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1、聯合運輸方案研究的內容及意義
    在露天礦開采中，運輸系統投資一般占總投資的60%左右，由于開采時剝離巖土運輸量大，其運輸成本占總成本的50%左右；尤其在礦山將進入露天深凹開采階段，面臨著卡車運距不斷增加，生產成本不斷加大，運輸系統急需改造的問題。因此，露天礦開拓運輸系統歷來是露天礦山設計和生產需要解決主要問題。
    近年來，礦山設備發展的大型化帶來運輸方式的改變，如大噸位的自卸卡車、大型排土機和破碎機、大功率電機車、大功率長距離膠帶機等等，為（卡車一破碎機一帶式輸送機一排土機）聯合運輸方式的使用提出了更多要求。從目前國內的設計和生產實踐來看，采用聯合運輸成為大型露天礦技術發展主要內容之一。如正在建設的袁家村鐵礦（2200萬t/a）、司家營鐵礦二期（1500萬t/a）、白云西礦（1500萬t/a），計劃改造的白云主東礦(1000萬t/a)礦石運輸系統、已經改造完成的首鋼水廠鐵礦礦巖運輸系統等均采用了聯合運輸方式。
    從首鋼水廠鐵礦礦巖運輸實踐結果中可以看出，與聯合運輸相比，采用單一的運輸方式無論從技術上還是從經濟上都無法取得較好的效益，而采用聯合運輸則可以解決這一問題。因此也可以說在大型露天礦中采用聯合運輸是解決露天礦的開拓運輸最有效的方式。
    聯合運輸方式是將有效的大型設備進行優化組合，保證礦山進行有效的生產并產生良好的經濟效益。這種工藝技術含量高，既可發揮卡車運輸機動靈活、適應性強、短途運輸經濟、有利于強化開采的長處，又可以發揮帶式輸送機運輸的能力大、爬坡能力強、運營費用低的優勢，兩者聯合可以達到最佳的經濟效益。從而更好的為露天礦開采提供高效、有益的服務。
2、白云西礦聯合運輸方案研究
2.1礦山現狀
    目前礦山已按1500萬Ua設計建成東（含南、北采場）、西兩個露天采礦場的礦石和巖石開拓運輸系統。兩采場均用公路開拓卡車運輸。
    東露天開拓深度已達1608m水平，礦石總出入溝位于南、北采場之間，巖石總出入溝位于北采場中部。
    西露天開拓深度已達1608m水平，礦石總出入溝位于采場南部，巖石總出入溝位于采場北部。
    采場北側露天開采境界100 m外排土場的排土初始路堤已經筑成，分巖性的排土工作面已經初步形成。
    由于采用陡幫開采方式，采場工作臺階多，工作線不規則，變化多，不適合采用鐵路運輸。
2.2露天采礦場
    露天采礦場長4700m，寬1100m左右。在1536 m標高以下，以26—28勘探線中間位置為界分為東、西兩個露天采場，東采場1512 m標高以下又分為南、北采場，南采場露天底標高1416m，北采場露天底標高1212m；西采場露天底標高1152m。
    東采場生產規模確定為600萬t/a，西采場生產規模確定為900萬t/a，合計I500萬t/a。
    東、西采場年剝離廢石9750萬t，采剝總量11250萬t，生產剝采比6.5t/t。
2.3聯合運輸方案選擇
由于東、西采場的排土場和首站破碎站均位于露天開采境界附近，距離不遠，初期仍然有必要使用單一卡車作為礦巖運輸的開拓運輸方式。隨著開采深度的不斷增加和排土場不斷擴大，卡車運輸礦巖的運距將會逐步加長，這時應逐漸過渡到以聯合運輸方式。
    為了說明聯合運輸方式是如何解決露天礦的開拓運輸的問題，本文將通過對白云西礦聯合運輸方案與全卡車運輸方案的研究、比較，全面介紹聯合運輸方案的技術要求、特點和取得的效果，目的是說明聯合運輸方式是露天礦的開拓運輸有效的方式，同時，通過研究比較可以獲得單一卡車運輸的合理運距和聯合開拓運輸系統使用時間。
2.4聯合運輸方式的比較選擇
    在與卡車直接運輸進行比較以前，首先進行東西采場礦巖聯合運輸方式的比較，確定采用那一種聯合運輸方式，然后再與單一卡車進行比較，以確定使用卡車一破碎機一帶式輸送機一排土機聯合運輸方式的使用時間。比較采用費用現值比較法進行。
2.4.1  東采場礦石聯合運輸
    聯合運輸系統能力為600萬t/a。由于開始采用聯合開拓運輸時，采場內工作線全部是移動幫，沒有形成固定幫，因此無法在邊幫上布置膠帶運輸機道。只能采用溜井、斜井膠帶運輸機組成聯合開拓運輸方法。
    對于礦石來講，有兩個聯合開拓運輸方案：
    方案I:采場內卡車一井上半移動破碎機組一溜井一斜井膠帶運輸機一地表破碎站。選擇主要的設備規格如下：載重100 t級卡車、LT160型破碎機組（顎式），配備2臺XZClI振動給料機；溜井直徑∮3m；膠帶運輸機帶寬1200 mm。
    方案Ⅱ：采場內卡車一溜井一井下破碎一斜井膠帶運輸機一地表破碎站。選擇主要的設備規格如下：載重100 l級卡車、設井下破碎，C160顎式破碎機，配備I臺BJ6-56-2V型振動棒條給料機和2臺XZGII振動給料機，溜井直徑為∮4m。
    兩個聯合開拓運輸方案可比投資見表l。
    從表中可以看出，第1方案比第Ⅱ方案投資少436萬元，井巷工程量少48281m3。從縮短建設周期，減少基建工程量，應采用方案I，即采場內汽車一半移動破碎機組一溜井一斜井膠帶運輸機一地表破碎站聯合開拓運輸。
2.4.2東采場巖石聯合運輸
    巖石聯合運輸系統設計能力每套為3000萬t／a。由于排土場距采場露天開采境界僅有100 m左右，同時排土場初始排土標高和采場封閉圈標高相差不大，如果在采場露天開采境界外建設地表固定破碎站，然后用膠帶運輸機把破碎后的巖石運往排土場進行排棄，不能有效降低采場內卡車運輸的運距，無法發揮膠帶運輸機系統爬坡能力大的優勢。根據采剝進度安排只有采場東段靠幫較早，采場南、北、西向工作線始終是移動幫，在采場內沒有采用半固定式破碎站和布置邊幫膠帶機的條件。
    選擇了兩個巖石聯合運輸方案：
    方案l:卡車一半移動破碎機組一短溜井一斜井膠帶運輸機一排土機。選擇主要的設備規格如下：載重220t級卡車一半移動破碎機組一短漓井一斜井膠帶運輸機一排土機。選用l臺63-89半移動破碎機組，配備4臺XZGII振動給料機。溜井直徑∮4m；膠帶機帶寬1800mm，排土機規格4500m3/h，排土場內的長度為850m的移動膠帶機經卸料小車轉至排土機分別排棄。
    方案Ⅱ：卡車一半移動破碎機組一邊幫膠帶運輸機—排土機。選擇主要的設備規格如下：載重220 l級卡車一半移動破碎機組一邊幫膠帶運輸機一排土機。選用I臺63 -89半移動破碎機組，配備4臺XZCII振動給料機。在北采場東部狹長區域可以通過強化開采后通過局部內排巖石的方式填筑邊幫膠帶路堤的方式布置邊幫膠帶。膠帶機帶寬1800 mm，排土機規格4500m3/h，排土場內的長度為850 m的移動膠帶機經卸料小車轉至排土機分別排棄。
    兩個巖石聯合運輸方案可比投資見表2。
    從表中可以看出，方案Ⅱ明顯優于方案I。因此采用方案Ⅱ，即卡車一半移動破碎機組一邊帑膠帶運輸機一排土機。
2.4.3  西采場礦石聯合運輸
    礦石聯合運輸系統能力為900萬t/a。選擇了兩個聯合開拓運輸方案
    方案I:采場內卡車一半移動破碎機組一溜井一斜井膠帶運輸機一地表破碎廠。和東采場一樣，由于無法在邊幫上布置膠帶運輸機道，只能采用溜井、斜井膠帶運輸機組成聯合開拓運輸方法。
    選擇主要的設備規格如下：載重100 t級卡車一半移動破碎機組一溜井一斜井膠帶運輸機一地表破碎廠。半移動破碎機組采用l臺54-75（旋回）破碎機，配備2臺XZGII振動給料機。和東采場一樣，由于無法在邊幫上布置膠帶運輸機道，只能采用溜井、斜井膠帶運輸機組成聯合開拓運輸方法。
    方案Ⅱ：采場內汽車一溜井一井下破碎一斜井膠帶運輸機一地表破碎站。
    選擇主要的設備規格如下：載重lOOt級卡車一溜井一井下破碎一斜井膠帶運輸機一地表破碎站。溜井和斜井膠帶運輸機和方案一相同，不同的地方是在溜井底部建破碎硐室，安裝2臺C160旋回破碎機，配備2臺B16 -56-2V型振動棒條給料機和4臺XZCII振動給料機。
    和東采場一樣，無法在邊幫上布置膠帶運輸機道。只能采用溜井、斜井膠帶運輸機組成聯合開拓運輸方法，膠帶運輸機帶寬1200 mm。
    聯合開拓運輸方案可比投資（見表3）。
    從表中可以看出，方案I由于采用可移式破碎設備，因此設備投資比Ⅱ方案投資多5932萬元，但井巷工程量少71905m3，減少費用4885萬元。由于井巷工程投入建設的時間比設備安裝時間要早，為此計算了方案I與方案n費用現值，分別為39967萬元和39267萬元。從現值看兩個方案相當。為縮短建設周期，減少基建工程量，故采用方案I。
2.4.4西采場巖石聯合運輸
    巖石聯合運輸系統每套能力為2500.3000萬t/8，（選用2套巖石運輸系統）。根據聯合開拓運輸巖石運量，同時考慮采場東西向的長度，為有效減小采場內運巖卡車的水平運距，采用兩套膠帶運輸機系統。選擇了兩個巖石聯合開拓運輸方案：
    方案1:卡車一半移動破碎一斜井膠帶運輸機聯合開拓運輸。
    第1套膠帶運輸機系統布置在采場北幫中部，220 t級卡車一半移動破碎機組一溜井一斜井膠帶運輸機（后期接邊幫膠帶）一排土機。選用1臺63- 89半移動破碎機組，4臺XZCII振動給料機。膠帶機帶寬1800 mm，排土機規格4500m3／h。
    第2套膠帶運輸機系統布置在采場北幫西段，同樣選用l套半移動破碎機組，選用l臺63 - 89半移動破碎機組，4臺XZGI1振動給料機。膠帶機帶寬1800 mm排土機規格4500m3/h。
    采場內剝離的巖石分別由汽車運輸到東、西兩套溜井系統，經平斜井膠帶機運至設置在采場西北的排土場移動膠帶機再轉至排土機分別排棄。
    方案Ⅱ：卡車一破碎一邊幫膠帶運輸機聯合開拓運輸。
    第1套膠帶運輸機系統布置在采場北幫中部，邊幫膠帶機自采場北幫東端向西南延伸至采場中平臺。選用l臺63 -89半移動破碎機組，4臺XZCII振動給料機。膠帶機帶寬1800 mm。
    第2套膠帶運輸機系統布置在采場南幫西側，邊幫膠帶機自采場南幫西端向東北延伸至采場平臺。同樣選用l臺63 - 89半移動破碎機組，4臺XZGII振動給料機。膠帶機帶寬1800 mm。
    兩個巖石聯合開拓運輸方案可比投資(見表4)。
    從表4中可以看出，由于井巷工程施工難度大干地面工程，方案Ⅱ井巷工程量明顯小于方案I．但方案Ⅱ存在的擴幫量達到1149萬m3，且為逐年進行，為此采用可比費用現值進行了計算，方案I費用現值為291567萬元，方案Ⅱ費用現值為297154萬元。
    從費用現值結果可以看出，盡管邊幫膠帶方案擴幫量較大，但兩個方案費用現值相差不大。邊幫膠帶方案管理方便、施工便利、工作條件好，因此采用方案Ⅱ，即卡車一破碎一邊幫膠帶運輸機聯合運輸方案。
2.5聯合運輸與單一卡車運輸比較
    對聯合運輸與單一卡車運輸比較的目的是初步確定采用卡車運輸時間和聯合運輸的建設時間，分別對東采、西采的礦巖運輸采用費用現值進行了計算。
    東采場礦石聯合運輸與卡車運輸費用現值（見表5）。
    東采場巖石聯合運輸與卡車運輸費用現值（見表6）。
    西采場礦石聯合運輸與卡車運輸費用現值(見表7)。
    西采場巖石聯合運輸與卡車運輸費用現值（見表8）。
    從表中可以看出，隨著卡車運距增加，礦山生產必須從單一卡車運輸將逐步改為卡車一破碎一膠帶聯合運輸，以節約運輸費用。從計算結果看，綜合費用現值、設備采購周期、施工準備時間、采場空間等多因素考慮，東采場礦巖采用單一卡車運輸方式水平可達1572m，西采場可達1560m，因此建議聯合運輸投入使用時間見表9。隨著采掘工作面的推進，不斷地向露天坑深部延伸搬遷移設，減少卡車運距，進一步節約生產作業成本，特別是在目前油價不斷上漲的情況下，應提前將礦巖單一卡車運輸改為聯合運輸，提高經濟效益。
3、效果及意義
3.1  聯合運輸和卡車運輸的礦巖量
    結合聯合運輸投入使用時間，計算出采用卡車直接運輸的礦石和巖石量(見表10)。
    從表中可以看出用卡車直接運輸的礦石量約為9260萬t，約占總礦量的21%；聯合運輸的礦石為34600萬t，約占總礦量的79q。采用卡車直接運輸的巖石為68000萬t．占總巖量的37qo；聯合運輸的巖石為7990萬t．占總巖量的63c70。
3.2  向聯合運輸過渡合理范圍
    向聯合運輸過渡合理范圍，是露天礦生產必須解決的最重要的問題之一。
    從聯合運輸與自卸卡車運輸現值費用比較中可以看出，向聯合運輸過渡合理范圍是采用的自卸卡車的經濟運距基本在3.5—4.5km之間，也就是說采用單一卡車運輸向聯合運輸過渡的合理深度。當測算的卡車運距超過其經濟運距時，此時就應該考慮采用聯合運輸方式。未來隨著油價的升高，卡車的經濟運距將有所變化。
    同樣，表中也可以看出，采用的自卸卡車的規格也影響其經濟運距，白云西礦礦石運輸卡車采用載重100t級，測算的運距為3.5 km，巖石運輸卡車采用載重220t級，運距為4.5 km。因此，自卸卡車的經濟運距是隨卡車載重增大而增大，載重越大其運距越長。
3.3經濟效益分析
    對礦山生產前20年可比費用現值進行測算。
    從費用現值測算結果看，礦、巖采用聯合運輸與自卸卡車運輸可比費用現值差值均在20%以上，不僅說明采用聯合運輸方式，效益非常明顯；未來隨著油價的升高，礦、巖運輸應盡早由單一卡車運輸改為聯合運輸，越早使用，費用節約越明顯。
    采用帶式輸送機連續輸送物料，最大限度地減少自卸卡車運距，使自卸卡車始終保持在經濟合理的運距內進行生產作業，同時也可以發揮自卸卡車機動性強、開采強度大和適應性強的優勢。它可實現連續輸送物料、自動化程度高、以電代油的生產作業。
    與自卸卡車相比，帶式輸送機輸送系統效率高，維護檢修簡單而工作量小、故障率低、運營成本低。社會效益和經濟效益都十分顯著。