某露天礦生產(chǎn)能力優(yōu)化實踐

舒天配，馮光華

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

銅曼采場自開采以來，一直采用中小型液壓鏟進行鏟裝作業(yè)，其與現(xiàn)場的裝運汽車之間的配合沒能完全發(fā)揮裝運汽車的效率，從而影響礦山的生產(chǎn)能力。因此，結(jié)合礦山生產(chǎn)過程中的實際問題，將原有的中小設備更替為利勃海爾R9350型18m3電動液壓鏟，如何將其發(fā)揮最大的生產(chǎn)效率，同時，采取更改開采采區(qū)的寬度等措施，將礦山的生產(chǎn)能力達到最佳狀態(tài)[1-3]。

1 采取措施[4，5]

針對原有中小型鏟運機滿足不了生產(chǎn)能力的要求，大型設備R9350型18m3電動液壓鏟的更替在一定程度上解決了一定問題，但由于現(xiàn)場開采條件，如開采推進方式，條帶寬度，鏟車的鏟運方式等嚴重制約著其生產(chǎn)效率，因此，有必要針對電動液壓鏟的機動靈活等特點，因地制宜地采取適當?shù)拇胧?，適當?shù)靥岣咂渖a(chǎn)效率，現(xiàn)主要從以下幾個措施：

圖1 雙折返調(diào)車示意圖

圖2 電鏟條帶開采與調(diào)車方式圖

（1）電鏟條帶式開采，礦用卡車多種調(diào)車方式相結(jié)合。眾所周知，電鏟“之”字形作業(yè)的效率較低，不能最大程度發(fā)揮電鏟和運輸車輛的生產(chǎn)能力，擬規(guī)定電鏟按照條帶順序開采，通過電動液壓鏟最大挖掘半徑計算得采掘帶寬度20m，并規(guī)定電鏟操作人員必須按照采掘帶寬度從東往西推進；統(tǒng)計顯示環(huán)形調(diào)車能節(jié)約更多調(diào)車時間，雙折返式調(diào)車能使電鏟不間斷連續(xù)作業(yè)，有效節(jié)約電鏟停機等車入換時間，因此擬選用組合調(diào)車方式增加電鏟效率，理論的調(diào)車方式及實際的調(diào)車方式分別如圖1及圖2所示。

現(xiàn)場人員通過現(xiàn)場調(diào)研統(tǒng)計、實測及分析電鏟的最大挖掘半徑，最大挖掘高度等參數(shù)，具體如表1所示。

表1 現(xiàn)場調(diào)研和實測電動液壓鏟的工作參數(shù)

通過收集無數(shù)次的電鏟作業(yè)的實測參數(shù)，結(jié)合理論公式確定合理的采掘帶寬度，即：A=f(Rwf+Rxm)-c；Rwf—挖掘機站立水平最大挖掘半徑（m）;Rxm—挖掘機最大卸載半徑（m）;f—鏟桿規(guī)格利用系數(shù)，f=0.8-0.9；c—外側(cè)臺階坡底線至線路中心線距離，c=2-3m；

計算的電鏟采掘帶寬度為20m；項目組現(xiàn)場人員按20m寬度放開挖線并實時監(jiān)督操作人員嚴格按照采掘帶自東往西順序開采，電鏟按新方式作業(yè)過程中，項目組人員全天候跟蹤收集設備運行數(shù)據(jù)，并將收集的數(shù)據(jù)與最初數(shù)據(jù)作對比。

計算電鏟作業(yè)區(qū)域最小工作平臺寬度，最小寬度為Bmin=Ra+lc+d+bc/2+e；Ra—汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑（m）;lc—汽車長度（m）;bc—汽車寬度（m）;d—道路至外側(cè)坡頂線的距離；e—臺階坡底線至內(nèi)側(cè)道路距離。計算的電鏟最小工作平臺寬度為35m。

（2）調(diào)整運輸路面寬度和道路維護級別。據(jù)統(tǒng)計，礦山運輸成本占礦山總投資的40%，并且投資會隨著礦山開采年限的加長而增加，因此，擬通過優(yōu)化礦山運輸?shù)缆窞楣竟?jié)約開支。采場內(nèi)礦山道路質(zhì)量受地質(zhì)及天氣狀況影響較大，使得車輛往返時間較長且磨損較嚴重，項目將擴寬運輸?shù)缆分?0m，并成立道路養(yǎng)護班對道路進行分級維護，具體措施如下所示：①運輸車輛只采用單折返調(diào)車方式，現(xiàn)場統(tǒng)計單折返調(diào)車的車輛入換時間和汽車入換時電鏟的待裝車時間；②統(tǒng)計礦山日立挖機作業(yè)區(qū)域內(nèi)車輛雙側(cè)折返式調(diào)車和環(huán)形調(diào)車的車輛入換時間，利用統(tǒng)計的兩種數(shù)據(jù)作對比，初步確定可采用多種調(diào)車方式結(jié)合利用的方案；③焊制電纜橋?qū)㈦娎|線架空，并在作業(yè)面寬度滿足要求的情況下要求操作人員按照環(huán)形或雙折返調(diào)車，同時統(tǒng)計兩種調(diào)車方式時的車輛入換時間和電鏟待裝車時間；④總結(jié)所有調(diào)車方式之間的優(yōu)缺點，制定銅曼采場卡車調(diào)車規(guī)范并實施；⑤現(xiàn)場實測東幫聯(lián)絡道及運輸?shù)缆返膶挾?，記錄路面質(zhì)量等，同時實測100t車輛尺寸；⑥通過計算和實踐得雙向通車至少需要20m的道路寬度，因此著手將新搭建的東幫聯(lián)絡道及運輸?shù)缆穼挾日{(diào)整至20m；⑦成立專門的道路養(yǎng)護班，對不符合運輸要求的道路進行及時整改維護，保證路面質(zhì)量。

（3）實時調(diào)整車鏟比。礦山生產(chǎn)工序中，鏟裝和運輸是相互聯(lián)系的環(huán)節(jié)，兩者之間的相互影響較大，為了使電鏟和礦用卡車的生產(chǎn)能力同時最優(yōu)，需要對車鏟比的控制精細化，因此就必須要改變過去固定數(shù)量車輛配合電鏟裝車的模式，由調(diào)度人員通過比對運輸距離的遠近，采取現(xiàn)場靈活調(diào)車的模式，為此,將引進露天礦山卡車調(diào)度系統(tǒng)。

（4）優(yōu)化礦山現(xiàn)有爆破情況。爆破塊度影響著鏟運機的鏟裝效率，因此有必要對電鏟作業(yè)區(qū)域的爆破設計、孔網(wǎng)參數(shù)、起爆網(wǎng)絡、爆破操作等作整體優(yōu)化，大幅改善爆破效果。并結(jié)合優(yōu)化參數(shù)選取特殊區(qū)域試驗，力求將爆破儲備量增加至5-7天，有效的減少電鏟正常停機時間，使爆區(qū)根底、傘巖、大塊等情況明顯減少。具體措施如下：①確定不同穿孔設備、不同區(qū)域的爆破孔網(wǎng)參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)、起爆網(wǎng)路。經(jīng)計算，初步設定5#鉆機用6＊6孔網(wǎng)，6#鉆機用7＊6孔網(wǎng)，爆破均更換為間隔裝藥，孔內(nèi)延時形成逐孔起爆；②采用3dmine軟件優(yōu)化爆破設計和RTK技術(shù)精確定位布孔；③爆破技術(shù)員對新布孔方式運用；④針對電鏟剝離區(qū)域，確定合理的爆破規(guī)模，有效增加儲備量。

圖3 按采掘帶寬度確定爆區(qū)

2 實施效果

（1）調(diào)車時間明顯減少。曼家寨采場大型設備在使用環(huán)形調(diào)車方式后，調(diào)車時間減少約8s/車次，雙折返調(diào)車能夠使電鏟連續(xù)不間斷作業(yè)，節(jié)約電鏟舉鏟等車時間20s/車次，使電鏟能充分的利用大型設備的有效工作時間，增加設備臺班生產(chǎn)能力。車輛入換節(jié)約的時間將用于電鏟鏟裝廢土做有用功，增加電鏟的生產(chǎn)能力。按產(chǎn)量轉(zhuǎn)換公式計算每天增加鏟裝量，Qz=q△tηn/t；且q—汽車運輸方量（m3）;△t—節(jié)約時間（s）;n—每天鏟裝車次;η—節(jié)約時間利用系數(shù)；t—鏟裝一車時間（s）。

（2）爆破質(zhì)量明顯改善。爆破效果的好壞直接影響了電鏟的正常采裝時間，經(jīng)過項目組成員的多方努力，爆破效果得到明顯改善，電鏟裝車效率得以提高。未改善爆破效果前為4-5斗/鏟，而根據(jù)現(xiàn)統(tǒng)計，在正常情況下，電鏟只用3-4斗就能裝滿一車，有效節(jié)約電鏟裝車時間10s。通過公式Qz=q△tηn/t計算天增加的鏟裝量，即直接增加電鏟鏟裝量800m3/臺天。爆破效果好，單斗采裝時間減少5s左右，滿斗系數(shù)提高12%左右。除此之外，往常電鏟的出勤率為73%（正常停機率為15%），爆破儲備量足夠，正常停機率減少到8%以內(nèi)，出勤率提高到80%，則電鏟月生產(chǎn)能力提高24130m3/臺月。

（3）挖掘能力明顯增加。項目組成員盡量要求將裝車角度控制在45°～90°之間，裝車效率得以一定程度上提高，可節(jié)約時間8s/車次。通過Qz=q△tηn/t計算將增加鏟裝量為192m3/臺天。計算時考慮電纜橋的使用會增加汽車入換時間，增大電鏟舉鏟等車時間，節(jié)約時間利用系數(shù)為η=0.3，具體角度對電鏟的影響因素圖如圖4所示。

圖4 角度對利渤海爾電鏟的影響

3 小結(jié)

本文針對現(xiàn)有的設備進行更換，通過采取改變電鏟的作業(yè)方式等措施，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，主要結(jié)論如下：①電鏟的作業(yè)方式由原來的“之”字形作業(yè)變?yōu)楝F(xiàn)在的條帶式順序開采，礦用卡車調(diào)車方式由之前的單一折返式調(diào)車變?yōu)楝F(xiàn)如今的環(huán)形調(diào)車和雙側(cè)折返式調(diào)車相結(jié)合的聯(lián)合調(diào)車方式，有效降低運輸成本0.8元/m3，且成功的均衡修車和修路的費用比；②改變過去固定數(shù)量車輛配電鏟作業(yè)的模式，現(xiàn)如今為現(xiàn)場調(diào)度人員據(jù)車輛排隊情況安排車輛裝車位置，避免車等鏟現(xiàn)象發(fā)生，改變礦山爆破的起爆網(wǎng)絡、炸藥單耗、孔網(wǎng)參數(shù)，避免大塊和根底的產(chǎn)生，一序列的措施有效增加電鏟的鏟裝量每年每臺近70萬立方，增加運輸車輛的運輸量每年每臺近50萬噸，每年為公司節(jié)約經(jīng)濟效益兩千萬元；③推進了礦山的設備機械化，大型化趨勢，在一定程度上為其他類似礦山提供了一定的參考意義。

[1]鈕景付，秦濤.哈爾烏素露天煤礦電鏟效率影響因素分析[J].露天采礦技術(shù)，2013（5）：41-47．

[2]劉樹德，張貴明，田睿.勝利露天煤礦泥巖道路修筑方法探討[J].露天采礦技術(shù)，2013（11）：78-80．

[3]孫金良.露天開采挖掘機采掘帶寬度的確定和影響因素[J].露天采礦技術(shù)，2013（4）：48-49.

[4]陳星明;楊東杰;大型露天礦山鏟-車優(yōu)化配置研究[J].礦山機械,2006第03期.

[5]李大郡.露天礦山電鏟與液壓鏟的選擇[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力.2014年12期.