第1页：第十二章 章节目录
第十二章半连续工艺系统12-1概述12-2典型半连续工艺系统分析12-3矿岩块度及矿岩破碎问题12-4破碎（筛分）转载站的移设步距12-5半连续工艺系统的生产能力
第2页：半连续工艺系统概述
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第3页：半连续工艺系统的特点、适
- 半连续工艺系统分类分类依据：采掘、运输环节使用何种设备及有无破碎筛分设备。
- 连续采掘、间断运输与排土，无破碎筛分设备；
- 间断采掘、连续运输与排土，设有破碎筛分设备；
- 间断采掘、工作面间断运输、干线连续运输与排土，设有破碎筛分设备。
- 半连续工艺系统的特点、适用条件1、优点：
- 对坚硬岩性可使用连续运输，可提高单斗挖掘机利用率和生产能力；
- 大型单斗挖掘机配合高速宽胶带输送机，可扩大露天开采规模，可达近亿m3；
- 露天矿深部应用带式输送机开拓，可减少运输距离和开拓工程量；
- 生产费用（成本）较间断式工艺低；
- 相互克服间断与连续式开采的缺点，发挥各自的优点。表12—1
第4页：半连续工艺系统分类表
工艺过程序号排土破碎筛分设备运输采掘转载后转载前排土机、挖掘机铁道轮斗挖掘机1推土机汽车2带式排土机移动式破碎机带式输送机单斗挖掘机、前装机3筛分设备带式输送机自卸汽车4破碎设备5筛分—破碎设备6峒室破碎汽车、溜井7半连续工艺系统分类
第5页：适用条件
- 缺点：
- 因采用胶带输送机运输，对矿岩块度有较严格的限制(一般不大于胶带宽度的40%)，增加了穿爆工作的难度和费用；
- 为保证块度，须设筛分破碎设备，增加了生产环节，使生产系统复杂化；
- 半连续工艺系统用于剥离时，岩石的破碎将增加生产费用；
- 采用胶带输送机或轮斗挖掘机，受气候影响大。
- 适用条件：
- 适用于采煤；
- 由于受矿岩块度、硬度限制而不易于使用连续开采工艺时
第6页：半连续工艺系统的选择原则
- 半连续工艺系统的选择原则
- 能够采用连续作业的环节，尽量选用连续工艺；
- 通过提高爆破费用，增加筛分破碎设备而使剥离岩石采用胶带输送机运输时，要考虑所增加的爆破及筛分破碎费用能否通过运输方式的改善而得以补偿（用连续运输替代间断运输）；
- 尽量减少中间环节，使系统不过于复杂化。
- 半连续开采工艺系统的发展方向（趋势）
- 在坚硬金属露天矿中和露天煤矿深部扩大应用，因此应使破碎机、胶带输送机等设备适用于坚硬岩石条件；
- 研究生产能力更大的移动式破碎机；
- 设置破碎硐室；
- 各个工艺环节的全面改进
第7页：排土设备根据运输设备类型
- 连续采掘、间断运输的半连续开采工艺系统——多斗挖掘机、汽车（铁道）开采工艺系统
- 系统构成
- 多斗挖掘机（轮斗或链斗挖掘机）——在采掘工作面采掘作业
- 工作面装载装置：分叉溜槽式、十字鞍形式
- 铁道或汽车为确保工作面轮斗挖掘机连续作业，每个采掘工作面应配备足够的列车和汽车，当挖掘机向其中一侧的运输设备装车时，另一侧空车就作好装车准备等待装车，该侧装车完毕后，立即装另一侧车，同时正在等待装车的空车到该侧作好装车准备，如此交替进行。
- 排土设备根据运输设备类型分别采用不同设备，铁道运输时，可采用单斗挖掘机排土或推土犁排土；汽车运输，可采用推土机排土
第8页：连续采掘间断运输工艺系统
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第9页：特点、适用条件优点
- 特点、适用条件优点：
- 工艺系统简单，没有破碎转载环节；
- 可以避免若采用胶带运输时，移设胶带对工作线形状要求平直等限制。缺点：
- 为保证采装作业的连续性，必须与足够的运输设备，在工作面采装，使运输设备效率低；
- 若运输设备数量不充足，或在生产过程中由于车赶堆等原因造成采掘工作面空车供应不上，使轮斗挖掘机被迫停止作业，影响效率的发挥。适用条件：多适用于剥离松软岩石的露天矿，且采用胶带输送机运输不适合或不经济的情况下
第10页：带筛分设备的半连续工艺系
- 带筛分设备的半连续工艺系统单斗挖掘机——筛分设备——胶带输送机开采工艺系统单斗挖掘机——汽车——半固定筛分设备——胶带输送机工艺系统
- 系统构成
- 单斗挖掘机——采装作业；
- 筛分设备——在单斗挖掘机与工作面胶带输送机之间增设一台自移式筛装机（一般不适合胶带输送机运送的大块物料小于等于10~15%时采用筛装机）；
- 胶带输送机——主要用于运送筛子筛下物料（绝大部分物料）
- 胶带排土机——配合胶带运输机形成连续作业。
- 筛上大块处理设备——一是用单斗挖掘机或前装机将大块装入汽车运出；二是用机械或人工法破碎大块，再装入胶带运输。
- 工作面汽车——不出现
第11页：带筛分设备的半连续工艺系
二、带筛分设备的半连续工艺系统筛装机是一钢结构，由悬臂筛、料仓、给料机和滑撬组成。条筛由10根长2.8m的p-50型钢轨组成，轨面朝下，间距300mm。悬臂倾角可调整。当倾角为31°时效果最好。筛下物料由给料胶带通过悬臂卸载胶带装载（向胶带输送机）。筛上物料由单斗挖掘机装汽车运走，或用人工、机械破碎后再装入筛装机装载。若露天矿场平面不宜设工作面胶带输送机，则也可在端帮设置固定或半固定筛装设备，工作面用汽车运输，筛分后用胶带输送机
第12页：特点、适用条件优点
- 特点、适用条件优点：通过筛分，对胶带起到带保护作用，保证胶带能正常作业。缺点：
- 需要大能力的可靠的筛分设备；
- 筛上大块处理困难；适用条件：适用于爆破较好的中硬矿岩（不适合胶带运输的大块的比例为10~15%时）。带筛分设备的半连续工艺系统在实践中未获广泛应用。主要原因是缺乏可靠性的、大能力的筛分设备，筛上大块的处理较困难
第13页：带移动破碎机的半连续开采
- 带移动破碎机的半连续开采工艺系统单斗挖掘机——移动式破碎机——转载机——胶带输送机工艺系统12—2典型半连续工艺系统分析伊敏河露天矿半连续工艺视频
- 系统构成
- 单斗挖掘机——工作面采装
- 移动式破碎机——为使物料块度适合于胶带输送机运输，可在工作面单斗挖掘机与工作面胶带机之间加设一台移动式破碎机，用于破碎物料（移动式破碎机的规格、类型、生产能力、性质、适用条件等见前面联合运输）
- 转载机——为了增大挖掘机采宽、减小工作面胶带机的移设次数，在破碎机与工作面胶带机这间可加设一台转载机。
- 胶带输送机（同上）
- 胶带排土机（同上）
第14页：典型半连续工艺系统分析
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第15页：典型半连续工艺系统分析
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第16页：典型半连续工艺系统分析
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第17页：典型半连续工艺系统分析
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第18页：典型半连续工艺系统分析
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第19页：典型半连续工艺系统分析
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第20页：典型半连续工艺系统分析
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第21页：典型半连续工艺系统分析
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第22页：典型半连续工艺系统分析
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第23页：转载机与胶带的配置特点
- 特点、适用条件优点：
- 转载机加大了的挖掘机采宽，可减少工作面胶带移次数；
- 增大了胶带输送机对岩性的适用能力（对硬岩或爆破效果稍差时，通过破碎机破碎后都可装入胶带）。缺点：
- 需要转载的破碎设备，增加了生产费用和设备投资；
- 移动式破碎机与单斗挖掘机在规格上，能力上都应匹配，但缺少大能力的破碎机，难于匹配。适用条件：开采台阶不多，且工作线较平直条件下的坚硬岩性
第24页：带固定或半固定破碎机的半
- 带固定或半固定破碎机的半连续工艺系统单斗挖掘机——工作面汽车——半固定（固定）破碎机——胶带机工艺
- 系统组成（如图12-6）
- 单斗挖掘机
- 工作面汽车
- 固定、半固定破碎机12—2典型半连续工艺系统分析考虑破碎机的个数与位置时应考虑以下因素：
- 破碎机能力及工作面汽车运距，综合考虑决定破碎机个数
第25页：典型半连续工艺系统分析元
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第26页：破碎机位置考虑
- 破碎机位置考虑：a——汽车运距b——破碎站所需平面尺寸c——破碎站的稳定性d——在场内设破碎站对露天矿剥采工程的影响
- 在下列条件下可考虑设备地下破碎系统：a——在边帮设置破碎机有困难时b——矿体标高高于选矿场或交接沿标高c——深部需开掘地下坑道时d——深部矿体窄小，设置运输线路有困难e——因地面设施限制而不能在地面设置破碎站时
- 胶带输送机（同上）
- 胶带排土机（同上）
第27页：特点、适用条件优点
- 特点、适用条件优点：
- 采场工作面作业灵活（不受胶带影响）
- 适用性强缺点：
- 破碎站投资大、半固定式移动困难；
- 破碎站是露天矿生产系统的咽喉环节，其能力决定整个运输系统的生产能力；往往限制运输系统能力；
- 破碎站位置选择很重要，选择不适合将影响经济效益。适用条件：广泛适用。如：美国西雅里塔露天矿，墨西歌卡纳尼亚铜矿，苏联英古列茨铁矿，我国的大孤山铁矿，露苏河煤矿（采矿部分）都是采用这种工艺的典型例子
第28页：矿岩块度与胶带服务年限
- 块度
- 坚硬矿岩露天矿中采用半连续工艺时，采掘环节通常采用单斗挖掘机，运输环节采用胶带输送机，二者对矿岩块度要求差距大。单斗挖掘机对矿岩块度要求：胶带输送机对矿岩块度要求：苏联矿山设计规范规定，坚硬而有磨蚀性矿岩的限制块度为300mm，非磨蚀性矿岩块度为400mm。据苏联、美国33个硬岩露天矿统计资料，爆破后的矿岩块度呈如图12-9所示分布，其中适合于胶带运输的块度（0~400mm）占71%以上。但是仍有29%的超限大块石不能直接用胶带运输。
- 根据实际资料表明：运送的矿岩块度d对胶带的使用寿命有较大的影响，其关系见表12—3所示：
第29页：块度与胶带服务年限关系表
（mm）100200300400500矿岩块度d(mm)（%）217200137133100胶带服务年限%表12—3岩块度与胶带服务年限
第30页：为改善矿岩块度
- 矿岩块度对筛分设备能力的影响：（对破碎机能力影响较小）引入可运性系统指标：V0——块度在300mm以下的矿岩数量，m3V——总爆破量，m3用K指标，可确定破碎筛分设备的能力、型号等。
- 为改善矿岩块度，可采取以下措施：
- 压碴爆破，提高爆破质量，降低大块率；
- 采用合理装药结构，如分段装药；
- 采用合理起爆方法。微差爆破；
- 适当增大药量；
- 高段爆破（并段）；
- 小孔径、密孔网
第31页：破碎方式
- 矿岩破碎问题主要有：破碎方式、破碎比、能耗、破碎费用等。
- 破碎方式：破碎方式主要取决于破碎机类型，常用破碎机类型，破碎机理，破碎比，生产能力，块度，能耗等指标以及适用条件见联合运输一节（表）
- 破碎粒度与破碎比、小时能耗与小时能力
- 破碎费用应用半连续工艺系统的经济效果，应着重以下情况：
- 将破碎机——胶带输送机系统与全汽车运输系统进行经济效果比较（投资、生产费用）
- 岩石破碎所增加的费用能否由采用胶带运输而获得的经济效果予以补偿，或盈利。
- 各种形式的破碎机的投资及经营费用应比较，优选。，小时能力
第32页：破碎机破碎比与小时能力
小时能力吨/小时小时能耗度/吨破碎比指标破碎方式最大平均最小最大平均最小最大平均最小12000.157：15：1颚式10002004000.400.260.215:110:15:1旋回式12007705000.660.430.265:145:14:1辊式10005503252.11.350.760:130:15:1反击式18004902001.921.350.860:130:15:1锤式17001200-15000.50.156:15:1单时颚式、小时能力
第33页：破碎转载站的固定方式
- 破碎（筛分）转载站的固定方式、移设方式
- 有三种方式：固定式；半固定式；移动式：自移式、他移式。
- 设置位置
- 固定式破碎站一般设在地表境以之外或地下峒室中，也可设置在非工作帮上。
- 半固定式破碎站一般设在端帮上，随开采深度加大，破碎机需定期拆移。
- 移设方式基本上有2种：
- 将破碎机设置在采场专门开凿的机坑（井巷）中，每次移设需开挖新的机坑，井巷工程量较大。（如苏联多采用此法）
- 将破碎机安装在金属结构物中，全部机组及结构可拆卸为若干部分，用履带运输车分别运输各部分。（如欧美国家采用此法）
- 移动式破碎机（自移式）——一般在采掘工作面随单斗挖掘机靠自身走行装置而移动
第34页：其确定方法
- 破碎（筛分）转载站的移设步距
- 在半固定破碎（筛分）站系统中，转载站移设步距是一个重要参数。其影响因素较多，开采规模、设备类型、矿岩量，矿山工程为转载沿提供的位置、移设费用、运营费用、工作面汽车运距等。
- 其确定方法：主要应以结合经济效果分析，可用计算机模拟方法分析计算法求解，实际中可采用以下经验值：一般认为合理的移设步距为60m左右或4～6个台阶移设一次。设步距大小表现为：
- 若移设步距大，则移设次数少，相应移设安装费用少；
- 若移设步距大，工作面汽车运距加大，运输费用加大；
- 若移设步距小，则移设次数多，从而占用场地大，增加了剥离工作量
第35页：移设步距合理性经济评价原
4、移设步距合理性经济评价原则为：破碎站移设费用可通过运输条件改善而补偿，或效益最大。（a）采用半延续工艺系统时各资费用之和应小于等于采用汽车运输的费用之和，即式中：（元/t）C1——工作面汽车运输费用C2——胶带提升的总费用C3——岩石破碎费用C4——破碎站移设费用C5——辅助费用按此原则可以出求合理移设步距（高差）H为：（m）
第36页：破碎转载站移设步距
式中式中12—4破碎（筛分）转载站的移设步距
第37页：汽车卸载点的生产能力
- 在半连续开采工艺系统中，往往破碎机转载站的生产能力是系统生产能力的限制环节，这一环节的生产能力决定了系统的生产能力。而破碎转载站的生产能力又受限制于汽车卸载点的数量及能力、破碎机的生产能力、料仓系统的生产能力、筛分设备的生产能力等。
- 汽车卸载点的生产能力12—5半连续工艺系统的生产能力
- 分析法：（百万t/a）式中
- 排队论法确定——卸载点为随机服务台，汽车为顾客
第38页：破碎机破碎能力
- 破碎机破碎能力Q=K1K2K3Qb，t/h主要影响因素：入料口块度，出料口块度，入料口宽度，出料口尺寸。其中排矿口尺寸对破碎机生产能力影响大。存在排料口尺寸优化问题。还应注意破碎机给料块度与入料口尺寸及排料块度与排料口尺寸间的关系：式中
- 料仓容积或V仓等于0.5小时的破碎机生产能力
第39页：水平矿床的经济效果条件
- 只有当胶带输送机运输所节约的费用能补偿破碎费用（破碎机投资，运营费，移设费）时，才认为半连续工艺是有效的。
- 对于水平矿床，只有水平运距时，允许使用半连续工艺的条件是：即式中
第40页：倾斜矿床的经济效果条件
（2）对于倾斜矿床，有高差时，允许使用半连续工艺的条件是：即：式中（m）
