[发明专利]一种基于露天矿组合台阶开采的皮带桥结构设计方法

权利要求书

1.一种基于露天矿组合台阶开采的皮带桥结构设计方法，它主要包括如下步骤：

步骤一：确定皮带桥的转载布置环境，分为单台阶同水平条件下的拓展转载和组合台阶不同水平条件下的升降转载，其中组合台阶的升降转载根据皮带桥受料端与排料端的布置高度不同又分为：①皮带桥受料端高于其皮带桥排料端；②皮带桥受料端与皮带桥排料端同高；③皮带桥受料端低于其皮带桥排料端；

步骤二：确定皮带桥设计的相关条件参数，具体包含转载台阶高度(单台阶同水平拓展时，转载台阶高度为0)H、爆破前(后)转载台阶倾角α1(α2)、爆破前(后)单幅采掘带宽度L1(L2)、工作面运输皮带布置距转载台阶坡顶线距离L皮带、工作面运输皮带高度H皮带、皮带桥排料点应高于运输皮带的安全距离h1、破碎机布置距剥离台阶坡底线的距离L破碎、破碎机排弃点高度H破碎、皮带桥受料点应低于破碎机排料点高度的安全距离h2、皮带桥额定最大运输倾角αmax；

步骤三：完成皮带桥相关参数设计，具体包含皮带桥排料点高度H排料、皮带桥受料点高度H受料、皮带桥长度L桥、皮带桥倾角α桥以及皮带桥与工作面运输皮带夹角α夹角；

步骤四：细化皮带桥设计结构，在步骤三的计算结果基础上，通过造型、结构上的优化增加皮带桥的调节范围和使用灵活度。

2.如权利要求1所述的一种基于露天矿组合台阶开采的皮带桥结构设计方法，其特征在于：所述的步骤一中，根据不同布置环境，皮带桥的设计分为三类：①皮带桥受料端高于其皮带桥排料端；②皮带桥受料端与皮带桥排料端同高；③皮带桥受料端低于其皮带桥排料端。

3.如权利要求1或2所述的一种基于露天矿组合台阶开采的皮带桥结构设计方法，其特征在于：所述的步骤三中，①当皮带桥受料端高于其皮带桥排料端时：

H排料＝H皮带+h1；

H受料＝H破碎-h2；

L桥＝[(H+H受料-H排料)2+(2L1-L2-L破碎+L皮带)2]1/2；

α桥＝arctan[(H+H受料-H排料)/(2L1-L2-L破碎+L皮带)]；

此时，若α桥＜＝αmax，则α夹角＝0，完成皮带桥相关参数设计；

若α桥＞αmax，则以上设计不可行，皮带桥设计倾角大于皮带桥运输皮带的最大运输额定倾角，故应调整为：

α桥＝αmax；

H排料＝H皮带+h1；

H受料＝H破碎-h2；

L桥＝(H+H受料-H排料)/sinα桥；

α夹角＝arccos[(2L1-L2-L破碎+L皮带)/(L桥cosα桥)]；

③当皮带桥受料端低于其皮带桥排料端时：

H排料＝H皮带+h1；

H受料＝H破碎-h2；

L桥＝[(H+H排料-H受料)2+(L皮带+L破碎+L2-L1+H/tanα1)2]1/2；

α桥＝arctan[(H+H排料-H受料)/(L皮带+L破碎+L2-L1+H/tanα1)]；

此时，若α桥＜＝αmax，则α夹角＝0，完成皮带桥相关参数设计；

若α桥＞αmax，则以上设计不可行，皮带桥设计倾角大于皮带桥运输皮带的最大运输额定倾角，故应调整为：

α桥＝αmax；

H排料＝H皮带+h1；

H受料＝H破碎-h2；

L桥＝(H+H排料-H受料)/sinα桥；

α夹角＝arccos[(L皮带+L破碎+L2-L1+H/tanα1)/(L桥cosα桥)]；

②当皮带桥守料端与皮带桥排料端等高时，可用上述任意一组公式计算。

4.如权利要求1所述的一种基于露天矿组合台阶开采的皮带桥结构设计方法，其特征在于：所述的步骤四中，皮带桥的造型优化主要体现在其中部运输桥梁结构，可根据皮带额定运输倾角、具体转载条件进行适当优化角度，将之设计成增加皮带桥的调节范围和使用灵活度的折线或弯曲结构。