1、威猛T1255型地平王露天挖掘機帶來露天采礦業(yè)最新技術來源： 中國工程機械信息網(wǎng) 時間：2009-06-01圖1. 波多黎各一家石灰石礦中作業(yè)的威猛T1255型地平王露天挖掘機一、精細露天采礦的優(yōu)勢精細化露天采礦帶來了諸多好處，可以完全避免使用傳統(tǒng)的鉆孔、爆破、破碎等方法的弊端。由于降低了沖擊、振動、粉塵和噪聲，因此與鉆孔和爆破相比，精細露天采礦的作業(yè)地點可以與公路和現(xiàn)有構筑物之間的距離更近。圖2. 散布有粘土的石膏礦床通過精細露天采礦可準確地按照特定的生產(chǎn)要求實現(xiàn)各種化學成分的混配，而不會混雜不需要的物料。如果不需要的物料可以很直觀與所采礦石進行區(qū)分，精細露天采礦技術通過在開采面上分層做業(yè)，

2、可以極大提高整個礦山的總體產(chǎn)量，提高經(jīng)濟效益。圖2就清楚地表明了這一點由于粘土和石膏混雜到了一起，因此如果采用傳統(tǒng)的鉆孔和爆破方法的話，是無法經(jīng)濟地進行礦床開采的。待開采礦層較薄時，可沿礦層進行精細露天采礦，這有助于避免不需要物料的摻混。我們經(jīng)常會碰到所有礦層都具備經(jīng)濟價值但相互之間卻不兼容的情況，精細露天采礦技術在開采時可保持這些礦床之間相互分離，這對于傳統(tǒng)的鉆孔和爆破來說是完全做不到的。在相當多的礦山/采石場中，由于擔心穿入地下水位面，進而導致礦床透水，使用傳統(tǒng)方法開采，一般只能采取減小開采深度或者增加高額的降水成本。而通過精細露天采礦卻可密切控制開采過程，從而實現(xiàn)幾乎所有產(chǎn)品的采收。在礦

3、山/采石場中，露天采礦機經(jīng)常用于在鉆孔和爆破工藝已經(jīng)無能為力的時候再開采一兩米的礦床，這種情況并不罕見。精細露天采礦可以形成較為平整的工作面，這樣可以最大限度降低礦車和裝載機的使用費用，尤其可以顯著節(jié)省橡膠輪胎的消耗量，在很多情況下甚至可以使用越野卡車來代替礦車。圖2所示就是能夠?qū)崿F(xiàn)的工作面。通過采用激光或者GPS系統(tǒng)控制挖掘深度，可在礦床工作面上形成一到兩度的斜坡，以便向集水坑排水。這有助于在盡量長的時間內(nèi)保持最大量的產(chǎn)品不受潮，并減輕礦粉受潮現(xiàn)象。精細露天采礦從一開始就保證了物料的均勻性，產(chǎn)品是致密的礦粒。正如我們下文將要說明的，自頂向下切割可在一定程度上控制礦粉和超大礦粒的生成(大于6英

4、寸，也就是150毫米)。由于能夠均勻地形成小粒物料，因此與傳統(tǒng)鉆孔和爆破產(chǎn)品相比，可大幅度提高物料處理效率(包括減小卡車車廂和挖掘機鏟斗的磨損)。除可省掉粗碎工序外，產(chǎn)品粒度的均勻性還可提高二次和三次粉碎系統(tǒng)的效率。據(jù)該采石場經(jīng)理介紹，2005年下半年進行的為期六個月的石灰石試采中，(杰弗里斯)Jeffries錘磨機的生產(chǎn)效率提高20%，而三級球磨機中的停留時間也顯著縮短。圖3. 石灰石礦場中邊角齊整的高邊坡二、威猛T1255型地平王露天挖掘機為露天采礦業(yè)帶來最新技術1、運行規(guī)格。威猛T1255型地平王露天挖掘機采用卡特比勒的一臺600馬力(447.4千瓦)C18 Tier III發(fā)動機提供動

5、力。最大巖石開挖/粉碎深度27英寸(68.6厘米)，寬度144英寸(365.8厘米)。按照巖石狀況和粒度分布的不同,產(chǎn)量介于300到1600噸/小時之間。威猛T1255型地平王露天挖掘機在結構上分為兩大部分主機和地平王附加裝置。主機和附加裝置的重量超過237,000磅(107,501kg)，附加裝置重量97,000磅(43,998 kg)。2、雙履帶系統(tǒng)。從圖1可以看出，機器裝備有一套雙履帶系統(tǒng)供采礦和運輸之用;切割筒安裝在機器尾部，比履帶要寬。機器操作性能極好，重心低，原地轉(zhuǎn)彎時間不超過30秒，可在20度坡面上有效作業(yè)。3、滾筒位置。滾筒安裝在尾部，比履帶要寬，可形成邊角齊整的豎直高邊坡。這

6、一點可以從圖2和圖3中看出。4、傾斜滾筒。地平王附加裝置上具有相應的裝置，可實現(xiàn)切削滾筒與主機機體之間的相對傾斜。切削滾筒相對于主機可實現(xiàn)正負五度的坡面，也可將其設置成自動模式，在開挖過程中保持水平。圖4. 水平傾斜滾筒在圖4中，可以清楚地顯示了地平王附加裝置與牽引機之間的相對傾斜情況。通過這種滾筒傾斜專利裝置可自動開挖出平整的水平工作面。此外通過這一功能還可方便地對機器進行調(diào)整，采用激光或者GPS系統(tǒng)進行控制，可以開挖出沿著一到兩個平面朝向集水坑傾斜的平整工作面。5、自頂向下切割。在圖1和圖4中，T1255型地平王露天采礦機的采礦方向是背向觀察者的。滾筒在巖面自頂向下切割，物料從滾筒下方通過

7、，經(jīng)機器尾部排出(圖5)。這就最大限度減少了被切物料與滾筒之間的接觸，從而減輕了切削齒和切削齒座的磨損，同時還最大限度減少了切削過程中一些潮濕物料粘附在切削齒和滾筒上，具有自潔的功能。圖5. 自頂向下切割從圖5中，可以看出向下切割的一個要點，這就是滾筒旋轉(zhuǎn)與行駛同向，這樣履帶在濕軟表面就很少或者根本不會發(fā)生打滑現(xiàn)象。而假如果是自底向上切割，機器必須拖動滾筒來穿過切削面。自頂向下切割允許切割過程中得到的粒度組在一定程度上發(fā)生變化。由于所有材料都是從滾筒下方通過的，而切齒的穿透力會隨著深度的加大而降低，因此切深越大，得到的物料就越小。相反，通過減小開挖深度并提高速度(增加切齒穿透力)則可增大顆粒尺

8、寸。這并不是說我們能夠隨意更改產(chǎn)品尺寸所得到的粒度組在很大程度上是與地層中巖石分布的情況有關系，這對于礦層較薄的情況尤其如此，此時開挖深度與產(chǎn)品粒度之間幾乎沒有任何關系。與自底向上切割相比，自頂向下切割可大幅度提高切割力對巖石的作用效果。這一點我們在T1255型地平王露天采礦機開發(fā)的初期階段就觀察到了當時我們采用的是向上切割方法(類似于威猛生產(chǎn)了40多年的巖石開溝機)。把自底向上切割改成自頂向下切割后，機器生產(chǎn)速度提高了50%。圖6. 液壓傳動6、液壓傳動。T1255型地平王露天采礦機采用液壓動力傳動裝置，傳動系統(tǒng)中不存在變速器或者變矩器等機械連接。使用液壓傳動，操作員可以讓切削筒滿負荷直至切

9、削筒停止轉(zhuǎn)動而不會有任何不利影響，系統(tǒng)采用卸壓閥來防止超載，油泵的超負荷自動零輸出系統(tǒng)可以防止系統(tǒng)過熱。當操作員減小工作負荷后，機器可繼續(xù)運轉(zhuǎn)，而不會有任何影響。液壓系統(tǒng)流程圖如圖6所示。驅(qū)動軸通過兩根D8N SALT鏈條或者兩根5501滾子鏈連接到滾筒，具體取決于應用場合。由于采用了液壓系統(tǒng)，因此滾筒轉(zhuǎn)速和履帶行走速度均可實現(xiàn)無級變速，從而讓操作員動態(tài)改變滾筒旋轉(zhuǎn)運動，以適應巖石的變化情況。7、精細采礦：TEC 2000.2?微處理器。在確定了最優(yōu)的開挖深度和滾筒轉(zhuǎn)速之后，操作員可將機器的負載控制交由TEC2000.2?微處理器處理。該微處理器以發(fā)動機轉(zhuǎn)速為控制手段，最大限度提高機器的開采速

10、度。如發(fā)動機轉(zhuǎn)速降到預定范圍以下，則機器將停止履帶行走和滾筒旋轉(zhuǎn)。工作負荷條件突變時，滾筒會停止轉(zhuǎn)動。正如前文所述，液壓系統(tǒng)不會受到任何損害。操作員只需把負載控制旋鈕減小到零，然后將滾筒升高即可令其旋轉(zhuǎn)。滾筒旋轉(zhuǎn)后操作員可提高負載，令其剛好低于先前的設定值即可。微處理器對停止點具有記憶功能，這樣就可以毫無延遲地繼續(xù)進行開采。TEC 2000.2?微處理器的目的是最大限度提高采礦機器的產(chǎn)能，同時保護動力系統(tǒng)的完好。圖7所示為T1255型地平王露天挖掘機的控制面板。圖7. T1255 TEC 2000.2地平王TEC SEM控制面板視圖8、激光/GPS控制。T1255型地平王露天挖掘機可配備一到兩

11、臺激光/GPS接收機。系統(tǒng)預留了連接線，可安裝任何一種系統(tǒng)來控制開挖深度。通過這些系統(tǒng)可以得到與水平面成一角度的平整工作面采用一套激光/GPS系統(tǒng)時可以得到一個平面，采用兩套導向儀表時則可以得到兩個成一定角度的平面。開挖工作面朝向集水坑傾斜，可令雨水從切削面排出，避免切割成品受潮，當所開采的物料遇水稀粘，或者需要得到干燥的產(chǎn)品以便于下游加工時，這一點尤其重要。傾斜/雙向平整如圖8所示。圖8. 傾斜/雙向平整9、表面整理：由于具有較高的操縱性、重心較低，再加上TEC 2000.2?微處理器的采礦自動控制能力，T1255型地平王露天采礦機在世界各地的表面整理作業(yè)中得到了采用，其中既有礦山/采石場的

12、礦石表面覆蓋物剝除，采礦前的鐵鋁氧石巖石層鏟平(參見鋁土礦一節(jié))，也包括鉆孔和爆破作業(yè)之后不平的工作面整平。自頂向下形式的切割方式可在硬度最高16,000 psi(110 MPa)巖石的情況下實現(xiàn)連貫作業(yè)，在某些情況下最高可達25,000 psi(170 MPa)。而在巖石硬度更高時，連續(xù)露天采礦機在某些禁止爆破的區(qū)域也具有采礦經(jīng)濟性。三、歷史應用案例1、石灰石T1255型地平王露天采礦機曾在若干石灰石礦床中作業(yè)，具體如圖9a-c所示。圖9. 美國佛羅里達州布魯克斯韋爾(Brooksville) 、美國南加利福尼亞州查爾斯頓(Charleston)、比利時利治(Liege)2、鐵礦石

13、自2007年6月開始，澳大利亞的西澳一直采用T1255型地平王露天采礦機進行鐵礦石開采。圖10. T1255型地平王露天挖掘機的鐵礦石開采·礦床類型：本鐵礦石礦床是一處沖積礦床，前身為古河床，故而礦床分層，并有多種尺寸和形狀的夾雜物，抗壓強度低于典型的鐵礦石礦床，因此可采用連續(xù)露天采礦機高效開采。物料UCS介于6000到17000 psi(41到120MPa)之間，平均壓縮強度為11500 psi(80MPa)。較軟的物料嵌有大量粘土，極具研磨性。硬度較高的物料，研磨性雖然不那么高，但仍然不容忽視。平均來說，物料還是具有一定的研磨性。·特殊事項：目前采用扒礦機來收揀開采出來

14、的物料，并將其運輸?shù)礁浇膬α蠀^(qū)。所用切入深度為12英寸(30cm)，看起來可最大限度提高生產(chǎn)速度、減小切削齒和齒座的磨損，并優(yōu)化扒礦機的物料收揀(參見上面的照片)。所得物料均為-20cm，切下來的物料無需經(jīng)過粗碎加工。由于粒度組分布均勻，因此物料在通過二級粉碎機時，不會對機械產(chǎn)生不良影響。·生產(chǎn)速度：平均900 TPH(820 MTPH)；較軟材料為1700 TPH(1545 MTPH)；較硬材料為700 TPH(636 MTPH)3、鋁土礦圖11 T1255型地平王露天采礦機的鋁土礦開采·礦床類型：礦床頂層最初的3到5英尺由堅硬的鐵鋁氧石構成。由于硬度較大，因此采用傳統(tǒng)的挖掘機方法無法開采。從頂層巖石上剝離掉土壤/塵土之后，盡量將坑穴里面的剩余物料清除。此后即可采用刮削或者鉆孔爆破方法進行露天采礦。如果由于巖石過于堅硬而無法采用大型推土機刮削，則必須用破碎的鋁土礦將坑穴填滿，以便鉆機通過相關區(qū)域。鐵鋁氧石巖石層UCS介于4000到8000psi(27到55 MPa)之間。·特殊事項：威猛T1255型地平