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1、引言
    山坡露天礦在穿孔、爆破、鏟裝、汽車運輸、破碎、膠帶機輸送等各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，以汽車運輸成本所占礦石總成本的比例最高，一般為20%—30%以上，個別礦山甚至占到了50%左右，因此國內(nèi)外采礦工程技術(shù)人員多從汽車運輸人手，想盡辦法，采取各種手段降低運輸成本，以求得最好的經(jīng)濟效益。
    在各種不同的方法中，最典型而有效的方法為移動式破碎站的開發(fā)及其應(yīng)用。
2、移動式破碎機的應(yīng)用和局限
    移動式破碎站習(xí)慣上也被稱作移動式破碎機，是將礦倉、（板式）喂料機、破碎機、出料（膠帶）機及附屬設(shè)施共同裝配在可以行走的機構(gòu)上，組成一個完整的破碎系統(tǒng)。
    移動式破碎機設(shè)在采礦場內(nèi)部，跟隨工作面的挖掘機行進，大型裝載設(shè)備直接將原礦卸入移動破碎站的礦倉，破碎后的礦石經(jīng)由破碎站膠帶機轉(zhuǎn)運至干線膠帶輸送機輸送進廠（見圖1）。
    移動式破碎站具有技術(shù)先進、生產(chǎn)效率高、自動化程度高、生產(chǎn)安全可靠等優(yōu)點。據(jù)前蘇聯(lián)有關(guān)資料介紹，某大型鐵礦使用移動式破碎站，其開采成本降低30%，汽車減少35%，勞動生產(chǎn)率提高30%以上。
    自上世紀(jì)50年代中期聯(lián)邦德國制造第一臺移動式破碎機以來，克虜伯、O&K、威歇特、歐波馬、非夫·巴布·科克等歐洲公司相繼生產(chǎn)出不同類型的移動式破碎機，用戶遍布?xì)W美、日本及部分東南亞和南美國家。
    根據(jù)物料的物理力學(xué)性質(zhì)（如抗壓強度、硬度、磨蝕性、節(jié)理發(fā)育程度、礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、含水率、泥土混入率等），移動式破碎站可以配備不同類型的破碎機。當(dāng)前幾乎所有的破碎機都可以裝配在行走機構(gòu)上。移動式破碎站依其破碎機和行走機構(gòu)的不同，設(shè)備重量相差也比較大，一般在200—1000t。
    我國水泥企業(yè)礦山規(guī)模相對較小，投資也少，因此使用價格昂貴的全進口的移動式破碎機經(jīng)濟效果并不十分明顯。另外，我國水泥灰?guī)r礦床大多規(guī)模不大，面積小，而且多數(shù)礦山山頭分散，從技術(shù)上也不一定都適合使用移動式破碎站。例如某礦山為3—4個采區(qū)，每個采區(qū)都不大（可采礦量180萬t以內(nèi)），而且相互獨立，距離較遠(yuǎn)，如果采用移動式破碎機，需要2—3臺，顯然經(jīng)濟性較差。針對這一情況，我們采取了采用半固定式破碎機的做法，反而取得了較好的經(jīng)濟效果。
3、半固定式破碎機在水泥廠的應(yīng)用
    我院在四川峨嵋水泥廠和河南鶴壁水泥廠的工程設(shè)計中先后使用了半固定式破碎機技術(shù)。半固定式破碎機同樣是為減少汽車運距而將破碎機置于采礦場以內(nèi)，選擇距工作面距離不大的合適位置。半固定式破碎機（站）同樣由礦倉、（板式）喂料機、破碎機、出料（膠帶）機和鋼結(jié)構(gòu)平臺、支架及附屬設(shè)施等組成。與移動式破碎機不同的是，破碎機不隨采礦工作面的推進而跟進，而是在某一位置工作一定時期，待逐漸增加的汽車運距經(jīng)濟性差時，再轉(zhuǎn)移到另外的合適地點繼續(xù)工作，以取得相對動態(tài)的最佳經(jīng)濟效果。這種半固定式破碎機不能作整體移動，而是通過拆散成若干單件的方式，用起重機和拖車將各個部件搬遷至新的位置重新組裝。圖2為投產(chǎn)的鶴壁水泥廠石灰石礦山半固定式破碎機的實際應(yīng)用。
    與上述半固定式破碎機相類似，我院在后續(xù)的工程設(shè)計中又嘗試了另一種做法，破碎機露天布置，位置一般設(shè)在近期距生產(chǎn)工作面都比較近的合適地段如鞍部等，破碎站的所有設(shè)備基礎(chǔ)均與固定式破碎機完全相同，見圖3。這種做法適合于年生產(chǎn)規(guī)模在200萬噸以上而工作面分散的礦山，破碎站一般服務(wù)年限也比較短。這種半固定式破碎機有缺點也有優(yōu)點：第一種半移動式破碎站的設(shè)備基礎(chǔ)為鋼結(jié)構(gòu)件，可以重復(fù)利用，節(jié)約材料；但另一方面，由于需要拆裝、校正、調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，搬遷周期相對較長；而第二種半固定式破碎機的設(shè)備基礎(chǔ)主要為混凝土結(jié)構(gòu)，搬遷前預(yù)先在指定地點做好新基礎(chǔ)，然后把拆下的設(shè)備直接安裝上即可。雖然第二種半固定式破碎機浪費了原有的混凝土基礎(chǔ)，但縮短了搬遷周期，可以確保工廠生產(chǎn)線的正常運轉(zhuǎn)，提高經(jīng)濟效益。由于半固定式破碎機設(shè)在了采礦場以內(nèi)，自卸汽車的運輸距離一般可以減少1~1.5km。以年生產(chǎn)規(guī)模200萬噸的礦山為例，生產(chǎn)初期一般可以少購置3～4臺汽車，汽車年運輸成本可以減少100~150萬元左右。而破碎站混凝土基礎(chǔ)一般造價僅120—150萬元左右。
    以安徽某水泥廠為例。
    礦山年生產(chǎn)規(guī)模約840萬噸，分為3個獨立的采區(qū)，中間鞍部標(biāo)高80m。破碎站選址有2個方案作對比，一個方案為在開采境界以外的山下50m標(biāo)高設(shè)固定式破碎站，汽車平均運距2.7km；另一方案是在山上鞍部80m標(biāo)高設(shè)半固定式破碎站，20年后進行搬遷，汽車平均運距2.0km。表1為兩個方案不同部分的對比。
    在表1中，膠帶機的運輸成本按0.26元/tkm，汽車的運輸成本按0.7元/tkm計算（此數(shù)據(jù)由甲方根據(jù)實際生產(chǎn)統(tǒng)計取得）。由于該礦山使用的車型較大，設(shè)備價格高，運輸?shù)缆穼挕⑼顿Y大。根據(jù)經(jīng)濟比較可以看到，半固定式破碎站方案不僅年經(jīng)營費用低，而且基建費用也少。此外，上述方案比較中半固定式破碎站方案尚未計入膠帶機下運發(fā)電所帶來的經(jīng)濟效益，如考慮發(fā)電、減少設(shè)備裝機功率等因素，半固定式破碎站方案的優(yōu)點還有許多。因此采用半固定式破碎站的開拓方案是經(jīng)濟合理的。
4、半固定式破碎機的應(yīng)用前景，
    眾所周知，在大型露天礦中，采用溜井平硐開拓運輸系統(tǒng)具有運營成本低的優(yōu)點，而公路汽車開拓運輸系統(tǒng)則具有開采靈活、分采分運方便、利于質(zhì)量搭配、生產(chǎn)采準(zhǔn)工作簡單可靠、生產(chǎn)能力大以及基建投資少等優(yōu)點。
    采用半固定式破碎機系統(tǒng)，則可以兼有公路汽車開拓和溜井平硐開拓運輸方式的優(yōu)點：工作面開采機動靈活，生產(chǎn)簡單可靠；破碎設(shè)備均為國產(chǎn)化，設(shè)備投資少；省卻了井巷工程費用，土建投資少，施工周期短；縮短汽車運距，運營成本低。經(jīng)過理論分析和實踐證明，半固定式破碎機系統(tǒng)的短期、長期經(jīng)濟效益均較好。此外，石灰石礦山多為山坡露天礦，如條件許可，選擇合適的膠帶機輸送路線，利用礦石自身的位能，可以減小膠帶機的裝機功率和電耗，同時也可以降低膠帶的強度和減少設(shè)備載荷，從而減少設(shè)備和土建投資，也進一步降低了膠帶機的運輸成本。因此半固定式破碎站在我國有著更好的適用性和廣闊的前景。
    按照國家“十五”計劃的發(fā)展綱要，水泥工業(yè)“上大改小”的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整工作已經(jīng)全面展開。在這樣的形勢下，水泥原料礦山的生產(chǎn)規(guī)模逐步擴大。目前，已有多個年產(chǎn)400萬噸至800萬噸的水泥灰?guī)r礦山投產(chǎn)使用，還有數(shù)十個年產(chǎn)400萬噸的礦山在建或在設(shè)計中。這些礦山中有一些比高很大、地形陡峻，適合采用溜井平硐開拓運輸方式；也有一些礦山適合采用固定式破碎機的公路汽車開拓方式；還有相當(dāng)一部分礦山可以考慮采用半固定式破碎機的公路汽車開拓方式。
5、結(jié)束語
    我國水泥灰質(zhì)原料礦山汽車運輸?shù)缆氛咕�一般很長，而采用半固定式破碎機系統(tǒng)膠帶機運輸，一方面減少汽車運距，節(jié)省運營費，另一方面膠帶機可充分利用勢能，減小驅(qū)動設(shè)備的裝機功率，同時降低運行工況下的電耗．技術(shù)上是先進的，是一種適合我國現(xiàn)階段經(jīng)濟發(fā)展的礦山開拓方式。