[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

说明书

技术领域

本发明属于露天矿开采技术领域，具体涉及一种新型皮带桥结构设计方法。

背景技术

在露天煤矿的剥离、生产环节中，半连续工艺的应用有利于开采运输成本的降低，并节约能耗，降低有害气体的排放，符合国家节能减排的方针政策，适合我国露天矿山开采的实际状况。但目前我国针对半连续工艺的研究还停留在综述理论层面，诸如使用条件及系统可靠性等方面，对于工艺的服务范围和相互配合的研究仍不成熟，在我国当前露天煤矿的半连续工艺应用中，转载设备一般是转载机，其虽然具有作业时调动灵活的特点，但在每一次移设完成时，都需要对两个转载点进行人工对中作业，由于对中时间较长，该操作严重缩短了半连续工艺系统的有效运行时间。此外，转载机造价较高，且在实际应用中设备稳定性及使用寿命较差，也严重影响了半连续工艺的生产设计和应用范围，因此对露天矿组合台阶开采的皮带桥进行合理的设计能够大幅提升作业的综合效率，本发明公开一种露天煤矿新型皮带桥结构设计方法，旨在通过转载设备的优化设计，提高自移式破碎机半连续开采工艺的适用性和生产效率，在不影响自移式破碎机半连续工艺正常生产作业的基础上，充分考虑组合台阶作业环境的制约，可有效减少系统中的人工对中点，缩短系统转载环节的对中时间，增加半连续工艺系统的有效工作时间，从而提高该工艺的适用性和综合效率，是一项涉及皮带桥结构设计和提高自移式破碎机半连续工艺系统设备配合的综合技术方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种设备运行更稳定、设备总重量和零部件数量较少、人工成本的支出较低、整体对中时间较短的基于露天矿组合台阶开采的皮带桥结构设计方法。

本发明的目的是这样实现的：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。

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；

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；