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露天矿生产工艺类型及其优化方案

发布时间:2015-03-23 09:17:50

现代矿业的快速发展使得露天矿山作业设备有了快速发展,选矿工艺技术与选矿设备发展有了很大的进步,各大选矿设备厂家都在积极研发新型设备,研制高效的选矿工艺,以适应矿业的快速发展。本文就复杂工艺下露天矿山设备及其工艺系统的可靠性进行系统研究。

不同工艺系统包含的设备类型不同,大型露天矿一般不止一种工艺系统,因此,其复杂性远大于目前的研究内容,关于复杂工艺下露天矿设备及工艺系统可靠性评价的研究较少,基于已有的研究成果,以大型露天矿复杂工艺系统为基础,对其展开研究,评价大型露天矿的工艺设备可靠性,并提出合理的优化建议。

露天矿工艺类型及环节

露天矿采用的工艺类型较多,针对设备的作业原理可以分为间断工艺、连续工艺和半连续工艺,3种基本工艺包含的具体工艺环节存在一定的差异。间断工艺主要包含矿岩准备、采装、运输和排土4个环节,半连续工艺也包含这4个工艺环节,连续工艺是设备直接对矿岩进行挖掘,省去了矿业准备环节,因此,其设备数量相对另外2种工艺要少。

不同工艺之间的设备数量差异较大,对于整个露天矿山的工艺系统的评价要从工艺环节着手,先计算出每个环节的可靠度,然后根据每个工艺系统所包含的工艺环节及每个环节中所有设备的可靠度来计算整个工艺系统的可靠度。

不同工艺应用实例

我国北方某露天煤矿,年产量达到30.00Mt,平均剥采比为3.85m3/t,年推进度达到400m,所采用的矿山设备均为大型、重载、高生产能力的设备,该矿包含的工艺系统主要有2种,表土及岩石覆盖层采用单斗-卡车间断工艺,煤层开采则采用半连续工艺,这2种工艺所采用的主要设备见表1。

剥离和采煤作业采用的2种工艺中,每个环节的设备种类已经确定,每种设备的数量及其长期可靠度见表2。

通过对以上2种工艺设备可靠性的计算结果可知,间断工艺系统的可靠性达到0.9981,达到了优秀水平,而半连续工艺系统的可靠性仅有0.8025,仅达到良好水平。从可靠性指标可以看出,整个矿山工艺系统及设备的可靠性不太高,主要的问题出在半连续工艺环节,其中的环节较多,而且破碎机、胶带等设备的数量较少,多个环节串联起来,其整体稳定性下降的幅度较大,要提高整个矿山工艺系统的可靠性,需要从半连续工艺环节的设备可靠性着手,努力提高单一设备的可靠度,或者增加设备的数量,这样才能提高整个矿山生产系统的可靠性。

工艺优化方案

通过对露天矿生产工艺系统的可靠性分析,已经明确了造成整个矿山工艺系统可靠度不高的主要原因,下面将结合具体的条件进行优化调整,具体优化方案有2种,第一提高单一设备的可靠度;第二增加设备的数量,根据2种调整方案进行调整,提高单一设备可靠度时,得到的调整结果如图3。

根据分析数据可知,当破碎机或者胶带的设备可靠度提高至0.96时,半连续工艺系统的可靠度可达0.8561,达到优秀水平;如果2种设备的可靠度同时增大,当均增大至0.93时,半连续工艺系统的可靠度可提升0.8569,也达到了优秀水平,由此可知,同时提升露天工艺系统中所有环节设备的可靠度,可以更好提升整体工艺的可靠度。

结论

露天开采各工艺环节内的设备之间为并联关系,工艺环节之间为串联关系,根据可靠度计算原理及单一设备可靠度,可以分别计算出工艺环节及整体工艺的可靠度。

对我国北方某露天矿工艺系统进行评价,得到其间断工艺可靠度为0.9981,半连续工艺可靠度为0.8025,矿山复杂工艺系统的整体可靠度为0.8009,可靠度较低。

根据分析确定半连续工艺的运输环节为薄弱环节,进行了相应的优化研究,当单独提高破碎机或者胶带的设备可靠度至0.96,或者同时提升破碎机或者胶带的设备可靠度至0.93,可实现其工艺系统可靠度达到优秀水平。

现代矿业的快速发展使得露天矿山作业设备有了快速发展,选矿工艺技术与选矿设备发展有了很大的进步,各大选矿设备厂家都在积极研发新型设备,研制高效的选矿工艺,以适应矿业的快速发展。本文就复杂工艺下露天矿山设备及其工艺系统的可靠性进行系统研究。

不同工艺系统包含的设备类型不同,大型露天矿一般不止一种工艺系统,因此,其复杂性远大于目前的研究内容,关于复杂工艺下露天矿设备及工艺系统可靠性评价的研究较少,基于已有的研究成果,以大型露天矿复杂工艺系统为基础,对其展开研究,评价大型露天矿的工艺设备可靠性,并提出合理的优化建议。

露天矿工艺类型及环节

露天矿采用的工艺类型较多,针对设备的作业原理可以分为间断工艺、连续工艺和半连续工艺,3种基本工艺包含的具体工艺环节存在一定的差异。间断工艺主要包含矿岩准备、采装、运输和排土4个环节,半连续工艺也包含这4个工艺环节,连续工艺是设备直接对矿岩进行挖掘,省去了矿业准备环节,因此,其设备数量相对另外2种工艺要少。

不同工艺之间的设备数量差异较大,对于整个露天矿山的工艺系统的评价要从工艺环节着手,先计算出每个环节的可靠度,然后根据每个工艺系统所包含的工艺环节及每个环节中所有设备的可靠度来计算整个工艺系统的可靠度。

不同工艺应用实例

我国北方某露天煤矿,年产量达到30.00Mt,平均剥采比为3.85m3/t,年推进度达到400m,所采用的矿山设备均为大型、重载、高生产能力的设备,该矿包含的工艺系统主要有2种,表土及岩石覆盖层采用单斗-卡车间断工艺,煤层开采则采用半连续工艺,这2种工艺所采用的主要设备见表1。

剥离和采煤作业采用的2种工艺中,每个环节的设备种类已经确定,每种设备的数量及其长期可靠度见表2。

通过对以上2种工艺设备可靠性的计算结果可知,间断工艺系统的可靠性达到0.9981,达到了优秀水平,而半连续工艺系统的可靠性仅有0.8025,仅达到良好水平。从可靠性指标可以看出,整个矿山工艺系统及设备的可靠性不太高,主要的问题出在半连续工艺环节,其中的环节较多,而且破碎机、胶带等设备的数量较少,多个环节串联起来,其整体稳定性下降的幅度较大,要提高整个矿山工艺系统的可靠性,需要从半连续工艺环节的设备可靠性着手,努力提高单一设备的可靠度,或者增加设备的数量,这样才能提高整个矿山生产系统的可靠性。

工艺优化方案

通过对露天矿生产工艺系统的可靠性分析,已经明确了造成整个矿山工艺系统可靠度不高的主要原因,下面将结合具体的条件进行优化调整,具体优化方案有2种,第一提高单一设备的可靠度;第二增加设备的数量,根据2种调整方案进行调整,提高单一设备可靠度时,得到的调整结果如图3。

根据分析数据可知,当破碎机或者胶带的设备可靠度提高至0.96时,半连续工艺系统的可靠度可达0.8561,达到优秀水平;如果2种设备的可靠度同时增大,当均增大至0.93时,半连续工艺系统的可靠度可提升0.8569,也达到了优秀水平,由此可知,同时提升露天工艺系统中所有环节设备的可靠度,可以更好提升整体工艺的可靠度。

结论

露天开采各工艺环节内的设备之间为并联关系,工艺环节之间为串联关系,根据可靠度计算原理及单一设备可靠度,可以分别计算出工艺环节及整体工艺的可靠度。

对我国北方某露天矿工艺系统进行评价,得到其间断工艺可靠度为0.9981,半连续工艺可靠度为0.8025,矿山复杂工艺系统的整体可靠度为0.8009,可靠度较低。

根据分析确定半连续工艺的运输环节为薄弱环节,进行了相应的优化研究,当单独提高破碎机或者胶带的设备可靠度至0.96,或者同时提升破碎机或者胶带的设备可靠度至0.93,可实现其工艺系统可靠度达到优秀水平。