露天煤礦剝離廢石采用雙驅汽車運輸的工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及露天煤礦剝離廢石一種運輸工藝，具體說是采用架線式雙能源汽車運輸的工藝。
【背景技術】
[0002]現有的露天煤礦運輸剝離廢石手段包括汽車運輸。汽車運輸工藝具有初期投資小、運輸能力大、機動靈活的特點，在我國大型露天煤礦應用最為廣泛。但隨著我國煤炭淺部資源的逐步枯竭，越來越多的露天煤礦向深凹部發展，進入深凹階段后，礦車重載爬坡的距離越來越長，比如在深凹垂直深度超過80m、運輸距離超過3Km的露天煤礦，運輸車輛車速降低，柴油消耗增多，汽車運輸的成本與消耗維修費用持續增大，且排放的尾氣染污嚴重等問題越來越突出。在深凹垂直深度超過80m或運輸距離超過3Km的露天煤礦，已不適合使用汽車運輸剝離廢石。

【發明內容】

[0003]為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種露天煤礦剝離廢石采用雙驅汽車運輸的工藝，所說的露天煤礦是指深凹垂直深度超過80m或運輸路徑超過3Km的露天煤礦。
[0004]本發明的目的是這樣實現的:
(O大型單斗挖掘機裝載剝離后的廢石；
(2)大型單斗挖掘機將裝載的廢石卸給220t級大型柴油一架線雙能源驅動礦用自卸汽車，在整個運輸路徑運輸廢石，所說的柴油一架線雙能源驅動礦用自卸汽車是指同時具備柴油發動機和交流電動機雙驅動系統的礦用自卸汽車，該車頂還有采集無軌電車架線供電系統電能的集電弓；
車輛滿載運輸的整個運輸路徑由礦區剝離主干道(長期使用的固定區段)的上坡路段(以下簡稱滿載上坡路段)和除上坡路段以外的其它路段組成，在上坡路段架設無軌電車架線供電系統，柴油一架線雙能源驅動礦用自卸汽車在上坡路段使用交流電動機驅動系統；在其它路段柴油一架線雙能源驅動礦用自卸汽車使用柴油發動機驅動系統。
[0005]與常規柴油動力的汽車相比，本發明的積極效果是:
(1)、采用上述雙驅礦用汽車運輸，滿載上坡時使用交流電動機驅動，交流電動機的功率明顯比柴油發動機的功率大，顯著提高車輛運行速度，進而提高運輸效率。
[0006](2)、在滿載上坡階段，柴油發動機最受損耗、最耗費柴油、排放最多，采用本發明后，可以延長柴油發動機的使用壽命、降低維護費用，顯著降低柴油的消耗、進而降低柴油發動機的排放。
【附圖說明】
[0007]下面結合附圖進一步說明本發明。
[0008]圖1是本發明的示意圖，包括大型柴油一架線雙能源驅動礦用自卸汽車和架線供電系統。
【具體實施方式】
[0009]下面介紹為伊敏煤電有限責任公司三號露天煤礦采場設計的采用本發明的方案。
[0010]伊敏煤電有限責任公司三號露天煤礦基本情況:礦區位于大興安嶺西坡呼倫貝爾草原中部，海拉爾盆地東部，伊敏河中下游西側，盆地外圍以低山丘陵為主，最高758.30m，最低664.94m。盆地內為沖積平原，海拔一般671?673m，相對高差93.36m。區內交通以陸路交通為主，北距海拉爾區70km，距濱州鐵路及301國道78km，距紅花爾基鎮60km，距伊敏公社約30km。勘查區東側距勘查區6km有海伊鐵路、距勘查區5.8km有海伊公路通過，交通十分便利。
[0011]三號露天礦的礦田面積為30.61Km2，開采境界內毛煤量為953.70Mt，如果露天礦建設規模為15.0Mt/a，儲量備用系數按1.1計，設計服務年限為58年，采煤工作線長度為2000m?2500m，達產年剝采比4.71m3/t。露天礦劃分兩個采區開采，在21勘探線附近沿走向拉溝、傾向推進。工作幫推進方向，首采區由北向南推進，二采區由西向東推進，煤層開采采用輪斗連續工藝。外排土場位于首采區的西北部，總占地面積1160hm2。礦區主要可采煤層為2層，即15上、16下煤層。15上厚度15.20?27.00m，平均16.95m，煤層傾角I?8°，平均5°，煤層結構簡單。16下厚度15.54?27.00m，平均18.73m，煤層傾角I?8°，平均6°，煤層結構簡單。
[0012]采掘場劃分為三個區，一區為非工作幫，二區為端幫，三區為工作幫。外排土場位于采場的西端幫一側，距離西端幫的距離至少為400m，西部端幫邊坡高度為190m，外排土場排棄高度按80m計算，安全距離為400m。通過建模分析，邊坡角度為20°，穩定系數可達1.28，基本保持穩定。由于輸煤系統在東側端幫，同時又考慮到采區分區處多斷層對端幫穩定性的影響，東南端幫邊坡高度為184m，邊坡角為17°時，穩定系數為1.31，基本保持穩定；其余各幫按23°考慮，可基本保持穩定。外排土場排棄高度為80m，邊坡角度為21°時，穩定系數為1.32 ;外排土場邊坡基本保持穩定。內排土場邊坡在排棄高度250m，邊坡角14°時，Bishop法和瑞典條分法穩定系數計算結果均為1.32，內排土場邊坡穩定。
[0013]在車輛滿載運輸的整個運輸路徑的上坡路段3，架設無軌電車架線供電系統1，柴油一架線雙能源驅動礦用自卸汽車2通過集電弓21接到供電系統接觸導線上。柴油一架線雙能源驅動礦用自卸汽車接收大型單斗挖掘機轉卸的廢石向外運輸時，在上坡路段使用交流電動機驅動系統；在其它路段柴油一架線雙能源驅動礦用自卸汽車使用柴油發動機驅動系統。
[0014]大型架線式雙能源汽車運輸工藝的架線輔助運行系統由主要有下幾個部分組成:
(O電源供電設備:是接收、變換、分配電能的環節，包括線路隔離開關、變壓器、整流器、流斷路器等。本發明的運輸工藝采用Siemens交流驅動技術，通過PLC技術的應用，使得交流電驅動礦用自卸汽車可以在任何速度下進入架線運行狀態，并且不受輔助供電電壓的限制。另外，該車載系統在緊急狀態下可以匹配當前1400?1600V的直流線路，也可以使用新型更高效的2600V供電線路。
[0015](2)集線裝置:本發明的運輸工藝采用匯流條架線結構的集線裝置。
[0016](3)受電器裝置:本發明的運輸工藝采用受電弓式的受電器裝置，為了得到良好的電流接收而沒有電弧產生，受電器在架線導體高度的工作范圍內保證壓力變化很小。受電弓式的優點是操作方便，不受入口限制，可隨時隨處進入架線運行狀態，司機操作相對容易O
[0017](4)受電導體:對受電器接觸導體采用金屬石墨材料制作，導電性能良好、機械耐磨性能好、比重小。
[0018]三號露天礦大型架線式雙能源汽車運輸工藝的特征如下:
(O主要設備:礦車采用的為220t級交流電動輪自卸車，自卸汽車數量共11臺，汽車的追蹤間隔為100m，重車上坡年運輸密度3 2200萬t.1αιι。大型單斗挖掘機采用單次斗容為35m3的礦用電鏟，配備數量I臺。
[0019](2)大型架線式雙能源汽車運輸工藝的架線路段選擇在西側端幫固定出入溝聯絡路及外排土場各臺階坡道上，架線線路總長度3km，坡道坡度10%，雙能源礦車通過西側端幫架線坡道將剝離物運至外排土場各個分水平。礦車在上坡路段受架線助推后，動力比一般卡車強勁，爬坡能力強，一般燃油卡車上坡時車速不超過15km/h，經架線助推后，車速可達 23.5km/h ο
[0020](3)大型架線式雙能源汽車運輸工藝中，在架線汽車進入或駛離架線區段時，設置50m過渡段，其坡度為2%，供汽車司機進行架線助推與柴油驅動轉換開關之用。固定運輸道路曲線轉彎半徑為200m，路面寬度為30m，在道路中心地帶設置5m寬的待避線。
[0021](4)大型架線式雙能源汽車運輸工藝的上坡段架線卡長度2450m，接觸網工程兩頭需延長設下錨區域，加上中間三跨關節重疊區段，接觸網里程為3000m。考慮到伊敏地區全年溫差大，采用全補償簡單鏈形懸掛，導線組合為2XJT150+2XCTHA150。系統具有一定的彈性，能吸收車輛顛簸造成的弓網振動。根據牽引供電專業要求，所有導線截面不小于150mm2，張力為15KN。導線高度按滿足卡車運輸條件設計，卡車高度7.4m，接觸線懸掛點高度暫按9.0m設計。采用特殊設計的水平腕臂，接觸網結構高度為3m。跨距值為40m(柔性懸掛)/24m (剛性懸掛)。
[0022](5)為提高大型架線式雙能源汽車效率、節省燃料、節省輪胎消耗及保證行車安全，需要對礦山道路進行經常養護和定期維修，使之保持良好狀態。此外，為減少塵土飛揚及環境污染，影響人體健康，還應對路面進行日常灑水降塵。設計對礦山道路的養護配備了4臺10t灑水車用于道路及采場、排土場灑水降塵。同時配備平路機、壓路機等道路維護設備，及時對架線道路進行清理平整，保證卡車受電弓與架線線路接觸良好。
【主權項】
1.一種在深凹垂直深度超過80m或運輸路徑超過3Km的露天煤礦采用雙驅汽車運輸剝離廢石的工藝是: (O大型單斗挖掘機裝載剝離后的廢石； (2)大型單斗挖掘機將裝載的廢石卸給220t級大型柴油一架線雙能源驅動礦用自卸汽車，在整個運輸路徑運輸廢石； 在車輛滿載運輸的整個運輸路徑的上坡路段，架設無軌電車架線供電系統，柴油一架線雙能源驅動礦用自卸汽車在滿載上坡路段使用交流電動機驅動系統；在其它路段柴油一架線雙能源驅動礦用自卸汽車使用柴油發動機驅動系統。
【專利摘要】本發明提供一種在深凹垂直深度超過80m或運輸路徑超過3Km的露天煤礦采用雙驅汽車運輸剝離廢石的工藝是：大型單斗挖掘機裝載剝離后的廢石；大型單斗挖掘機將裝載的廢石卸給220t級大型柴油--架線雙能源驅動礦用自卸汽車，在整個運輸路徑運輸廢石；在車輛滿載運輸的整個運輸路徑的上坡路段，架設無軌電車架線供電系統，柴油--架線雙能源驅動礦用自卸汽車在滿載上坡路段使用交流電動機驅動系統；在其它路段柴油--架線雙能源驅動礦用自卸汽車使用柴油發動機驅動系統。本發明的積極效果是：滿載上坡時使用交流電動機驅動，顯著提高運輸效率；大大延長柴油發動機的使用壽命，顯著降低柴油發動機的排放。
【IPC分類】E21C35/20
【公開號】CN105064996
【申請號】CN201510401050
【發明人】馬培忠, 朱建新, 郭洪濤, 蘇遷軍, 李小雙, 謝曉東, 宋波, 高登來, 楊宏海
【申請人】中煤科工集團沈陽設計研究院有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月10日