1、前言
作为2006年研发项目的重要内容，蒂森克虏伯公司的工程技术人员提出并开发了一种新的露天采矿概念用于改善大型露天矿的生产运行，这就是全移动自移式
破碎机。这种设备的创新之处在于其独特的功能性和机动性，使之能够在采掘工作面随着电铲自由行进，并将破碎后的物料通过胶带系统输送，从而彻底摆脱卡车的使用。
采用连续开采工艺不仅可以带来诸如提高产能，降低成本等经济效益（这一点与采用卡车的间断开采工艺相比尤其明显），而且由于它减少了C02排放量，因而更加环保。在这一新的采矿系统研发过程中，通过与蒂森克虏伯钢铁集团之间的跨部门合作，开发人员对许多新型的高强度钢结构材料进行了仔细研究和分析，并且针对矿物的磨蚀特性应用了特殊材质的耐磨衬板。
2、背景
能否采用连续开采工艺主要取决于物料的种类和特性。比如：对于松软轻质的表土，采用轮斗挖掘工艺配合胶带输送系统，可以极大地发挥连续采矿工艺的优势。而对于硬岩，如各种矿物和硬煤，则需要先将其原矿破碎至胶带可传输的粒度，以便使后续的连续工艺得以应用。
破碎站可以是固定式（安装在混凝土基础上）或者是采用钢结构浮筒的半移动式。随着采掘作业的逐步推进，半移动破碎站可以通过多轮拖车或履带运输车进行移设。这种生产工艺的典型形式是：原矿由单斗挖掘机装载重型卡车，后者再将物料运至破碎站进行破碎作业。当采掘工作面推进后，再移设破碎站以减少卡车运距。
蒂森克虏伯研发这种新型的自移式破碎机，其目的是通过电铲直接将物料给破碎机从而彻底摆脱卡车的使用。这就要求破碎站能够灵活移动以便随着电铲自由行进。在设计上还必须使之适应电铲铲斗及斗臂的移动，并且能够匹配电铲的生产能力。
为此蒂森克虏伯开发了履带式全移动破碎机，他不仅实现了物料的连续输送，而且为大型露天矿提供了一种目前最好的经济运行模式。
3、跨部门合作，应用新型材料
为了提高和改善露天矿自移式破碎系统，设计人员在研发初期就开始了调研，并且与蒂森克虏伯钢铁部门合作，对其所生产的金属材料进行了仔细的研究和分析。通常，为了减轻钢结构的重量一般是应用高强度材料。研究表明采用细晶粒的特殊合金结构钢能够改善重型零部件的性能，并获得更大的好处。
蒂森克虏伯钢铁部门的专有技术在蒂森克虏伯海洋工程系统应用中所得到的积极反馈，促成了其做为钢结构材料的应用，它提高了诸如履带装置这样的重型零部件的疲劳强度。
矿物的磨蚀性对耐磨材料提出了更高的要求。对于与连续输送的物料直接接触并且起承载作用的区域采用耐磨衬板肯定是有益的。对于自移式破碎机，这些典型的高磨损区域是料斗、溜槽和给料机的衬板。目前在中国使用的自移式破碎机，应用了蒂森克虏伯钢铁部门制造的特殊耐磨材料，它所提供的耐磨�；な褂没钌畹恼鄯�。当物料是硬岩时，XAR~400的工作寿命比常规耐磨材料高2—3倍。
4、用户得到的收益
(1)系统效率高。间断性的物料运输，导致露天矿传统的电铲／卡车运行模式存在着效率损失。这是由于在实际作业时电铲必须损失工作时间用来等待满载的卡车的驶离和空车驶入定位。根据卡车数量的不同，电铲损失的工作时间可能是由每辆卡车损失几分钟甚至更多时间累计而成的。与之形成对比的是：自移式破碎机总是位于电铲旁边，这意味着电铲采掘及装载作业不会中断。理论上自移式破碎机与电铲一样灵活，双方沿着工作面推进时没有相互等待。
物料被破碎至胶带可运输的粒度后，再通过后续的可移设和固定式胶带输送系统传输到下游设备。为了提高整个系统的灵活性，一台移动式转载机可以根据需要被整合到系统中。
如采用自移式破碎机取代卡车运输，多数情况下仍然可以使用原有的电铲或液压铲。这是因为破碎机的料斗和卡车的自卸斗有着相似的高度和几何形状，电铲对于二者的装载作业是类似的。
(2)运行成本低。采用卡车运输作业的矿山需要配备大量司机和维修人员。而半连续工艺所需人员较少，又不影响生产，这是因为该工艺每班只需3—4人即可以完成破碎机/皮带输送机系统的运行和控制。在节省了人员工资以及其他与工资有关费用的同时，涉及安全运行的费用也减少了。半连续工艺带来的另一个好处是：彻底解决了大型重载卡车轮胎稀缺性的问题。由于大型矿山常常使用不同厂家的卡车，因此其重复的备件库存占用了相当大的费用，而半连续工艺的破碎机，胶带机系统，其备件可根据用户实际需要进行储备。
(3)利于环保。含有胶带输送机的自移式破碎机只消耗电能，从而使这种采矿工艺和由柴油驱动的卡车所组成的间断工艺相比，产生的C02更少。其原因是：减少卡车的使用数量不仅直接降低了尾气中C02排放，而且减少了大量重型轮胎的消耗。在完成相同数量的物料传输条件下，胶带运输系统所消耗的橡胶比卡车轮胎所消耗的橡胶可减少95%。
(4)使用半连续系统。在许多情况下，采用创新的自移式破碎机取代卡车运输可以促使用户考虑并使用其他的新技术，从而使他们的生产系统效率更高。在这一方面蒂森克虏伯采矿和物料搬运部门有着更加广泛的产品，包括长距离胶带输送系统、料场堆取设备、矿物加工设备、铁路装车及卸车系统以及港口设备。
(5)使用年限长，甚至可达几十年。露天矿半连续采矿工艺系统具有一个显著特点：使用寿命长。在体现这一特点的大量实例中，包括80年代末投入运行的美国磨仁茨( Morenci)露天铜矿的坑内破碎系统以及德国RWE莱茵褐煤露天矿使用的露天采矿设备和系统。
(6)长期的售后服务。使用寿命长不仅能够使设备供货厂家在市场上树立起良好的形象，而且通过后续的项目以及售后服务可以建立起用户长期的信任。
(7)节约了用户成本。
①有效的利用投资。半连续工艺系统具有上述的高效率，因此它使用户的投资更加富有成效。也因为如此，它能更大地发挥电铲或液压铲以及下游设备的产能。
②降低了运行成本。连续工艺系统所需人员少，节约了劳动力成本和安全费用，从而降低了运行成本。总的说来，由于设备磨耗降低，备件标准化，去除了卡车以及相关的柴油和轮胎的消耗，使每吨矿物的采掘成本降到了最低。
自移式破碎机小时处理能力很高。同样的产能如果换成卡车运输，则需要数量众多的重型卡车。每辆卡车的有效载荷在140t到350t之间，轮胎平均每年更换一次。根据卡车载重的不同，每套6个轮胎的费用在90000欧元和300000欧元之间，而且轮胎的交货期长达2年。
5、蒂森克虏伯自移式破碎机的创新和应用
蒂森克虏伯自移式破碎机的创新之处在于：
拥有下部支撑结构和可回转的卸料胶带机的自移式破碎机．其最主要的特点是极高的移动性。整个设备只采用2条履带支撑，无需任何辅助支腿，是“货真价实”的全移动自移式破碎机。
2007年秋季，第一台自移式破碎机在中国伊敏河露天煤矿投入使用，它以3 500 Uh的处理能力破碎原煤。图4显示的是：在远处连续胶带系统的映衬下，这台设备正在从组装场自行移动到采掘工作面。
这台自移式破碎机完成调试后，很快就在中国内蒙古极端严酷的冬季（-48℃）有着惊人的表现：满足了生产能力要求、所有系统部件运行良好。由于采用加热板，消除了料斗处的物料冻牯，保证了连续的料流。
由蒂森克虏伯采矿和物料搬运技术在加拿大的子公司提供的另一台自移式破碎机也将很快投入运行，这也是加拿大北部油砂矿区的第一台自移式破碎机。
最近，蒂森克虏伯公司在中国又得到一个新的订单，将为中电投白音华二号露天煤矿提供4套自移式破碎系统。其中的3套用于剥离系统，每套系统小时额定处理能力6000 t。图6为白音华二号露天煤矿的现状，它正在为将来的自移式破碎机连续工艺做准备。
6、自移式破碎机在国际市场的需求
世界范围内连续采矿工艺有着潜在的市场需求，尤其是在煤炭和油砂开采领域。目前来自于中国和印度的经济快速增长加剧了亚太地区对煤炭的需求。
不管物料是否需要松动爆破，只要是使用电铲在工作面直接采装作业的露天矿，自移式破碎的概念都是可以应用的。
对于矿物赋存特点不同的各种大型露天矿山，自移式破碎机的应用前景也正在仔细论证。与工作平盘比较宽的煤矿和油砂矿不同，铁矿的赋存主要是垂直分布，因此自移式破碎系统在铁矿的应用比较复杂。但是无论如何，自移式破碎系统都能够极大地节约投资，降低运行成本，并且有可能最终实现这种工艺。
7、减少C02排放，利于环保
随着自移式破碎机概念的提出，它与传统的电铲卡车作业模式相比，其潜在的C02减排问题也被仔细地研究，结果发现：自移式破碎机系统能够每年减少C02排放100000t。其主要原因是物料运距短。由于胶带上的物料轻和胶带滚动摩擦阻力小，使胶带磨损低，而且整个系统只消耗电能。
举例来说：在中国，一套自移式破碎系统配合胶带输送机可取代26台重载卡车．这些卡车小时油耗共约190L。如果使用这些卡车来完成自移式破碎系统的年产量，共计年消耗2 200万L柴油。因此可以看出，自移式破碎机的连续工艺对于C02减排有着突出的表现。
另一个利于环保的方面是减少了橡胶的消耗。在上述的例子中，输送胶带的使用寿命是8年，如果与相同年限内26台卡车的轮胎消耗相比，自移式破碎系统相当于节约了400t的轮胎橡胶。
8、结语
新开发的履带自移式破碎机已在全球大型露天矿成功的应用。它的创新之处在于工作时的机动性和灵活性，这一特点再配合胶带连续输送系统，从而彻底摆脱了卡车的使用。
目前，第一台自移式破碎机已在中国成功运行将近1年，并且从一开始就达到了额定产能。第二台自移式破碎机不久也将在加拿大油砂矿投入使用。自移式破碎系统不仅极大地降低了运行成本，提高了经济效益，而且为减少C02排放，建设绿色家园做出了贡献。
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