现代拉斗铲的应用、设计参数与典型结构（Ⅱ）

简要介绍了现代拉斗铲的工作原理、适用范围、应用工艺和性能参数,从设备、工艺和废弃料参数三个方面对影响拉斗铲设计的关键参数进行了分析,提出了确定关键设计参数的计算方法。同时对拉斗铲的典型结构作了较详细的分析和论述。     

现代拉斗铲的应用、设计参数与典型结构（Ⅰ）

简要介绍了现代拉斗铲的工作原理、适用范围、应用工艺和性能参数，从设备、工艺和废弃料参数三个方面对影响拉斗铲设计的关键参数进行了分析,提出了确定关键设参数的计算方法。同时对拉斗铲的典型结构作了较详细的分析和论述。     

复合煤层条件下拉斗铲作业方式优化研究

对复合煤层条件下的拉斗铲作业方式进行了总结与评述,依据拉斗铲数量和夹矸层剥离方式不同分为单铲逐层倒堆剥离、夹矸层辅助设备剥离、双铲联合倒堆剥离3类．研究分析了各种作业方式的适用条件,提出评价拉斗铲倒堆剥离作业方式的4项优选指标：辅助设备年总工程量及平均移运距离、拉斗铲年有效工程量、拉斗铲再倒堆工程量和选用的拉斗铲规格,通过优选指标计算和方案对比可确定具体埋藏条件下的拉斗铲最佳作业方式．以某个露天煤矿的具体煤层赋存条件为例,对复合煤层条件下的拉斗铲作业方式进行了研究,通过优选指标评价和经济效益分析,认为采用单铲逐层倒堆剥离方案最优．     

露天煤矿拉斗铲作业效率研究

为了探讨露天煤矿拉斗铲的作业效率,采用黑岱沟露天矿拉斗铲现场作业的统计数据,研究了拉斗铲的作业周期及分布规律和拉斗铲作业的满斗系数.得出了拉斗铲作业周期的计算公式,作业周期服从正态分布规律,分析了影响作业周期及满斗率的主要因素.结果表明:回转时间是影响拉斗铲作业周期的最主要因素;根据拉斗铲作业周期服从的分布规律可以得出拉斗铲的倒堆能力,为露天矿生产计划的制定提供依据;通过提高拉斗铲司机技术水平及加强露天矿各种工艺阃的配合和现场管理,可以进一步提高拉斗铲的满斗系数;减小拉斗铲作业回转角和加大拉斗铲斗容的满斗系数是提高拉斗铲作业效率的有效途径,为国内外拉斗铲的研究提供了具体的分析方法和理论依据.     

煤层倾角对拉斗铲倒堆工艺的影响研究

为了使拉斗铲能更好地适应煤层倾角的变化,提高拉斗铲工作效率,基于露天采矿基本原理、我国煤层赋存条件以及拉斗铲工况特点,建立了厚覆盖层简单倒堆形式下煤层倾角变化拉斗铲倒堆作业的数学模型,分析了煤层倾角变化对露天煤矿拉斗铲作业效率和抛掷爆破抛掷率的影响,得出了拉斗铲最大倒堆高度、排弃最大距离和有效抛掷率的普遍计算公式以及拉斗铲倒堆作业的限制条件.通过对哈尔乌素露天煤矿使用拉斗铲的实例研究,结果表明:煤层倾角和拉斗铲的最大排弃高度成线性增加,同时,当煤层倾角越大,拉斗铲最大倒堆距离越大,抛掷爆破的有效率越小.     

基于非线性规划的拉斗铲作业平台参数优化

为了提高拉斗铲作业效率,降低倒堆工艺系统生产成本,需要对拉斗铲作业平台参数进行优化。但由于拉斗铲作业平台高度与平台宽度之间相互影响、相互制约,不能对单个参数进行独立优化,而需要以2者为变量,建立优化模型,提出拉斗铲作业平台参数的综合优化方法。为此分析了拉斗铲单向走行、往返走行情况下的挖掘范围,分别推导了各种情况下的拉斗铲挖掘深度、正向及反向走行距离计算公式,提出了拉斗铲走行时间及作业周期的计算方法,建立了拉斗铲生产效率与作业平台高度、作业平台宽度之间的关系模型。利用抛掷爆破爆堆的三维扫描数据,建立平面直角坐标系,拟合得到爆堆曲线方程,进而提出了有效抛掷率、拉斗铲重复倒堆率、辅助剥离率、拉斗铲倒堆率等变量的计算方法,以倒堆工艺系统年剥离总费用最小为目标函数,综合考虑技术、经济、安全3个方面的因素,构建了基于非线性规划的拉斗铲作业平台参数优化模型,并全面分析了作业平台参数的约束条件,包括影响拉斗铲作业安全、高台阶稳定等的作业安全约束,影响拉斗铲倒堆距离、挖掘深度等的拉斗铲线性尺寸约束,以及拉斗铲、辅助设备等的生产能力约束,提出了模型的求解方法。通过计算可知,黑岱沟露天煤矿的拉斗铲作业效率随着作业平台高度、作业平台宽度的增大先增大后降低,作业平台高度为13.30 m,宽度为118.10 m时,拉斗铲作业效率最大,为4 043.02 m~3/h;其最优作业平台高度为14.60 m,作业平台宽度为118.00 m,优化后每年可节省剥离费用371.70万元。     

基于灰关联分析的拉斗铲作业效率研究

分析影响拉斗铲作业效率的主要因素,可以提高拉斗铲的生产能力,降低生产成本,提高矿山经济效益。通过研究拉斗铲作业效率影响因素,选取了实动时间、炸药单耗、采装周期和满斗系数4个可量化的指标作为比较数列,以拉斗铲月生产能力作为参考数列,结合黑岱沟露天煤矿拉斗铲现场作业统计数据,采用灰关联分析方法,确定了满斗系数是影响拉斗铲作业效率的最主要因素。针对分析结果,结合现场实际生产,提出了单斗卡车辅助拉斗铲进行剥离的工艺改进措施以及其他有效措施。     

煤层厚度变化下拉斗铲生产可靠性分析

本文基于大量现场钻孔资料,以减小煤层厚度为区域化变量的影响,采用数理统计的方法对煤层的平均厚度进行区间估计,并将拉斗铲生产能力作为变量,给出煤层厚度变化下拉斗铲生产可靠性的概念,建立了拉斗铲-煤层厚度的机-自然可靠性模型,同时定义了可靠度的计算公式,为研究拉斗铲-煤层条件可靠性提供了一种有效的方法,为拉斗铲选型提供了可靠性分析理论的依据.     

露天煤矿拉斗铲作业台阶安全稳定性分析

露天煤矿拉斗铲站立在爆破后经大型设备整平压实的岩石台阶上作业,为保证拉斗铲作业及其台阶的安全,需确定安全稳定的台阶参数。据地基极限承载力理论对拉斗铲作业岩石台阶承载力进行验算,并基于拉斗铲作业岩石台阶处于半连续半松散状态的特性,采用极限平衡法、FLAC3D有限差分法与UDEC离散元方法对其安全稳定性进行了对比分析,确定了拉斗铲作业岩石台阶的安全合理参数为台阶高度22 m、拉斗铲站立中心线距坡顶线最小距离14.65 m、台阶坡面角38°。经黑岱沟露天煤矿的成功应用,证实了所采用的理论方法可行、结果可靠实用。     

岩层厚度变化下拉斗铲工艺适应性分析

根据勘探资料,把露天矿开采区域划分为若干区域,将岩层厚度及区域内剥离量作为随机变量,利用数理统计的方法进行分析,定义了岩层厚度变化下拉斗铲可靠性的概念,并给出了可靠度的计算方法,计算出不同型号拉斗铲在岩层厚度变化的情况下可靠度,同时根据所确定的可靠度范围选择拉斗铲型号。结果表明:研究拉斗铲-岩层厚度变化条件可靠性为拉斗铲选型提供了一种有效的方法。