一种露天开采矿岩的运输系统及运输方法

文档序号:338151 发布日期:2021-12-03 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 一种露天开采矿岩的运输系统及运输方法 (Transportation system and transportation method for open-pit mining ore rock ) 是由 郭其林 王飞飞 崔松军 马增 王冠 朱自强 宋华强 国仕磊 代俊成 周斌 王亮 于 2021-08-09 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种露天开采矿岩的运输系统与方法,运输系统包括动力系统和轨道系统;轨道系统包括铺设于采场边坡不同台阶上可拼接轨道和放置于轨道上的运料车;动力系统包括电机房和设置于电机房内的电机驱动装置及连接电机驱动装置和运料车的牵引缆绳;运料车在电机驱动装置提供的动力下沿轨道运行将矿底的矿料运输到地表;各分段轨道通过铰接方式连接,可适应上下不同顷角的边坡,大大提高了运输系统的环境适应能力;采场的东南西北四个方位各安装一套运输系统,随着开采推进,可及时调整运输位置,加快开采进度。本发明以轨道运输系统代替传统公路汽车运输,大大减少开采时废石剥离量,降低开采成本,并实现自动化运输,提高了运输效率。(The invention provides a transportation system and a method for surface mining of mineral rocks, wherein the transportation system comprises a power system and a track system; the track system comprises splicing tracks laid on different steps of a stope slope and a material transporting vehicle placed on the tracks; the power system comprises a motor room, a motor driving device arranged in the motor room and a traction cable for connecting the motor driving device and the material transporting vehicle; the material transporting vehicle is driven by the motor driving device to move along the rail to transport the mineral aggregate at the bottom of the mine to the ground surface; the sectional tracks are connected in a hinged mode, so that the system can adapt to slopes with different upper and lower dip angles, and the environmental adaptability of the transportation system is greatly improved; a set of transportation system is respectively installed in four positions of the south, the east, the west and the north of the stope, and the transportation position can be adjusted in time along with the advancing of mining, so that the mining progress is accelerated. The track transportation system replaces the traditional road automobile transportation, so that the waste rock stripping amount during mining is greatly reduced, the mining cost is reduced, the automatic transportation is realized, and the transportation efficiency is improved.)

一种露天开采矿岩的运输系统及运输方法

技术领域

本发明涉及矿岩运输技术领域,尤其涉及一种露天开采矿岩的运输系统与方法。

背景技术

露天开采的工艺过程一般为:穿孔、爆破、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。露天矿山开采矿石,需要将废石剥离,开采在边界品味内的矿石。露天采矿的最终目的是在既定的工程地质和开采条件下追求最大的经济效益,经济效益的制约体现在合理边坡角的确定上。大量的研究表明:一个大型露天矿山边坡的最终边坡角若提高1°,可减少剥岩量几千万吨,节约大量的剥岩费用,产生巨大的经济效益。在特定的岩石条件下,边坡角已经达到了极限,如果再提高角度,则会导致边坡不稳定,易发生垮塌滑坡灾害。目前,设计露天采场都会设计坑内运输道路,设计的道路则会降低边坡角2~3°,多剥离很多废石,增加了投资成本,并且燃油用量大,污染环境,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。因此,如何采取有效的运输方法,从而提高生产效率、降低开采成本、创造经济效益,具有重要意义。

有鉴于此,有必要提供一种自动化程度高、运输成本低且环境适应性强的矿岩运输系统与方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于露天矿山开采矿岩的运输系统与方法,与传统运输方式相比,可以明显提高露天矿山运输作业的智能自动化控制水平,降低露天开采矿岩的运输成本,减轻生产作业劳动强度,提高露天开采矿岩的运输效率。

为实现上述目的,本发明提供一种露天开采矿岩的运输系统,所述运输系统包括动力系统和轨道系统;所述轨道系统包括铺设于采场边坡上的轨道和与所述轨道相匹配的运料车;所述轨道为分段式可拆卸结构,以随着采场下拓深度的增加,不断增设延长所述轨道;所述运料车与所述动力系统连接。

作为本发明的进一步改进,所述轨道包括运输轨道和卸载轨道;所述运输轨道铺设于采场内,所述卸载轨道铺设于地表,并与所述运输轨道以铰接方式连接;所述运输轨道包括矿底运输轨道和边坡运输轨道;所述边坡运输轨道沿采场边坡台阶铺设,所述矿底运输轨道铺设于采场底部,且一端与所述边坡运输轨道通过铰接方式连接,另一端与采场底部固定;随着采场下拓深度的增加,所述边坡运输轨道通过增设轨道分段,斜向下延长,所述矿底运输轨道水平向下移动。

作为本发明的进一步改进,所述矿底运输轨道的下方设有矿底储料仓,用于存储开采下来的矿料;所述矿底储料仓的深度设置满足两个所述轨道分段之间的衔接;所述矿底储料仓的岩壁上设置有防撞带,防止运料车与矿壁直接碰撞,保护运料车防止其损坏。

作为本发明的进一步改进,所述边坡运输轨道与边坡之间设置有锚固系统,用于加固所述边坡运输轨道;所述边坡开挖成台阶的形式,以使露天采场的边坡整体更稳固不易垮塌;所述采场边坡设有安全平台,每2-3个安全平台设一个清扫平台,用于拦截和清扫采场滚落的岩石。

作为本发明的进一步改进,所述卸载轨道上设置有侧翻装置;所述卸载轨道下方设置地表储料仓;所述侧翻装置将所述卸载轨道的一侧抬高,以使所述运料车到达卸载轨道后由于两侧的高度差发生自动侧翻,将运料车内的矿料自动卸入所述地表储料仓内,实现矿料自动卸载。

作为本发明的进一步改进,所述地表储料仓底部设有出料口,矿料由所述出料口漏装入矿卡车中,由矿卡车将矿料运出采场;所述出料口上安装阀门,控制所述出料口的开闭。

作为本发明的进一步改进,所述地表储料仓上还安装有地表储料仓支撑系统,用以维持地表储料仓的稳定。

作为本发明的进一步改进,所述动力系统包括电机房和牵引缆绳;所述电机房内部安装有电机驱动装置;所述电机驱动装置通过牵引缆绳与运料车连接。

作为本发明的进一步改进,所述运输系统和动力系统分别设置于采场东南西北四个方位。

一种露天开采矿岩的运输方法,其特征在于:采用权利要求1至9中任一项所述的运输系统;包括以下步骤:

S1.首先在露天矿山地表安装卸载轨道,然后沿露天矿山边坡以台阶的形式进行开挖;所述台阶设有安全平台,每2-3个安全平台设一个清扫平台;

S2.沿步骤S1挖出的边坡台阶由上至下安装边坡运输轨道至采场底部,然后安装矿底运输轨道;

S3.将运料车运输至矿底运输轨道,装满矿料后,由电机驱动装置提供动力,使牵引缆绳沿矿底运输轨道和边坡运输轨道提升所述运料车至地表储料仓,卸载矿料;

S4.待将矿底的矿料运输完毕后,继续重复步骤S1的开挖至步骤S3的运输步骤。

本发明的有益效果是:

1.本发明提供的一种露天开采矿岩的运输系统与方法,运料车通过牵引缆绳与电机房内的电机驱动装置连接,通过电机驱动装置提供动力牵引运料车沿轨道运行,将矿料从矿底储料仓运输到地表储料仓内,再由地表储料仓漏装入矿卡车中运出采场,实现了矿料自动化运输,大大提高露天采矿的运输效率,改变了目前露天采矿的运输形式,有效解决了传统汽车运输污染环境、运输成本高的问题。

2.本发明提供的一种露天采矿的运输系统与方法,通过在卸载轨道上设置侧翻装置,当运料车行驶到卸载轨道时,启动侧翻装置,使轨道一侧抬高,两侧轨道的高度差使运料车自动侧翻,将矿料自动卸载入地表储料仓中,实现卸载自动化,大大节省了人力,提高了运输效率,降低劳动强度。

3.本发明提供的一种露天开采矿岩的运输系统与方法,提出了新型运输轨道拼接与采矿排产相协调的方法,可以避免轨道的铺设问题影响开采的进度;设计了分段式的轨道形式,可以适应不同情况的边坡,提高该运输系统的环境适应能力,并与现有道路运输系统相互补充使用,避免了露天采场边坡出现垮塌影响道路运输后,采矿运输系统瘫痪。

4.本发明提供的一种露天开采矿岩的运输系统与方法,提出在采场东南西北四个方位各安装一套运输系统及动力系统,可随着采场开采的推进,及时调整运输位置,减少采场坑底翻倒矿岩石的过程,加快开采进度。

附图说明

图1是本发明提供的露天开采矿岩的运输系统的结构示意图;

图2是本发明提供的露天开采矿岩的运输系统的另一个角度的结构示意图。

图中,10-轨道系统;11-轨道;12-运料车;20-缆绳动力系统;21-电机房;22-牵引缆绳;30-矿底储料仓;40-地表储料仓;50-锚固系统;60-安全平台;111-运输轨道;112-卸载轨道;301-防撞带;401-出料口;402-地表储料仓支撑系统;1111-矿底运输轨道;1112-边坡运输轨道。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此,还需要说明的是,为了避免因不必要的细节而模糊了本发明,在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤,而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

如图1-2所示:一种露天开采矿岩的运输系统,包括动力系统20和轨道系统10;轨道系统10包括铺设于采场内的轨道11和设置于轨道11上与轨道相匹配的运料车12;轨道11为分段式可拆卸结构;以随着采场下拓深度的增加,不断增设延长轨道;运料车12与动力系统20连接,动力系统20提供动力使运料车12沿轨道11运行。

具体地,轨道11包括运输轨道111和卸载轨道112;运输轨道111铺设于采场内,卸载轨道112铺设于地表上并与运输轨道111以铰接方式连接。运输轨道111又包括矿底运输轨道1111和边坡运输轨道1112;矿底运输轨道1111铺设于采场底部,边坡运输轨道1112沿采场边坡台阶铺设,矿底运输轨道1111一端与边坡运输轨道1112通过铰接方式连接,一端与矿底固定,随着采场下拓深度的增加,边坡运输轨道1112通过增设轨道分段,斜向下延长,矿底运输轨道1111水平向下移动。为使采场边坡更稳固,在露天开采时将边坡开挖成台阶的形式,这种台阶的形式使边坡不易垮塌。边坡上设置安全平台60,每2-3个安全平台设置一个清扫平台,用于拦截和清扫采场滚落的岩石。通常,每个台阶的高度为10-12m。将两个台阶边坡高度设置一个分段,铺设一段轨道,各分段轨道通过铰接方式相连;这种分段式轨道可适应上下角度不一致的边坡,且方便随着采场下拓变深再增加一段轨道来适应露天采场不同深度。

矿底运输轨道1111的下面设计有矿底储料仓30,用于放置爆破开采下来的矿料。矿底运输轨道111一端与边坡运输轨道1112以铰接方式连接,另一端固定在矿底储料仓30上方的岩壁上。矿底储料仓30的深度设置要能够满足两个轨道分段之间的衔接;首先将矿底储料仓开挖深度能够将一个轨道分段放入其中,随着采场下拓变深,矿底储料仓深度变浅,待安装下一个轨道分段前先将矿底储料仓进一步挖深,往复循环,直到最后到达采场底部境界。矿底储料仓30内壁还设置防撞带301,防止运料车12与矿底储料仓30内壁直接接触碰撞,防止运料车12被损坏。

优选地,矿底储料仓30可以为挖成长4-6m,宽2-3m的长方形。用铲车将矿底储料仓30内的矿料装入运料车12中,然后运料车12沿轨道11将矿料运输至地表。优选的,运料车12的横截面为矩形,长3-4m,宽2-3m,运料车12与轨道11的尺寸相对应,轨道11上至少放置一辆运料车,运料车12沿边坡运输轨道1112将矿底的矿料运输到地表。当需要提高运输能力时,可增加运料车12的数量。

边坡运输段轨道1112的下方设置有锚固系统50,锚固系统50包括锚杆和锚索。优选地,锚索长度为15-20m,锚杆长度为5-10m,锚杆一端插入采场边坡中,另一端连接边坡运输轨道1112,锚索在锚杆和边坡运输轨道1112之间使边坡运输轨道1112和锚杆固定。锚固系统50既可以加固采场边坡又可以维持边坡运输轨道1112的稳定,保证运料车12在边坡运输轨道1112上平稳运输。在露天采场剥离过程中,可先准备实施边坡运输轨道1112与边坡岩体锚固系统50,待边坡运输轨道1112可以安装时,集中安装一个分段的轨道,安装完毕后即可快速运输采场中的矿岩。这种新型轨道拼接与排产相协调的方法,可以避免轨道铺设问题影响开采进度,大大提高了运输效率。

卸载轨道112设置于地表上方,卸载轨道112上设置侧翻装置,当运料车12将矿底储料仓30里的矿料运输到卸载轨道112上方时,启动侧翻装置使卸载轨道112一侧升高,另一侧平铺,由于两端的高度差,导致运料车12自动侧翻将矿料卸下。卸载轨道112通过侧翻装置实现自动化卸载,大大节省了劳动力。

在卸载轨道112的下方设置地表储料仓40,运料车12在卸载轨道112上自动处侧翻后,将矿料直接倾倒入地表储料仓40中。

优选地,地表储料仓40的进料口设置为长6-8m,宽5-6m的长方形,地表储料仓40下部设置有出料口401,地表储料仓40内部设置成为上口大,下口小的梯形。上口大使运料车12自动侧翻时矿料更容易地进入地表储料仓40内,下口(出料口401)小,地表储料仓40的矿料更容易漏装入矿卡车中,然后由矿卡车将地表储料仓40内的矿料运输出采场。这种运输方式,与现代道路运输系统相互补充实用,避免了露天采场边坡出现垮塌影响道路运输后,采矿运输系统瘫痪。

特别地,在出料口401上安装阀门,当矿卡车到达出料口401下方时,打开阀门使矿料漏入矿卡车中,由矿卡车将岩料运走;当矿卡车装满后关闭阀门,使矿料不再漏出。

为了使地表储料仓40更稳固,在地表储料仓40上设置地表储料仓支撑系统用来稳定地表储料仓40。

动力系统20包括电机房21和放置于电机房内的电机驱动装置以及牵引缆绳22;牵引缆绳22一端与放置在轨道11上的运料车12连接,一端与电机房21内的电机驱动装置连接,电机房21内的电机驱动装置开启后提供动力使牵引缆绳22提升运料车12沿轨道11运行,将矿底储料仓30内的矿料不断地运送到地表储料仓40内。

将运输系统分别安装在采场东南西北四个方位,可随着采场开采的推进,及时调整运输位置,减少采场坑底翻倒矿岩石的过程,加快开采进度。

一种露天开采矿岩的运输方法,包括以下步骤:

S1.首先在露天矿山地表安装卸载轨道112,然后沿露天矿山边坡以台阶的形式进行开挖;台阶设有安全平台60,每2-3个安全平台60设一个清扫平台,用于拦截和清扫采场滚落的岩石,保障开采的安全。

S2.沿步骤S1挖出的边坡台阶由上至下安装边坡运输轨道1112至采场底部,然后安装矿底运输轨道1111;

S3.将运料车12运输至矿底运输轨道1111,装满矿料后,由电机驱动装置提供动力,使牵引缆绳22沿矿底运输轨道1111和边坡运输轨道1112提升运料车12至地表储料仓40,卸载矿料;

S4.待将矿底的矿料运输完毕后,继续重复步骤S1的开挖至步骤S3的运输步骤,直到最后采场底部境界。

综上所述,本发明提供的一种露天开采矿岩的运输系统与方法,通过牵引缆绳22将运料车12与动力系统20中的电机驱动装置连接,电机驱动装置提供动力使运料车12在牵引缆绳22的牵引下沿轨道11运行将矿料由矿底储料仓30运输到地表储料仓40中,再通过地表储料仓40的出料口401将矿料漏装入矿卡车中,最后由矿卡车将矿料运出采场。这种由动力系统20提供牵引力的运输方式,实现了露天开采矿岩运输的自动化,大大提高了运输效率,减轻劳动强度,并有效的解决了传统汽车运输所带来的环境污染问题;在卸载轨道112上设置侧翻装置,当运料车12行驶到地表储料仓40上方时,开启侧翻装置,使运料车12自动侧翻将矿料自动卸入下方的地表储料仓中,又实现了卸载自动化,节省人力,提高运输效率;运输轨道111为可拆卸拼接结构,可以使运输轨道111适应不同倾角的边坡,大大提高了运输系统的环境适应性,运输轨道拼接与采矿排产相结合,又能避免轨道铺设问题影响开采进度;采场东西南北四个方位都安装一套运输系统,随着采场开采的推进,可及时调整运输位置,减少坑底翻到岩石的过程,加快开采进度。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

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