1、引言
半连续开采工艺具有连续工艺和间断工艺的综合优点。近些年来，世界各国的露天采矿都在大力提倡和发展半连续开采工艺。即用
带式输送机运输取代汽车运输。但带式输送机要求物料流均匀，且物料中不能有超限大块。单斗挖掘机采掘的物料不能直接进入带式输送机系统，原因是单斗挖掘机的斗容大，在装卸过程中易出现大块物料和涌料以及较大冲击载荷等。因此，若要将单斗挖掘机采掘的物料通过带式输送机运输，则必须在单斗挖掘机和带式输送机之间配置破碎缓冲转载装置，以便均匀物料流，破碎大块物料，降低冲击载荷。然而，传统的
破碎机对物料破碎的共同点是通过对物料的挤压或撞击达到破碎的目的，而表土物料具有很大的黏结性，当其进入传统破碎机的破碎腔后，极易造成黏结和堵塞，导致设备无法工作。所以，传统的半连续开采工艺（即单斗挖掘机一破碎机一带输送机工艺）不能采运表土物料。
2、表土剥离半连续开采工艺研究
1986年小龙潭矿务局布沼坝露天煤矿进行了表土半连续开采工艺试验，采用的转载方式为漏斗仓式转载装置，上部设有格筛。当初考虑漏斗仓的作用是均匀物料流，格筛的作用是去除大块物料。事实土，此转载装置比较适合转载表面光滑的颗粒状物料，如小颗粒的砂石物料，破碎后的块煤等。而当转载牯土物料时，则极易造成堵塞，使物料无法下泄排出。原因是物料在下卸过程中由于料仓容器截面越来越小，造成物料与物料之间、物料与仓壁之间产生拥挤和黏结，最终导致堵死，使转载装置无法使用。而且一旦物料中有大块卡在格筛上时，又会造成格筛堵料，使后续物料无法进入料仓，排除也很困难。试验结果证实了这一点。
根据多年的工作积累和研究，中国矿业大学提出了表土剥离采用半连续工艺的关键设备一轮式软岩破碎机(己获得专利，专利号ZL 96232291.l)，并研制了一台试验机。至今设备在元宝山露天煤矿正常使用，达到了当初的设计目的，取得了满意的效果。实验证明，轮式软岩破碎机能够实现对单斗挖掘机采装的表土剥离物中的大块进行破碎、物料流均匀、克服冲击载荷等，而又不会对设备造成棚堵、黏结和堵塞。
破碎机由4大部分组成：①受料槽：由板式给料机和受料档板组成；②破碎装置：由切削轮和唇体组成；③排料：由排料溜槽（可加排料悬臂）组成；④支承机构和控制系统。
作业过程：受料槽接受由单斗挖掘机或汽车装载的表土物料。在受料档板的上方装摊料刮板，对物料起摊平作用。在板式给料机的后部安装有切削轮和切削唇体。切削唇既是切削床，又可清理板式给料机上的物料。切削下来的物料从齿架与齿架间的空间淌出。在切削轮的下方安装有排料溜槽，溜槽将溜出的物料汇集到带式输送机上。切削轮除具有对大粘土块进行切削破碎的功能外，还具有控制物料下卸的功能，从而可以进一步均匀物料流。
“轮式软岩破碎机”对物料的破碎具有“切”和“扒”的双重功能，作业机理类似于轮斗挖掘机斗轮预切刃对物料的破碎。该设备不涉及高精尖技术问题，比较容易制造和维护。其中的板式给料机、切削轮的驱动电机等都是常规部件。轮体、齿架、档料板、唇体等露天煤矿可现场就地加工制作。
实现单斗挖掘机采装的表土物料进入带式输送机系统的关键是对大粘土块的破碎和对物科流的均匀，“轮式软岩破碎机”完全可以达到上述目的，不存在堵塞和黏结问题。适合轮斗挖掘机采装的物料，本破碎机完全能适应。
3、应用分析
“轮式软岩破碎机”的工作配置可采用移动和固定2种方式。
采用移动式时，破碎机的支承机构可以采用滑撬式，移动时由电铲或推土机拖动，也可以配备履带自行移动。
采用固定式时，破碎机可以固定在端帮带式输送机的某一合适位置，工作面采用汽车运输，破碎机的受料口接受由汽车卸载的物料。破碎机具体结构尺寸和能力的大小与所配合的装载设备相适应。
以WK-4电铲与“轮式软岩破碎机”相配合为例。设物料在勺斗中的松散系数为1.3，电铲每装载一勺斗的循环时间为32 8，平均满斗系数为0.9，每天3班，每班工作7h，工作时间利用系数0.85，系统每年工作300 d，则一台4m3电铲和“轮式软岩破碎机”组成的作业系统的年生产能力为：日工作17.85 h．年工作5 355 h，小时生产能力(实方)311.54 m3，年生产能力166.8万m3。
在本作业系统中，单斗铲与破碎机之间可以是不固定配合关系，即原配合的单斗铲若发生故障或需长时间检修时，可由其它单斗铲顶替作业。
探讨如何充分发挥、利用好现有的带式输送机、排土机系统，降低露天煤矿的生产费用，对小龙潭矿务局具有极其重要的现实意义。若本破碎机能在布招坝露天煤矿使用，按每套系统每年承担100万m3剥离量计算，则年经济效益可达千万元以上。此效益是在充分发挥现有带式输送机、排土机基础上获得的，基本不需增加额外投资和生产费用。
4、结语
在露天采矿设备中，从单斗挖掘机到链斗挖掘机，再到轮斗挖掘机，都是从采矿实践中逐步认识产生的。“轮式软岩破碎机”的确立，是在对传统破碎机和轮斗挖掘机进行充分分析的基础上提出的，它既有传统破碎机的某些功能，又有轮斗挖掘机的某些特性，所以其可行性可以得到保证。
“轮式软岩破碎机”易于制造和维护，因而也易于国产化，适用性强，作业性能可靠。
由“轮式软岩破碎机”与单斗挖掘机组成的采矿作业系统，既可以替代或替补轮斗挖掘机作业，又可以达到用带式输送机取代汽车运输的目的。由此组成的采矿工艺系统，可以兼顾连续工艺及间断工艺的优点。
