排土机的结构型式及选型使用

排土机的结构型式及选型使用

柴永利

内蒙古大唐国际锡林浩特发电有限公司  内蒙古 锡林浩特026000

摘要：排土机属于移动式连续作业的排料机械，把可移动梯段带式运输机传送来的物料排卸在指定料堆上。它的优点相比其他排土方法，具有排弃宽度大，辅助环节用时少，产能达，机械化程度高等优点。本文通过分析排土机工作原理和结构型式，为矿山选用排土机提供借鉴。

关键词：排土机  机械化  结构型式

1 排土机的工作原理

1.1排土机结构

排土机和胶带输送机进行配套作业,主要用于露天矿排土场的排弃及料场疏松物料堆砌。排土机行走方式主要是：履带式、轨道式。排土机主要由排料臂、司机室、回转装置、下部钢结构、主机行走装置、维修室、支承车行走装置、受料臂、转载臂、配重臂等部分组成。主要为露天矿区作业进行露天矿分离出的表土不间断排弃的大型专用机械，是露天矿区连续作业以及半连续作业的主要装备，排土机安装在排土场，不间断、高效率的进行排土工作。

排土机在各种露天矿的使用均非常广泛，尤其在露天煤矿中更显突出，已生产的排土机中排料臂最长为 260 米，一般为 30-100 米，其中大多数为 60 米。臂长 60 米的排土机上排和下排的高度可轻易达到 15 米和 35 米。

1.2 排土机结构型式分类

排土机结构型式可分为三类：分别为塔架结构型式、传统结构型式以及紧凑结构型式。

塔架式的排土机是有皮带转载机的，即由受料臂、卸料臂和中间转载臂组成，带转载臂的排土机一般需要两个司机室，要由两个人同时操作排土机，而传统型排土机和紧凑型排土机则只有受料臂和卸料臂组成，仅需要一人即可操作。

传统型排土机和紧凑型排土机的最大区别在于配重臂的位置不同，传统型排土机的配重在上部平台末端，此配重方式由于在排土机的上方，不受空间的限制，可以使配重臂以最佳的方式为卸料臂配重，上部钢结构受的扭力最小。因此，此种配重方式可以很好的使排土机的排土能力和配重相匹配。传统型排土机在中大型的露天矿应用较为广泛。

紧凑型的排土机在下部平台的末端，会受到受料臂的影响，因此配重能力有限，这样就限制了排土机的排土能力，紧凑型的排土机主要以结构紧凑的中小型排土机为主。

1.3各结构型式排土机越过移置式胶带机的比较

塔架式排土机：机头站一般为高位机头站，因此排土机越过移置式胶带机时，需要将地面的一些胶带架拆移开，将胶带平铺到地面上，盖上细沙土，排土机从胶带上面开过去，然后再将胶带架恢复，张紧胶带。越过胶带前，一般需要切断供给排土机的高压电源，由排土机自带的发电机供电行走，同时由地面电源控制箱到排土机的长而重的电缆也需要人力，由胶带的一侧搬移到胶带的另一侧。

传统结构式以及紧凑结构式排土机的工作面带式输送机头站一般为低位，排土机越过胶带机时，仅需在地面胶带机的头站直接绕行，绕行时低位机头站在受料臂的下方，不影响排土机转场，此种方法用时少，不需要辅助设备，工作量也较少。

1.4投资

悬臂式三种结构的排土机从价格上来看，由于塔架式的排土机多出一条转载皮带，因此价格相对传统型和紧凑型的排土机要高一些。而同等能力的传统型排土机和紧凑型的排土机相比，由于传统型的排土机一般用的钢结构会多些，更坚固结实些，因此价格也略高些。

通过上面对塔架式排土机、传统型排土机和紧凑型排土机的比较，可以看出，塔架型的排土机价格较贵，操作人员多，维修成本高，排土机跨越地面胶带非常麻烦，而传统型和紧凑型的排土机比较，传统型的排土机应用广泛，适用于中大型矿山，排土机的排土能力不受限制，选择余地大；而紧凑型排土机应用不够广泛，排土能力大多在 8000t/h 以下。

2 排土机走行方式分类和设计选型

2.1排土机走行方式

履带式排土机和轨道式排土机是按照排土机的卸料车的走行方式区分的。卸料车位于主胶带机上，轨道式卸料车通过行走轮支撑在铺设于主胶带机两侧的轨道上。履带式卸料车通过行走履带支撑在胶带机两侧。卸料车主要与排土机配合工作，将主胶带机上的物料卸载到排土机的受料臂上，卸料车由尾架、胶带机架、张紧机架、卸料车头部、挡板、走行机构、支撑小车等组成。

履带式卸料车的走行部分由履带板、支撑轮、托板轮、驱动轮、张紧轮电机、减速机等组成，可通过限位开关等方式使履带行走时与地面胶带架自动对中，不发生碰撞。

轨道式卸料车的行走部分由许多在轨道上行走的行走轮、行走台车、电机、减速机、夹轨器等组成。轨道式卸料车依靠铁轨导向，卸料车能自动地与带式输送机保持共线运行。

轨道式以及履带式两种卸料车的行走方式不同，轨道式卸料车需要在已有的移设用轨道之外再在输送机的一边铺设另一条轨道，以供卸料车行走和支撑自身重量，所以需要对已有的轨枕进行加长、加厚，加大了工作量，也增加了输送机移动的工作难度。因为矿区工作环境的恶劣以及不确定性，轨道式卸料车在行走时存在不稳定性，行走轮易脱轨。履带式卸料车因为自身的性能出众，对工作环境的适应能力强，可以有效的解决轨道式卸料车易出现的问题，所以综合的考虑轨道式及履带式两种卸料车的优缺点，通过综合比较锡林浩特东二露天矿确定选用履带式排土机。

2.2排土机的设计选型

排土机的设计选型首先依据使用环境选择适当类型的排土机，各型排土机的适用

环境如下表所示：

排土机是整个采矿作业的最后一步，业内多采用的排土机为悬臂式，排土机造价高、质量大、工作环境不稳定，所以排土机的选型合理尤为重要，也是采矿作业能否顺利高效进行的关键。目前以排土场的阶段高度、所排废石特征、排土方式、进而决定排土机型号。

如上所述，其中最关键的选型因素为阶段高度、排土带的宽度，这两个因素决定了排土机的受料臂以及排料臂的长度，而臂长又决定了整机的质量以及造价的高低，所以要综合的考虑各个因素，选择较为经济的排土机必须在排土工艺参数确定之后选取。排弃工艺参数包括：物料的性质、粒度、自然安息角、小时排弃量、排土场的段高以及边坡的稳定性等。

如图 1 所示，排土机排料臂长度与排弃物料性质和排土场阶段高度有关。排土机最小排料臂长度计算公式为:

通过上述公式确定排土机最小排料臂后，根据矿山具体情况选择排土机的型号。

3结论

露天开采作业，连续的排土作业时，系统要求能够控制废石在土场的堆放，土场的尺寸和位置以及堆积的废石的物理力学特性影响卸料臂的参数配置，排土机的工作半径取决于整个运输机的整体尺寸，本文通过分析排土机结构特点，工作原理，分析排土机存在的类型，排料臂长度计算，为露天矿选用排土机选型提供参考。

参考文献