1概述
半连续开采工艺系统是在连续开采和间断开采两种基本工艺基础上发展起来的，它兼蓄连续工艺与间断工艺的优势，形成了颇具竞争力的新工艺系统。
露天矿半连续工艺系统中，一部分为连续工艺环节，另一部分为间断工艺环节，其产生的矿岩货流是部分为连续流，部分为间断流。因此，构成半连续工艺系统的生产环节数往往很多。对常用较简单的半连续工艺系统而言，至少有5个环节：采装环节、间断运输环节、连续运输环节、间断与连续运输的破碎转载环节及排卸环节。从设备角度看，如果每台独立设备作为一个子环节，则单一设备子环节数量将更多。比如霍林河一号露天矿半连续采煤工艺系统中，是由单斗铲DDD汽车DDD破碎机DDD胶带输送机DDD装车仓组成的半连续工艺系统，单台设备子环节数达数十个。
露天矿开采半连续工艺系统是近30年来迅速发展起来的一种新工艺，它的实际应用已展现出其强大的生命力。
2国内外露天矿半连续工艺系统应用现状
世界上**个采用该工艺的国家是原西德汉诺威市诺德水泥公司的石灰石矿，采场破碎系统为克虏伯公司研制的一台能力为250t/ h的移动式破碎机。
目前世界上采用该工艺的露天矿的比重迅速增加，美国、前苏联、澳大利亚、西班牙等国采用该工艺较普遍，并取得了较好的经济效果。我国70年代以来率先在黑色金属露天矿采用半连续工艺，露天煤矿的应用起步于80年代末，但发展十分迅猛，目前已有十几座露天矿采用该工艺系统。
露天矿半连续工艺系统在我国露天矿山虽已应用，但毕竟是一种新兴开采工艺，其技术要素及关键设备并不十分成熟，施工技术问题还须进一步完善与提高，我国采用半连续工艺系统的矿山，由于技术管理、维修等方面水平较低，致使系统作业率一般仅为30 %～40 % ，远远低于设计的55 %～60 %以及发达国家的60 %～70 %即为例证。
在我国已建成的半连续工艺系统中，绝大多数没有达到设计生产能力，系统效率及运营效益未能达到预期目标。如抚顺西露天煤矿采煤半连续工艺自1990年投产以来，实际能力仅为330万t/ a ，而设计能力为500万t/ a（煤） ；霍林河露天煤矿采煤半连续工艺系统一期工程设计能力600万t/ a ，实际产量仅为300万t/ a ；类似的还有大弧山露天铁矿二期半连续工艺系统等。其主要原因有： （1）系统中若干关键技术尚未解决； （2）设备在设计、制造中存在缺陷，致使设备故障率较高，设备的固有可靠度较低； （3）各环节间的设备能力及质量不匹配； （4）操作、维修、管理水平较低； （5）作业环境、生产条件恶劣等。
3露天矿半连续工艺技术研究现状
自露天矿应用半连续开采工艺系统以来，关于该工艺系统的研究层出不穷，国内的许多学者也纷纷将半连续工艺系统研究作为主攻目标。
关于半连续开采工艺系统的研究主要集中于下列几个方面：
3. 1半连续工艺系统优化选择研究
工艺系统的选择是露天矿设计工作的核心，露天矿的其它决策均应以选定的生产工艺系统为核心，因此半连续工艺系统选择与优化是半连续工艺系统中首先要考虑的问题。
3. 1. 1松软矿岩开采半连续工艺系统
中国矿业大学对露天矿松软物料开采的半连续工艺系统选择研究做了大量工作，主要集中于具体矿山的半连续工艺系统的研究，目前已进行的工作有： （1）黑岱沟露天煤矿表土剥离半连续工艺系统选择研究； （2）安家岭露天矿松散土层剥离半连续工艺系统研究； （3）元宝山露天矿表土剥离工艺系统选择研究。
3. 1. 2坚硬矿岩半连续工艺系统优化选择
目前，关于坚硬矿岩半连续工艺系统，国内已进行的主要研究工作如下：
（1）抚顺西露天煤矿半连续运煤工艺系统研究； （2）准格尔矿区黑岱沟露天煤矿岩石及采煤半连续工艺系统研究； （3）大孤山铁矿半连续工艺系统设计研究； （4）安太堡露天煤矿半连续采煤工艺系统研究； （5）元宝山露天矿半连续工艺系统研究，包括煤炭及岩石半连续工艺系统； （6）伊敏河露天矿半连续工艺系统设置研究； （7）霍林河露天矿半连续运煤系统选择研究； （8）东鞍山铁矿半连续工艺系统选择研究； （9）石人沟铁矿半连续工艺系统设置研究。
3. 2半连续工艺系统破碎环节研究
露天开采机械设备破碎环节，一般设置于坑边或坑内，目前以坑内破碎系统为主，在露天矿采场内设置破碎和胶带运输系统是经济的。因此，在许多露天矿山，正日益广泛地采用将矿石甚至岩石的块度破碎到易于运输的采场内破碎和胶带运输系统。
3. 2. 1露天开采破碎设备类型及特点
破碎设备是半连续工艺系统中的关键环节。
目前用于露天煤矿破碎煤和剥离物的破碎机主要有鄂式、旋回式、普通辊式、喂给式和MMD双齿辊式。锤式及冲击式由于过粉碎，粉尘和功耗大，一般使用不多。鄂式破碎机系间断破碎，国内外产品均存在设备重量大、功耗大、生产能力小等问题。国内*大规格PJ - 1500只能达到600t/ h ，满足不了生产要求。
3. 2. 2露天矿破碎机能耗研究
随着露天矿采用破碎站数量不断增加，破碎机能力不断增大，近年对破碎机能耗研究方面，许多学者也投入大量的精力。
东北大学胡景坤及徐小荷教授等人，通过测定岩石颗粒层在静压和冲击作用下载荷D位移曲线，从而得到两种破碎方式的破碎功耗。
中南工业大学的李夕兵等学者，对高应变率下岩石破碎过程及有效破碎岩石需要的冲击功进行了研究。
吉林工业大学贡凯军博士及诸文农教授等，对双齿辊破碎机的破碎功耗进行了仿真分析。在Bond提出的确定功耗模型的基础上，推导出一适用于露天矿破碎站破碎功耗分析的随机模型，并在此基础上对元宝山露天煤矿半移动式双齿辊破碎机进行了功耗仿真分析。
3. 2. 3破碎机破碎机理研究
澳大利亚H. Alehossein对双齿辊式破碎机破碎机理建立了力学模型。该模型分析了双齿辊式破碎机破碎物料时的应力分布规律，从而建立了该破碎机的一维破碎力学模型。
意大利学者M Cardu ，C Clerici和R Mancini等，研究了鄂式破碎机破碎机理及过程。确定了该破碎机破碎后的粒度分布特征，并结合Rit2 tingert破碎理论，提出了更精确的破碎机破碎实验粒度分布。
3. 3半连续工艺系统可靠性研究
前苏联斯比瓦克夫斯基采用下式计算由n个环节组成的连续工艺系统的可靠度：
R s = 1 / （1 + 6 n i = 1 X i）式中： X iDDD i环节的故障率。
德国莱茵咨询公司则建议采用下式计算连续开采工艺系统的可靠度R s：R s = 1 6 n i = 1 1 R i - （ n - 1）式中：R iDDD环节可靠度； R i = T i（ T i + B i）
TiDDDi环节状态完好时间；BiDDDi环节故障及停顿时间；nDDD组成串联系统的环节数。
中国矿业大学彭世济教授等在1989年采用计算机系统模拟方法，计算分析了半连续工艺系统中破碎机生产能力及缓冲仓容量，考查了不同数量的串联环节对开采工艺系统可靠性的影响。
之后又以元宝山露天煤矿为实例，在介绍露天矿可靠性基本模型的基础上，应用设备出动台数的二项式概率分析法和系统可靠性理论，对半连续工艺系统的可靠性进行了分析。认为间断工艺“系统结构复杂，其可靠度不易求得，一般以系统利用率近似”代替。
南斯拉夫贝尔格莱德大学V. Pavlovic博士堪称研究露天矿连续工艺系统可靠性的典型代表。他把连续工艺视为串联可修系统，各组成环节在任意时刻的状态可以用Markov随机过程表示。
焦作矿业学院魏方图教授从80年代以来一直研究综采系统及矿井运输系统的可靠性问题。
山东矿业学院俞书伟教授多年来也一直潜心研究地下煤矿工艺系统的可靠性问题。美国弗吉尼亚工业大学E. Topuz等也采用马尔可夫过程理论对井下连续工艺进行可靠性研究。
南方冶金学院刘朝马等也用模拟法对矿井柔性连接系统可靠性进行了模拟。中国矿业大学北京研究生部王岩等采用马尔可夫过程理论求出了柔性连接系统稳态有效度的精确解。中国矿业大学张达贤教授等对露天矿柔性连续工艺系统可靠性也进行了研究。
另外，模糊可靠性理论在矿山生产工艺系统可靠性研究中也得到了应用。
3. 4半连续工艺系统破碎站设备及其移设步距
3. 4. 1露天矿破碎站设备及开发应用
（1）破碎站组成
露天矿破碎站一般由4部分组成：给料机部分、破碎机部分、排料机部分及控制室部分。有的破碎站没有给料机部分，由汽车直接把物料卸给破碎机，即所谓的喂给式（直接给料）破碎站。有给料机部分的破碎站，由汽车把物料卸入给料机料仓，再由给料机运送给破碎机，即所谓的间接给料的破碎站。
（2）破碎站的分类
露天矿破碎站按主要特征DDD移动能力可分为：固定式（staionary ；fixed crusher station）、半固定式（semi - fixed）、可移式（movable）、半移动式（semi - mobile）和全移动式或自行式（full - mobile or self propelled） 5类。
3. 4. 2破碎站的移设步距研究
北京科技大学的刘胜富等学者，对露天矿半连续工艺系统破碎站的移设步距与周期进行了研究。结合我国露天矿山实际与矿山设计，提出了倾斜和急倾斜矿体的露天矿半连续工艺系统中破碎站设置的若干关键技术，包括破碎站移设步距，移设周期及系统*优深度等。中国矿业大学张达贤教授等，对水平及近水平矿体露天矿的半连续工艺系统破碎站的移设步距进行了研究，提出了该工艺条件下的合理移设步距。
4露天矿半连续工艺系统技术应用与发展
做为新发展起来的半连续工艺方式，其技术要素并不是十分成熟定型的，许多问题还需在实践中不断总结与提高。着眼于我国半连续工艺的发展，目前该工艺技术应用及发展情况可归纳为以下几个方面。
4. 1工艺系统及其环节组成
针对不同的被开采土岩的性质，系统中间断作业式设备与连续作业式设备可有多种搭配方式，形成多种多样的半连续工艺系统。例如：单斗挖掘机DDD粗破碎（筛分）DDD胶带运输机（DDD胶带排土机）工艺系统；单斗挖掘机DDD汽车运输DDD粗破碎（筛分）DDD胶带运输机（DDD胶带排土机）工艺系统；多斗挖掘机DDD汽车运输（或铁道运输）工艺系统；露天采矿机DDD汽车运输（DDD胶带运输排土）工艺系统等。
以上多种半连续工艺系统，基本上可分为两大类，即采掘设备为间断作业式的间断D连续工艺系统，及采掘设备为连续作业式的连续D间断系统，后者主要用于松软或较松软土岩的开采，前者可用于坚硬岩石或松软土岩开采的多种组合方式。
在半连续工艺系统的环节组成上，需因地制宜做出灵活选择，并有以下特点：（1）在各个生产环节上，如采掘、运输、排卸等环节，都有多种设备可供选择，较之单一的连续工艺系统或间断工艺系统有更多的选择余地。
（2）间断作业式设备与连续作业式设备之间的过渡环节，往往成为半连续工艺系统中的关键环节。
（3）通过合理设置缓冲矿仓，以形成柔性生产系统，是保证半连续工艺系统可靠运转的重要环节。
（4）矿岩块度组成及其优化控制是影响半连续工艺系统效率的一个重要因素。
4. 2半连续工艺系统矿岩破碎环节
露天开采矿岩破碎可以分为二大类，**类称为原岩破碎或原地破碎；第二类称为采矿后破碎或破碎机破碎。对于**类破碎，国内外均已进行了大量的研究工作。该类破碎方式在采矿生产中主要采用穿孔爆破方法。另外一种破碎方法是采用高压水射流方法，其它方法如激光照射、火焰喷射等方式的破碎，由于成本较高，很少矿山采用。
对于第二类破碎方式即采矿后破碎或破碎机破碎，较常用的方法是采用合理的机械破碎设备。
对于该方面国内外研究较少。已进行的主要研究工作有露天矿破碎机功耗研究，破碎机破碎机理研究等，但此方面的研究还刚刚起步，目前的研究成果尚不够深入。
4. 3半连续工艺条件下的开拓运输系统
在倾斜矿层中，胶带运输机系统可直接以倾斜或伪倾斜方式设置于矿层底板上。在水平及缓倾斜矿层中，当采用内部排土方式时，由于矿层底板被废石所占用，胶带运输机的设置较为困难。
一般可采用如下方式：
①明堑沟方式；②井巷方式；③置于矿层底板的人工构筑坑道（掩埋式坑道）方式；④地表可移式明胶带；⑤端帮高倾角胶带机等。
半连续工艺条件下的开拓运输系统合理设置，与矿床赋存状态、剥采工艺、采区划分及开采程序、排土场设置等密切相关，其因地制宜性是很强的。
4. 4半连续工艺系统可靠性
半连续工艺系统可靠性分析具有以下特点①由于系统复杂、环节众多，系统可靠性总的指标往往不高，需要从系统设置及运转上着力优化，以保证生产工艺系统的可靠性。
②在转载环节、柔性系统等方面有许多新的问题需要解决。
③相应的研究方法上，需要采取多种方法综合应用于半连续工艺系统，以获得切实可信的成
果。
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