实现露天矿无运输排土的开采工艺及刮板式排土机

权利要求书： 1.一种实现露天矿无运输排土的开采工艺，其特征在于，包括如下步骤：对于待开采岩层执行抛掷爆破后得到岩石自由面，将所述岩石自由面推平；

对岩石自由面进行挖掘形成卧槽且将所述卧槽的底面推平，所述卧槽的一端指向内排土场；

在所述卧槽内设置刮板机，且所述刮板机的输送面的长度大于所述岩石自由面的宽度；

在所述刮板机的输送面表面设置柔性底板，在所述输送面的两侧安装挡料板，每一所述挡料板与对应的卧槽侧面之间的空隙宽度小于设定宽度；

将所述岩石自由面上的待排物料推送至所述卧槽内的所述底板上，由所述刮板机的所述输送面运输至所述内排土场。

2.根据权利要求1所述的实现露天矿无运输排土的开采工艺，其特征在于，在所述刮板机的输送面表面设置柔性底板，在所述输送面的两侧安装挡料板，每一所述挡料板与对应的卧槽侧面之间的空隙宽度小于设定宽度的步骤中：所述挡料板包括多块挡板，每一所述挡板的端部设置有连接部，不同的所述挡板通过所述连接部首尾连接后形成所述挡料板。

3.根据权利要求2所述的实现露天矿无运输排土的开采工艺，其特征在于，在所述刮板机的输送面表面设置柔性底板，在所述输送面的两侧安装挡料板，每一所述挡料板与对应的卧槽侧面之间的空隙宽度小于设定宽度的步骤中：每一所述挡料板均贴设于对应的所述卧槽侧面上。

4.根据权利要求3所述的实现露天矿无运输排土的开采工艺，其特征在于，在所述刮板机的输送面表面设置柔性底板，在所述输送面的两侧安装挡料板，每一所述挡料板与对应的卧槽侧面之间的空隙宽度小于设定宽度的步骤中：每一所述挡料板的外部端面与对应的卧槽侧面的最高处位于同一水平面上。

5.根据权利要求1所述的实现露天矿无运输排土的开采工艺，其特征在于，将所述岩石自由面上的待排物料推送至所述卧槽内的所述底板上，由所述刮板机的所述输送面运输至所述内排土场的步骤中：

通过推土机将所述岩石自由面上的待排物料推送至所述卧槽内。

6.根据权利要求1?5任一项所述的实现露天矿无运输排土的开采工艺，其特征在于，在所述卧槽内设置刮板机，且所述刮板机的输送面的长度大于所述岩石自由面的宽度的步骤中：

若单台所述刮板机的单个输送面的长度小于所述岩石自由面的宽度，则采用多台刮板机进行拼接以使所有的单个输送面相连后的输送面的长度大于所述岩石自由面的宽度。

7.根据权利要求6所述的实现露天矿无运输排土的开采工艺，其特征在于：所述柔性底板以及挡料板采用耐磨材料制备得到。

8.根据权利要求7所述的实现露天矿无运输排土的开采工艺，其特征在于，对岩石自由面进行挖掘形成卧槽且将所述卧槽的底面推平，所述卧槽的一端指向内排土场的步骤中：以所述岩石自由面的中心线为基准，在所述中心线的两侧均挖掘形成有两个卧槽；两个所述卧槽之间的距离大于推土机转向调度所需的最小距离。

9.根据权利要求8所述的实现露天矿无运输排土的开采工艺，其特征在于，对岩石自由面进行挖掘形成卧槽且将所述卧槽的底面推平，所述卧槽的一端指向内排土场的步骤中：推土机间隔地向两个所述卧槽内推送待排物料，以使所述岩石自由面得到降深。

说明书： 实现露天矿无运输排土的开采工艺及刮板式排土机技术领域[0001] 本发明涉及煤矿开采工艺及开采设备技术领域，具体地，涉及一种实现露天矿无运输排土的开采工艺及刮板式排土机。

背景技术[0002] 国内外露天矿山通常采用的开采工艺主要有轮斗连续开采工艺、单斗—卡车间断开采工艺、单斗—卡车+半移动式破碎站—带式输送机半连续开采工艺、单斗—卡车+自移

式破碎机—带式输送机半连续开采工艺和抛掷爆破+拉斗铲倒堆综合开采工艺。以上开采

工艺或者具有较高的运输成本，或者具有较低的开采效率，在此基础上，抛掷爆破+拉斗铲

倒堆无运输工艺具有很大的优势，是对物料进行抛掷爆破后，拉斗铲直接将松散物移运至

排土场进行排弃，排土场配备推土机进行辅助作业，其可以实现无运输排土并且能够不间

断开采，从而能够同时降低运输成本和提高开采效率。

[0003] 但是，这类工艺中存在一个很大的问题就是：该工艺中的主体设备拉斗铲为进口设备，购买设备的成本极高，同时在后期维修和保养方面也存在较大的人力、物力消耗。

发明内容[0004] 本发明实施例旨在提供一种实现露天矿无运输排土的开采工艺及刮板式排土机，以解决现有技术中的露天矿开采效率低以及成本高的技术问题。

[0005] 为此，本发明提供一种实现露天矿无运输排土的开采工艺，包括如下步骤：[0006] 对于待开采岩层执行抛掷爆破后得到岩石自由面，将所述岩石自由面推平；[0007] 对岩石自由面进行挖掘形成卧槽且将所述卧槽的底面推平，所述卧槽的一端指向内排土场；

[0008] 在所述卧槽内设置刮板机，且所述刮板机的输送面的长度大于所述岩石自由面的宽度；

[0009] 在所述刮板机的输送面表面设置柔性底板，在所述输送面的两侧安装挡料板，每一所述挡料板与对应的卧槽侧面之间的空隙宽度小于设定宽度；

[0010] 将所述岩石自由面上的待排物料推送至所述卧槽内的所述底板上，由所述刮板机的所述输送面运输至所述内排土场。

[0011] 可选地，上述的实现露天矿无运输排土的开采工艺中，在所述刮板机的输送面表面设置柔性底板，在所述输送面的两侧安装挡料板，每一所述挡料板与对应的卧槽侧面之

间的空隙宽度小于设定宽度的步骤中：

[0012] 所述挡料板包括多块挡板，每一所述挡板的端部设置有连接部，不同的所述挡板通过所述连接部首尾连接后形成所述挡料板。

[0013] 可选地，上述的实现露天矿无运输排土的开采工艺中，在所述刮板机的输送面表面设置柔性底板，在所述输送面的两侧安装挡料板，每一所述挡料板与对应的卧槽侧面之

间的空隙宽度小于设定宽度的步骤中：

[0014] 每一所述挡料板均贴设于对应的所述卧槽侧面上。[0015] 可选地，上述的实现露天矿无运输排土的开采工艺中，在所述刮板机的输送面表面设置柔性底板，在所述输送面的两侧安装挡料板，每一所述挡料板与对应的卧槽侧面之

间的空隙宽度小于设定宽度的步骤中：

[0016] 每一所述挡料板的外部端面与对应的卧槽侧面的最高处位于同一水平面上。[0017] 可选地，上述的实现露天矿无运输排土的开采工艺中，将所述岩石自由面上的待排物料推送至所述卧槽内的所述底板上，由所述刮板机的所述输送面运输至所述内排土场

的步骤中：

[0018] 通过推土机将所述岩石自由面上的待排物料推送至所述卧槽内。[0019] 可选地，上述的实现露天矿无运输排土的开采工艺中，在所述卧槽内设置刮板机，且所述刮板机的输送面的长度大于所述岩石自由面的宽度的步骤中：

[0020] 若单台所述刮板机的单个输送面的长度小于所述岩石自由面的宽度，则采用多台刮板机进行拼接以使所有的单个输送面相连后的输送面的长度大于所述岩石自由面的宽

度。

[0021] 可选地，上述的实现露天矿无运输排土的开采工艺中，所述底板以及挡料板采用耐磨材料制备得到。

[0022] 可选地，上述的实现露天矿无运输排土的开采工艺中，对岩石自由面进行挖掘形成卧槽且将所述卧槽的底面推平，所述卧槽的一端指向内排土场的步骤中：

[0023] 以所述岩石自由面的中心线为基准，在所述中心线的两侧均挖掘形成有两个卧槽；两个所述卧槽之间的距离大于推土机转向调度所需的最小距离。

[0024] 可选地，上述的实现露天矿无运输排土的开采工艺中，对岩石自由面进行挖掘形成卧槽且将所述卧槽的底面推平，所述卧槽的一端指向内排土场的步骤中：

[0025] 推土机间隔地向两个所述卧槽内推送待排物料，以使所述岩石自由面得到降深。[0026] 本发明还提供一种刮板式排土机，包括：刮板机以及设置于所述刮板机输送面上的柔性底板和设置于所述输送面两侧的挡料板，所述柔性底板和所述挡料板采用耐磨材料

制备得到。

[0027] 本发明提供的以上技术方案，与现有技术相比，至少具有以下有益效果：[0028] 本发明提供的实现露天矿无运输排土的开采工艺及刮板式排土机，其中的开采工艺包括如下步骤：对于待开采岩层执行抛掷爆破后得到岩石自由面，将所述岩石自由面推

平；对岩石自由面进行挖掘形成卧槽且将所述卧槽的底面推平，所述卧槽的一端指向内排

土场；在所述卧槽内设置刮板机，且所述刮板机的输送面的长度大于所述岩石自由面的宽

度；在所述刮板机的输送面表面设置柔性底板，在所述输送面的两侧安装挡料板，每一所述

挡料板与对应的卧槽侧面之间的空隙宽度小于设定宽度；将所述岩石自由面上的待排物料

推送至所述卧槽内的所述底板上，由所述刮板机的所述输送面运输至所述内排土场。以上

技术方案，降低了露天矿无运输排土开采工艺的设备成本，简化了下部采煤工程运输道路

的布置，有利于降低运煤系统的运距，提高露天矿采煤工程的作业效率，更进一步降低了露

天矿的长期剥离运输成本。

附图说明[0029] 图1为本发明一个实施例所述实现露天矿无运输排土的开采工艺的步骤说明示意图；

[0030] 图2为本发明一个实施例所述刮板式排土机作业时平面布置方式的剖面示意图；[0031] 图3为本发明一个实施例所述刮板式排土机的平面布置示意图；[0032] 图4为本发明一个实施例所述刮板式排土机作业时的纵剖面示意图；[0033] 图5为本发明一个实施例所述刮板式排土机作业时的横剖面示意图。具体实施方式[0034] 下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0035] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了

便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、

以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、

“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和

“第二位置”为两个不同的位置。

[0036] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可

以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是

两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本

发明中的具体含义。

[0037] 另外，本发明以下实施例中的各个方案只要不彼此冲突，则可以根据实际需要进行组合。

[0038] 实施例1[0039] 本实施例提供一种实现露天矿无运输排土的开采工艺，是用于实现对露天矿进行无运输排土的开采工艺，其中主要包括：抛掷爆破?推土机+刮板式排土机半连续剥离开采

工艺，具体地，参考图1并结合图2?图5所示内容，上述开采工艺包括如下步骤：

[0040] 步骤一：对于待开采岩层执行抛掷爆破后得到岩石自由面，将所述岩石自由面推平。在煤层顶板以上水平作业，如图2所示，抛掷爆破前首先需要确定抛掷爆破台阶高度，其

高度根据抛掷爆破技术来确定，进行分层降深作业。抛掷爆破技术是按工程要求将岩石抛

离原地的爆破技术。常用的定向抛掷爆破，有单侧、双侧、上向、多向抛掷，也有加强抛掷或

一侧抛掷另一侧松动爆破等类型。抛掷爆破可将大量石方抛掷到工程要求地点，有利于加

快工程进度，缩短工期，在我国的采矿、水利、水电、铁路交通和农田水利等部门的剥岩、运

矿、筑坝、修路和平整土地等工程已广泛应用了抛掷爆破技术，这一实现过程已经在现有技

术中有很成熟的应用，本步骤中不再详细描述。抛掷爆破完成后，由推土机对爆破后的岩石

自由面进行平整。

[0041] 步骤二：对岩石自由面进行挖掘形成卧槽且将所述卧槽的底面推平，所述卧槽的一端指向内排土场。参考图3和图4，开挖排土机卧槽的工程中，需要对卧槽深度进行确定，

实际实行时，排土机卧槽深度即该工艺分层作业台阶高度，可结合推土机作业参数及抛掷

爆破台阶高度等相关参数综合确定。也即卧槽能够直接指向内排土场，如果内置的排土装

置能够贯穿卧槽的话，则内置的排土设备能够直接将待排物料输送至内排土场，而不需要

在额外增加运输设备。

[0042] 步骤三：在所述卧槽内设置刮板机，且所述刮板机的输送面的长度大于所述岩石自由面的宽度。

[0043] 步骤四：在所述刮板机的输送面表面设置柔性底板，在所述输送面的两侧安装挡料板，每一所述挡料板与对应的卧槽侧面之间的空隙宽度小于设定宽度。参考图3，刮板机5

本身具有机头2和机尾3，在机头处设置有驱动部件1，在刮板机5的输送面表面设置柔性底

板7，使柔性底板7能够随着刮板机链条4的移动而移动，在刮板机5输送面的两侧设置有挡

料板6。

[0044] 步骤五：将所述岩石自由面上的待排物料推送至所述卧槽内的所述底板上，由所述刮板机的所述输送面运输至所述内排土场。

[0045] 如图2，刮板机上安装有挡料板和柔性底板后就相当于形成了刮板式排土机，其宽度能够大于岩石自由面的宽度，从而能够使其直接延伸至指向内排土场的位置处。通过刮

板式排土机即可直接将待排物料排至内排土场。

[0046] 以上技术方案，降低了露天矿无运输排土开采工艺的设备成本，简化了采煤工程运输道路的布置，有利于降低运煤系统的运距，提高露天矿采煤工程的作业效率，更进一步

降低了露天矿的长期剥离运输成本。

[0047] 优选地，以上方案中，所述挡料板6可以包括多块挡板，每一所述挡板的端部设置有连接部，不同的所述挡板通过所述连接部首尾连接后形成所述挡料板6。也就是说，挡料

板6本身可以制备成为模块化结构，相应地，若单台所述刮板机5的单个输送面的长度小于

所述岩石自由面的宽度，则采用多台刮板机进行拼接以使所有的单个输送面相连后的输送

面的长度大于所述岩石自由面的宽度。为了能够满足输送面的长度需要，能够将多台刮板

机进行并排设置，同时能够对挡料板6进行拼接，采用这种方式极大的拓宽了刮板式排土机

可适用的范围，如果岩石自由面较窄则采用较少的刮板机和挡料板来实现，如果岩石自由

面较宽，则使用较多的刮板机和挡料板来实现。通过模块化设计实现刮板式排土机整体方

便装配、移设、接长的效果。

[0048] 进一步地，上述的实现露天矿无运输排土的开采工艺中，每一所述挡料板6均贴设于对应的所述卧槽侧面上。由于待排物料是从岩石自由面上由推土机向下推送的，因此为

了降低设备楔死频率，尤其在受料板与档料槽的间隙处以及底槽回料处，使挡料板6与卧槽

侧面有较好的贴合性，从而使上方推送下来的待排物料都尽可能的落入到挡料板内部。基

于这一原因，进一步优选地，可以使每一所述挡料板6的外部端面与对应的卧槽侧面的最高

处位于同一水平面上。从而使推土机推送待排物料时，只要将待排物料推送到卧槽的开口

处，就能够使待排物料尽可能的落入到卧槽内了。

[0049] 另外，以上方案中，挡料板6和柔性底板7应针对待排物料的硬度、滑度等进行材料选择，长期运输岩石的挡料板6和柔性底板7磨损严重，使用寿命会大大缩短，故挡料板6和

柔性底板7应选用耐磨材料。耐磨材料可以选择耐磨钢板、磨陶瓷、耐磨橡胶、耐磨管道、耐

磨焊材、耐磨铸件、铸石、高分子等其它耐磨材料。其中，除高分子耐磨材料外，其他均为刚

性耐磨材料，因此柔性底板7可以选择高分子耐磨材料制备得到。

[0050] 较佳地，如图4和图5所示，以上方案中，在每一次投掷爆破后挖掘的卧槽有两个卧槽A和卧槽B，其中，卧槽A和卧槽B是以所述岩石自由面的中心线为基准，在所述中心线的两

侧对称地设置的；两个所述卧槽之间的距离大于推土机转向调度所需的最小距离，从而能

方便推土机在两个卧槽之间转向移动等。实际排土时，推土机间隔地向两个所述卧槽内推

送待排物料，以使所述刮板式排土机完成移设及降深的过程。也即当完成A位置的一次降深

后移设至B位置，两个工位交替移设，刮板式排土机随着台阶分层降深及排土台阶的加宽而

加长，以便将物料排弃至内排土场的更远处。

[0051] 本发明以上实施例提供的实现露天矿无运输排土的开采工艺中，刮板式排土机在工作面布置及移设实现形式表现为：在煤层顶板以上水平作业，根据抛掷爆破技术确定的

台阶高度，进行分层降深作业，首先由推土机对爆破后的岩石自由面进行平整，并提前开挖

排土机卧槽工程，排土机卧槽深度即该工艺分层作业台阶高度，应结合推土机作业参数及

抛掷爆破台阶高度等相关参数综合确定。刮板式排土机受料由推土机经设备两侧进行推

料，物料经排土机直接排弃至采空区，最终实现运输排土。排土台阶需推土机进行辅助作

业，即排土平台处理，以便于刮板式排土机随着排土宽度的变化而随时加长。刮板式排土机

设备在工作面作业的采掘带宽度与抛掷爆破的采掘带宽度一致，该宽度即是排土机的初期

设备长度。刮板式排土机分层推土区工作线长度根据推土机推进速度、排土机能力及采煤

推进度计算确定，刮板式排土机分层降深时，至少需有两个相同工作线长度的推土区进行

交替移设，对于工作线较长的露天矿，可通过布置多套系统，提高作业效率。

[0052] 本实施例的上述工艺流程表现为：“抛掷爆破?推土机开挖卧槽工程?分层降深方式由推土机向刮板式排土机推料?刮板式排土机实现物料运输与排弃?刮板式排土机移设

至下一个推土区?两个推土区交替移设完成分层降深”。其中，刮板式排土机的受料部分应

针对运输物料的硬度、滑度等进行材料选择，长期运输岩石的受料板及档料槽磨损严重，使

用寿命会大大缩短，故受料板和档料槽应选用耐磨材料。其次，刮板式排土机为模块化、可

装配形式，有利于组装、移设和接长，推土机从设备两侧推料时，应降低设备楔死频率，尤其

在受料板与档料槽的间隙处以及底槽回料处。

[0053] 以上技术方案中，刮板式排土机相比于进口的拉斗铲，降低了露天矿无运输排土开采工艺的设备投资，简化了采煤工程运输道路的布置，有利于降低运煤系统的运距，提高

露天矿采煤工程的作业效率，更进一步有效降低了露天矿的长期剥离运输成本。而且，此工

艺单台设备作业空间小，可在工作面实现多台套布置，系统能力和效率可得到保障，对下部

煤层的推进度制约相对于拉斗铲倒堆工艺相对较小。

[0054] 实施例2[0055] 本实施例提供一种刮板式排土机，如图3所示，包括：刮板机5以及设置于所述刮板机5输送面上的柔性底板7和设置于所述输送面两侧的挡料板6，所述柔性底板7和所述挡料

板6采用耐磨材料制备得到。刮板机5本身具有机头2和机尾3，在机头处设置有驱动部件1，

在刮板机5的输送面表面设置柔性底板7，使柔性底板7能够随着刮板机链条4的移动而移

动，在刮板机5输送面的两侧设置有挡料板6。

[0056] 以上两侧挡料板6、柔性底板7设计为模块化，在机尾3处留设可方便组装和拆卸的装置。本方案中的刮板式排土机与抛掷爆破工艺联合应用，位于煤层顶板以上台阶水平，刮

板式排土机初期设备长度与采掘带宽度一致，垂直工作面布置，刮板式排土机需放置在推

土机分层降深的卧槽内，卧槽深度与推土机作业参数及设备尺寸有关，抛掷爆破?推土机+

刮板式排土机半连续剥离开采工艺作业时平、剖面示意图如图2、4和5。当完成A位置的一次

降深后移设至B位置，两个工位交替移设，刮板式排土机随着台阶分层降深及排土台阶的加

宽而加长，以便将物料排弃至内排土场的更远处。刮板机的材质选择应结合输送物料的硬

度、滑度及应用地区的自然条件等因素综合选择。

[0057] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可

以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；

而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和

范围。