁1与固定梁11的连接处还设有限位防撞装置16。喷淋***由供水管、喷头、控制阀组成,喷淋***的喷头设置于铲斗4铲矿位置的上方及翻斗装置7的斜前方位置。
为了保证在夜晚也能正常作业,在固定梁11上上还装有照明灯17,照明灯17可以采用太阳能灯,由太阳能电池组件、LED灯具、控制箱和灯杆组成,功率不小于1.5kW;照明灯17相邻间隔≤50m。
环形吊运缆绳装置6沿固定梁11环形布置,采用逆时针或顺时针单方向运转,空载和满载分开运输;满载和空载的装运斗5悬吊在环形吊运缆绳装置6下方的吊钩上,通过环形吊运缆绳装置6的运行,完成装运斗5的吊运工作;相邻吊钩间隔6m以上;环形吊运缆绳装置6运行速度≤5m/s,由变速器控制;根据采场生产规模情况,可以设置一道或多道环形吊运缆绳装置6,相邻环形吊运缆绳装置6之间留设20~30cm的安全间距;相邻环形吊运缆绳装置6上的装运斗5之间错位布置,间隔不小于6m;支撑滚动轮18间隔布置,相邻支撑滚动轮18的间隔控制在1.0~1.5m。
在具体实施中,本发明一种露天矿山智能铲装运输***按照以下工艺、步骤实现:
(1)根据***设计方案,在露天采场19按照设计的指定位置进行钻孔,形成***所需的炮孔21;露天采场19***时,通过生产中心控制室的智能控制***远程操控移动梁驱动装置10,以将移动梁1平移至远离爆区的安全位置;***后,再将其移动到爆堆22的上方,进行矿岩的铲装作业。
(2)通过智能控制***远程操控吊运驱动装置8,以启动环形吊运缆绳装置6的运转,将装运斗5逐个运送至移动梁1上的升降转载装置3中。
(3)远程操控升降铲装转运驱动装置9,实现装运斗5自动摘钩后,由升降转载装置3将装运斗5降落到矿岩装载工作面,然后控制铲斗4进行铲装作业,将矿岩装入装运斗5。
(4)装运斗5装满后,再通过升降转载装置3提升到吊运水平;通过升降铲装转运驱动装置9,控制转运梁2的运行,移动到固定梁11旁,将装运斗5转移到环形吊运缆绳装置6上的吊钩上;通过环形吊运缆绳装置6的运转,完成装运斗5的吊运工作;然后逐个完成各个装运斗5的装载工作。做到随装载随运输的连续作业,提高自动化水平和铲装运输效率。
(5)根据矿石和岩石的不同,满载装运斗5分别运达矿石堆场或者废石堆场上方的翻斗装置7内,完成矿岩的自动卸载工作,再转入设在矿石/废石堆场20边上的破碎站23进行矿岩破碎作业。
(6)卸载后的空载装运斗5随环形吊运缆绳装置6的运转,进行下一循环装载工作。
(7)在实际应用中,本发明还可以增设手机App操作***、故障报警***,当出现运行故障发生后,故障报警***进行响应,立即将报警信息反馈到生产控制中心和手机App操作***;进而生产管理***检修人员进行设备检修维护工作。