1、引言
半連續開采工藝具有連續工藝和間斷工藝的綜合優點。近些年來，世界各國的露天采礦都在大力提倡和發展半連續開采工藝。即用帶式輸送機運輸取代汽車運輸。但帶式輸送機要求物料流均勻，且物料中不能有超限大塊。單斗挖掘機采掘的物料不能直接進入帶式輸送機系統，原因是單斗挖掘機的斗容大，在裝卸過程中易出現大塊物料和涌料以及較大沖擊載荷等。因此，若要將單斗挖掘機采掘的物料通過帶式輸送機運輸，則必須在單斗挖掘機和帶式輸送機之間配置破碎緩沖轉載裝置，以便均勻物料流，破碎大塊物料，降低沖擊載荷。然而，傳統的破碎機對物料破碎的共同點是通過對物料的擠壓或撞擊達到破碎的目的，而表土物料具有很大的黏結性，當其進入傳統破碎機的破碎腔后，極易造成黏結和堵塞，導致設備無法工作。所以，傳統的半連續開采工藝（即單斗挖掘機一破碎機一帶輸送機工藝）不能采運表土物料。
2、表土剝離半連續開采工藝研究
1986年小龍潭礦務局布沼壩露天煤礦進行了表土半連續開采工藝試驗，采用的轉載方式為漏斗倉式轉載裝置，上部設有格篩。當初考慮漏斗倉的作用是均勻物料流，格篩的作用是去除大塊物料。事實土，此轉載裝置比較適合轉載表面光滑的顆粒狀物料，如小顆粒的砂石物料，破碎后的塊煤等。而當轉載牯土物料時，則極易造成堵塞，使物料無法下泄排出。原因是物料在下卸過程中由于料倉容器截面越來越小，造成物料與物料之間、物料與倉壁之間產生擁擠和黏結，最終導致堵死，使轉載裝置無法使用。而且一旦物料中有大塊卡在格篩上時，又會造成格篩堵料，使后續物料無法進入料倉，排除也很困難。試驗結果證實了這一點。
根據多年的工作積累和研究，中國礦業大學提出了表土剝離采用半連續工藝的關鍵設備一輪式軟巖破碎機(己獲得專利，專利號ZL 96232291.l)，并研制了一臺試驗機。至今設備在元寶山露天煤礦正常使用，達到了當初的設計目的，取得了滿意的效果。實驗證明，輪式軟巖破碎機能夠實現對單斗挖掘機采裝的表土剝離物中的大塊進行破碎、物料流均勻、克服沖擊載荷等，而又不會對設備造成棚堵、黏結和堵塞。
破碎機由4大部分組成：①受料槽：由板式給料機和受料檔板組成；②破碎裝置：由切削輪和唇體組成；③排料：由排料溜槽（可加排料懸臂）組成；④支承機構和控制系統。
作業過程：受料槽接受由單斗挖掘機或汽車裝載的表土物料。在受料檔板的上方裝攤料刮板，對物料起攤平作用。在板式給料機的后部安裝有切削輪和切削唇體。切削唇既是切削床，又可清理板式給料機上的物料。切削下來的物料從齒架與齒架間的空間淌出。在切削輪的下方安裝有排料溜槽，溜槽將溜出的物料匯集到帶式輸送機上。切削輪除具有對大粘土塊進行切削破碎的功能外，還具有控制物料下卸的功能，從而可以進一步均勻物料流。
“輪式軟巖破碎機”對物料的破碎具有“切”和“扒”的雙重功能，作業機理類似于輪斗挖掘機斗輪預切刃對物料的破碎。該設備不涉及高精尖技術問題，比較容易制造和維護。其中的板式給料機、切削輪的驅動電機等都是常規部件。輪體、齒架、檔料板、唇體等露天煤礦可現場就地加工制作。
實現單斗挖掘機采裝的表土物料進入帶式輸送機系統的關鍵是對大粘土塊的破碎和對物科流的均勻，“輪式軟巖破碎機”完全可以達到上述目的，不存在堵塞和黏結問題。適合輪斗挖掘機采裝的物料，本破碎機完全能適應。
3、應用分析
“輪式軟巖破碎機”的工作配置可采用移動和固定2種方式。
采用移動式時，破碎機的支承機構可以采用滑撬式，移動時由電鏟或推土機拖動，也可以配備履帶自行移動。
采用固定式時，破碎機可以固定在端幫帶式輸送機的某一合適位置，工作面采用汽車運輸，破碎機的受料口接受由汽車卸載的物料。破碎機具體結構尺寸和能力的大小與所配合的裝載設備相適應。
以WK-4電鏟與“輪式軟巖破碎機”相配合為例。設物料在勺斗中的松散系數為1.3，電鏟每裝載一勺斗的循環時間為32 8，平均滿斗系數為0.9，每天3班，每班工作7h，工作時間利用系數0.85，系統每年工作300 d，則一臺4m3電鏟和“輪式軟巖破碎機”組成的作業系統的年生產能力為：日工作17.85 h．年工作5 355 h，小時生產能力(實方)311.54 m3，年生產能力166.8萬m3。
在本作業系統中，單斗鏟與破碎機之間可以是不固定配合關系，即原配合的單斗鏟若發生故障或需長時間檢修時，可由其它單斗鏟頂替作業。
探討如何充分發揮、利用好現有的帶式輸送機、排土機系統，降低露天煤礦的生產費用，對小龍潭礦務局具有極其重要的現實意義。若本破碎機能在布招壩露天煤礦使用，按每套系統每年承擔100萬m3剝離量計算，則年經濟效益可達千萬元以上。此效益是在充分發揮現有帶式輸送機、排土機基礎上獲得的，基本不需增加額外投資和生產費用。
4、結語
在露天采礦設備中，從單斗挖掘機到鏈斗挖掘機，再到輪斗挖掘機，都是從采礦實踐中逐步認識產生的。“輪式軟巖破碎機”的確立，是在對傳統破碎機和輪斗挖掘機進行充分分析的基礎上提出的，它既有傳統破碎機的某些功能，又有輪斗挖掘機的某些特性，所以其可行性可以得到保證。
“輪式軟巖破碎機”易于制造和維護，因而也易于國產化，適用性強，作業性能可靠。
由“輪式軟巖破碎機”與單斗挖掘機組成的采礦作業系統，既可以替代或替補輪斗挖掘機作業，又可以達到用帶式輸送機取代汽車運輸的目的。由此組成的采礦工藝系統，可以兼顧連續工藝及間斷工藝的優點。
半連續開采工藝具有連續工藝和間斷工藝的綜合優點。近些年來，世界各國的露天采礦都在大力提倡和發展半連續開采工藝。即用帶式輸送機運輸取代汽車運輸。但帶式輸送機要求物料流均勻，且物料中不能有超限大塊。單斗挖掘機采掘的物料不能直接進入帶式輸送機系統，原因是單斗挖掘機的斗容大，在裝卸過程中易出現大塊物料和涌料以及較大沖擊載荷等。因此，若要將單斗挖掘機采掘的物料通過帶式輸送機運輸，則必須在單斗挖掘機和帶式輸送機之間配置破碎緩沖轉載裝置，以便均勻物料流，破碎大塊物料，降低沖擊載荷。然而，傳統的破碎機對物料破碎的共同點是通過對物料的擠壓或撞擊達到破碎的目的，而表土物料具有很大的黏結性，當其進入傳統破碎機的破碎腔后，極易造成黏結和堵塞，導致設備無法工作。所以，傳統的半連續開采工藝（即單斗挖掘機一破碎機一帶輸送機工藝）不能采運表土物料。
2、表土剝離半連續開采工藝研究
1986年小龍潭礦務局布沼壩露天煤礦進行了表土半連續開采工藝試驗，采用的轉載方式為漏斗倉式轉載裝置，上部設有格篩。當初考慮漏斗倉的作用是均勻物料流，格篩的作用是去除大塊物料。事實土，此轉載裝置比較適合轉載表面光滑的顆粒狀物料，如小顆粒的砂石物料，破碎后的塊煤等。而當轉載牯土物料時，則極易造成堵塞，使物料無法下泄排出。原因是物料在下卸過程中由于料倉容器截面越來越小，造成物料與物料之間、物料與倉壁之間產生擁擠和黏結，最終導致堵死，使轉載裝置無法使用。而且一旦物料中有大塊卡在格篩上時，又會造成格篩堵料，使后續物料無法進入料倉，排除也很困難。試驗結果證實了這一點。
根據多年的工作積累和研究，中國礦業大學提出了表土剝離采用半連續工藝的關鍵設備一輪式軟巖破碎機(己獲得專利，專利號ZL 96232291.l)，并研制了一臺試驗機。至今設備在元寶山露天煤礦正常使用，達到了當初的設計目的，取得了滿意的效果。實驗證明，輪式軟巖破碎機能夠實現對單斗挖掘機采裝的表土剝離物中的大塊進行破碎、物料流均勻、克服沖擊載荷等，而又不會對設備造成棚堵、黏結和堵塞。
破碎機由4大部分組成：①受料槽：由板式給料機和受料檔板組成；②破碎裝置：由切削輪和唇體組成；③排料：由排料溜槽（可加排料懸臂）組成；④支承機構和控制系統。
作業過程：受料槽接受由單斗挖掘機或汽車裝載的表土物料。在受料檔板的上方裝攤料刮板，對物料起攤平作用。在板式給料機的后部安裝有切削輪和切削唇體。切削唇既是切削床，又可清理板式給料機上的物料。切削下來的物料從齒架與齒架間的空間淌出。在切削輪的下方安裝有排料溜槽，溜槽將溜出的物料匯集到帶式輸送機上。切削輪除具有對大粘土塊進行切削破碎的功能外，還具有控制物料下卸的功能，從而可以進一步均勻物料流。
“輪式軟巖破碎機”對物料的破碎具有“切”和“扒”的雙重功能，作業機理類似于輪斗挖掘機斗輪預切刃對物料的破碎。該設備不涉及高精尖技術問題，比較容易制造和維護。其中的板式給料機、切削輪的驅動電機等都是常規部件。輪體、齒架、檔料板、唇體等露天煤礦可現場就地加工制作。
實現單斗挖掘機采裝的表土物料進入帶式輸送機系統的關鍵是對大粘土塊的破碎和對物科流的均勻，“輪式軟巖破碎機”完全可以達到上述目的，不存在堵塞和黏結問題。適合輪斗挖掘機采裝的物料，本破碎機完全能適應。
3、應用分析
“輪式軟巖破碎機”的工作配置可采用移動和固定2種方式。
采用移動式時，破碎機的支承機構可以采用滑撬式，移動時由電鏟或推土機拖動，也可以配備履帶自行移動。
采用固定式時，破碎機可以固定在端幫帶式輸送機的某一合適位置，工作面采用汽車運輸，破碎機的受料口接受由汽車卸載的物料。破碎機具體結構尺寸和能力的大小與所配合的裝載設備相適應。
以WK-4電鏟與“輪式軟巖破碎機”相配合為例。設物料在勺斗中的松散系數為1.3，電鏟每裝載一勺斗的循環時間為32 8，平均滿斗系數為0.9，每天3班，每班工作7h，工作時間利用系數0.85，系統每年工作300 d，則一臺4m3電鏟和“輪式軟巖破碎機”組成的作業系統的年生產能力為：日工作17.85 h．年工作5 355 h，小時生產能力(實方)311.54 m3，年生產能力166.8萬m3。
在本作業系統中，單斗鏟與破碎機之間可以是不固定配合關系，即原配合的單斗鏟若發生故障或需長時間檢修時，可由其它單斗鏟頂替作業。
探討如何充分發揮、利用好現有的帶式輸送機、排土機系統，降低露天煤礦的生產費用，對小龍潭礦務局具有極其重要的現實意義。若本破碎機能在布招壩露天煤礦使用，按每套系統每年承擔100萬m3剝離量計算，則年經濟效益可達千萬元以上。此效益是在充分發揮現有帶式輸送機、排土機基礎上獲得的，基本不需增加額外投資和生產費用。
4、結語
在露天采礦設備中，從單斗挖掘機到鏈斗挖掘機，再到輪斗挖掘機，都是從采礦實踐中逐步認識產生的。“輪式軟巖破碎機”的確立，是在對傳統破碎機和輪斗挖掘機進行充分分析的基礎上提出的，它既有傳統破碎機的某些功能，又有輪斗挖掘機的某些特性，所以其可行性可以得到保證。
“輪式軟巖破碎機”易于制造和維護，因而也易于國產化，適用性強，作業性能可靠。
由“輪式軟巖破碎機”與單斗挖掘機組成的采礦作業系統，既可以替代或替補輪斗挖掘機作業，又可以達到用帶式輸送機取代汽車運輸的目的。由此組成的采礦工藝系統，可以兼顧連續工藝及間斷工藝的優點。
