有色金屬露天礦機(jī)修設(shè)施設(shè)計(jì)

吳軍輝，劉曉靜

(長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410011)

0 引言

有色金屬露天礦開采規(guī)模大小不一，如湖南瑤崗仙裕新多金屬礦露采規(guī)模為3.5 kt/d；秘魯特羅莫克銅礦的露采規(guī)模則達(dá)到 170 kt/d。各類穿孔、鏟裝、運(yùn)輸設(shè)備的出動(dòng)率和工作時(shí)間是露天礦山能夠達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模的基礎(chǔ)[1]。

以設(shè)計(jì)的西藏驅(qū)龍銅礦為例，該礦山為露天開采，設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模為100 kt/d，工作制度為300 d×3班×8 h，總服務(wù)年限為24 a。根據(jù)礦區(qū)地形條件、礦體賦存條件以及礦巖物理性質(zhì)，設(shè)計(jì)采用牙輪鉆中深孔穿孔爆破、電鏟鏟裝、坑內(nèi)汽車運(yùn)輸?shù)牟蓜冞\(yùn)輸工藝。為了達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模，采用的采剝運(yùn)輸設(shè)備主要有孔徑310 mm牙輪鉆機(jī)10臺(tái)；孔徑125 mm牙輪鉆機(jī)4臺(tái)；55 m3電鏟5臺(tái)；35 m3電鏟7臺(tái)；載重220 t自卸汽車37輛；載重330 t自卸汽車56輛。此外，還配備有載重25 t和100 t汽車，礦巖運(yùn)輸車輛總量達(dá)到109輛。配備各類輔助車輛 24臺(tái)，主要為爆破器材運(yùn)輸車、加油車、材料車、發(fā)電車等。配備各類工程機(jī)械 27臺(tái)，主要為推土機(jī)、裝載機(jī)、挖掘機(jī)、壓路機(jī)、平路機(jī)等。該礦山露天坑內(nèi)配備的設(shè)備數(shù)量和種類較多，為了保證各設(shè)備的正常運(yùn)行，需要在采場(chǎng)附近配備相應(yīng)的機(jī)修設(shè)施，按需及時(shí)完成各設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)。

1 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

目前，對(duì)于有色金屬礦山而言，《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》[2]和《有色金屬采礦設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]兩大規(guī)程規(guī)范均未對(duì)有色金屬露天礦采礦部分的機(jī)修設(shè)施做出要求，可作為設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范只有《有色金屬礦山機(jī)修與汽修設(shè)施工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，由原昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院主編，并于 1992年發(fā)布并執(zhí)行至今。該標(biāo)準(zhǔn)由機(jī)修和汽修兩部分內(nèi)容組成[4]，機(jī)修設(shè)施主要承擔(dān)礦山機(jī)械設(shè)備（不含汽車）的日常維護(hù)和小修，以及部分設(shè)備的大修、舊件修復(fù)和備件制造。汽修設(shè)施主要承擔(dān)礦山汽車的維護(hù)和修理，以及內(nèi)燃設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)修理任務(wù)。

以該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)礦用電動(dòng)輪自卸汽車保養(yǎng)要求為例，其要求的保養(yǎng)周期、工時(shí)及平均在修時(shí)間見表1。

表1 電動(dòng)輪汽車汽修保養(yǎng)周期及工時(shí)

以北方股份的 NTE360電傳動(dòng)礦用自卸車為例，其保養(yǎng)周期及工時(shí)見表2。

通過表1和表2的對(duì)比可知，由于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范頒布的時(shí)間過于久遠(yuǎn)，露天采礦機(jī)械設(shè)備已經(jīng)發(fā)生了巨大變化，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)嚴(yán)重與實(shí)際脫軌。如標(biāo)準(zhǔn)中所述，電動(dòng)輪汽車的最大載重量為154 t；而西藏驅(qū)龍銅礦所采用的最大車輛額定載重量為 330 t，遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)格。

因此，現(xiàn)有有色金屬露天礦機(jī)修相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已無(wú)法指導(dǎo)目前的設(shè)計(jì)工作。

表2 NET360電傳動(dòng)礦用自卸車保養(yǎng)周期及工時(shí)

2 類似礦山的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

露天煤礦與有色金屬露天礦山的開采工藝和設(shè)備類似，如神華哈爾烏素礦，其配套的主要設(shè)備為汽車99臺(tái)、穿孔設(shè)備12臺(tái)、電鏟13臺(tái)、工程機(jī)械50臺(tái)等，設(shè)備規(guī)格型號(hào)與西藏驅(qū)龍銅礦類似。由中國(guó)煤炭建設(shè)協(xié)會(huì)主編的《煤炭工業(yè)露天礦機(jī)電設(shè)備修理設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)露天開采煤礦的機(jī)電修理設(shè)施做出了詳細(xì)的規(guī)定[5]，即露天煤礦機(jī)修設(shè)施宜由汽車和工程機(jī)械保養(yǎng)車間、發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)械部件總成修理車間、電氣總成修理車間、鉚焊修理車間、綜合輔助車間、外修隊(duì)基地、設(shè)備組裝場(chǎng)等組成。該規(guī)范對(duì)不同車間的功能及廠房參數(shù)等均做出了規(guī)定，如汽車和工程機(jī)械保養(yǎng)車間，其功能主要為擔(dān)負(fù)汽車和工程機(jī)械的日常維修、保養(yǎng)、總成更換及小修任務(wù)；廠房主參數(shù)由汽車的載重量決定，不同載重量的汽車對(duì)應(yīng)廠房的跨度、柱距、起重機(jī)起重量和起重機(jī)軌頂高度均不同，規(guī)范中所指汽車載重量覆蓋范圍為20 t級(jí)至350 t級(jí)，與現(xiàn)有的設(shè)備參數(shù)相吻合。

3 機(jī)修設(shè)施設(shè)計(jì)

通過上述介紹可知，目前對(duì)于有色金屬露天礦山而言，如果依然參照《有色金屬礦山機(jī)修與汽修設(shè)施工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行機(jī)修設(shè)施的設(shè)計(jì)，其結(jié)果很難滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求；參照露天煤礦的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)則較為合理。

目前，國(guó)內(nèi)露天礦山在機(jī)修設(shè)施的設(shè)置上較為靈活，如神華準(zhǔn)能公司哈爾烏素礦和黑岱溝露天礦，其按照《煤炭工業(yè)露天礦機(jī)電設(shè)備修理設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》配備了全部的機(jī)修車間和相應(yīng)設(shè)施，機(jī)修人員達(dá)到了 1800人以上，基本實(shí)現(xiàn)了“大而全”和“萬(wàn)事不求人”；白云鄂博礦則采用了外委的模式，所有設(shè)備的保養(yǎng)維修委托有能力的公司完成。

本著節(jié)約投資、解決實(shí)際問題等原則，西藏驅(qū)龍銅礦參照露天煤礦的規(guī)范在采場(chǎng)附近設(shè)置了汽車和工程機(jī)械保養(yǎng)車間、洗車間、備品備件庫(kù)、輪胎存儲(chǔ)庫(kù)等。

該礦山配套的大型設(shè)備依次有：

（1）孔徑310 mm的牙輪鉆，鉆架豎起時(shí)，其外形尺寸為14.5 m×6.11 m×28.8 m；鉆架倒下時(shí)；其外形尺寸為28.745 m×6.11 m×7.547 m；

（2）55 m3電鏟，外形尺寸為26.43 m×11.69 m×23.46 m；

（3）35 m3電鏟，外形尺寸為 25.5 m×9.48 m×18.54 m；

（4）載重330 t自卸汽車，外形尺寸為15.74 m×9.20 m×7.67 m（舉升高度15.38 m）；

（5）載重 220 t自卸汽車，外形尺寸為 14.4 m×8.34 m×13.9 m（舉升高度15.38 m）。

自卸汽車在所有露天坑內(nèi)設(shè)備中的數(shù)量最多，且外形尺寸也較大，因此，在配備汽車和工程機(jī)修的保養(yǎng)維修車間時(shí)，以自卸汽車為分界線，即車間的尺寸由汽車決定。由此得出的車間可滿足86%以上露天坑內(nèi)設(shè)備的進(jìn)廠保養(yǎng)及維修需要，其余無(wú)法進(jìn)廠的鉆機(jī)和電鏟則采用露天保養(yǎng)維修的方式。汽車和工程機(jī)械保養(yǎng)車間臺(tái)位尺寸按照《煤炭工業(yè)露天礦機(jī)電設(shè)備修理設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)礦山自卸汽車廠房主參數(shù)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)置，即跨度為24 m，柱距為18 m，配套起重機(jī)起重量為100 t，起重機(jī)軌面標(biāo)高為18 m。經(jīng)復(fù)核，可以滿足要求。

露天采礦車輛運(yùn)行頻次較高，車輛在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，加上車體自身的附著物污染，遇到下雨等天氣時(shí)，道路上容易產(chǎn)生泥污。設(shè)置洗車間的目的，一是及時(shí)對(duì)車輛進(jìn)行清洗，以減少車輛對(duì)環(huán)境的污染；二是滿足車輛日常保養(yǎng)和維護(hù)的需要。對(duì)于規(guī)模比較小的礦山，如廣西信發(fā)鋁土礦，其最大車輛為40 t級(jí)自卸汽車，使用市面上較為成熟的成套洗車設(shè)施即可滿足洗車要求。而西藏驅(qū)龍銅礦所采用的最大車輛為 NTE360，需設(shè)置專門的洗車間，洗車間尺寸為24 m×18 m×18 m，車輛可以自由進(jìn)出并在車間內(nèi)完成斗廂舉升動(dòng)作和洗車工作。車間內(nèi)配有3層洗車平臺(tái)、洗車機(jī)及水處理設(shè)施等。

礦山每年的鉆頭、鉆桿、電鏟鏟齒、前裝機(jī)鏟齒、履帶板等消耗件約20 000 t，因此，需在采場(chǎng)附近配備備品備件庫(kù)，以滿足各類消耗件的更換需求。

礦山每年消耗220 t和330 t級(jí)的自卸汽車輪胎1597條，平均每天需更換5條～6條，以載重量為330 t的NTE360為例，其配套的輪胎規(guī)格為56/80R63，該規(guī)格輪胎直徑大、重量重、價(jià)格昂貴，考慮到本項(xiàng)目所處位置及氣候條件等因素，需設(shè)置專門的輪胎儲(chǔ)存庫(kù)。輪胎儲(chǔ)存庫(kù)附近設(shè)輪胎拆裝場(chǎng)地，自卸汽車的輪胎拆裝作業(yè)在該場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行。考慮到輪胎胎壓大，輪胎拆裝作業(yè)有傷人的可能，因此需要配備專門的輪胎機(jī)械手和輪輞拆裝機(jī)去完成輪胎搬運(yùn)及拆裝工作。

4 結(jié)論

有色金屬露天礦的機(jī)修設(shè)施是保證露天礦坑內(nèi)各類設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已嚴(yán)重與實(shí)際脫軌，亟需制定新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來(lái)指導(dǎo)有色金屬露天礦機(jī)修設(shè)施的設(shè)計(jì)。在新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范出來(lái)之前，為了使設(shè)計(jì)的機(jī)修設(shè)施能夠滿足實(shí)際的生產(chǎn)需求，可以根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，參照煤礦等類似礦山的規(guī)范進(jìn)行有色金屬露天礦的機(jī)修設(shè)施設(shè)計(jì)。