某露天礦生產能力優化實踐

舒天配，馮光華

（云南華聯鋅銦股份有限公司，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，其與現場的裝運汽車之間的配合沒能完全發揮裝運汽車的效率，從而影響礦山的生產能力。因此，結合礦山生產過程中的實際問題，將原有的中小設備更替為利勃海爾R9350型18m3電動液壓鏟，如何將其發揮最大的生產效率，同時，采取更改開采采區的寬度等措施，將礦山的生產能力達到最佳狀態[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的措施，適當地提高其生產效率，現主要從以下幾個措施：

圖1 雙折返調車示意圖

圖2 電鏟條帶開采與調車方式圖

（1）電鏟條帶式開采，礦用卡車多種調車方式相結合。眾所周知，電鏟“之”字形作業的效率較低，不能最大程度發揮電鏟和運輸車輛的生產能力，擬規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，并規定電鏟操作人員必須按照采掘帶寬度從東往西推進；統計顯示環形調車能節約更多調車時間，雙折返式調車能使電鏟不間斷連續作業，有效節約電鏟停機等車入換時間，因此擬選用組合調車方式增加電鏟效率，理論的調車方式及實際的調車方式分別如圖1及圖2所示。

現場人員通過現場調研統計、實測及分析電鏟的最大挖掘半徑，最大挖掘高度等參數，具體如表1所示。

表1 現場調研和實測電動液壓鏟的工作參數

通過收集無數次的電鏟作業的實測參數，結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—鏟桿規格利用系數，f=0.8-0.9；c—外側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；項目組現場人員按20m寬度放開挖線并實時監督操作人員嚴格按照采掘帶自東往西順序開采，電鏟按新方式作業過程中，項目組人員全天候跟蹤收集設備運行數據，并將收集的數據與最初數據作對比。

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

（2）調整運輸路面寬度和道路維護級別。據統計，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，擬通過優化礦山運輸道路為公司節約開支。采場內礦山道路質量受地質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，項目將擴寬運輸道路至20m，并成立道路養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車方式，現場統計單折返調車的車輛入換時間和汽車入換時電鏟的待裝車時間；②統計礦山日立挖機作業區域內車輛雙側折返式調車和環形調車的車輛入換時間，利用統計的兩種數據作對比，初步確定可采用多種調車方式結合利用的方案；③焊制電纜橋將電纜線架空，并在作業面寬度滿足要求的情況下要求操作人員按照環形或雙折返調車，同時統計兩種調車方式時的車輛入換時間和電鏟待裝車時間；④總結所有調車方式之間的優缺點，制定銅曼采場卡車調車規范并實施；⑤現場實測東幫聯絡道及運輸道路的寬度，記錄路面質量等，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絡道及運輸道路寬度調整至20m；⑦成立專門的道路養護班，對不符合運輸要求的道路進行及時整改維護，保證路面質量。

（3）實時調整車鏟比。礦山生產工序中，鏟裝和運輸是相互聯系的環節，兩者之間的相互影響較大，為了使電鏟和礦用卡車的生產能力同時最優，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量車輛配合電鏟裝車的模式，由調度人員通過比對運輸距離的遠近，采取現場靈活調車的模式，為此,將引進露天礦山卡車調度系統。

（4）優化礦山現有爆破情況。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區域的爆破設計、孔網參數、起爆網絡、爆破操作等作整體優化，大幅改善爆破效果。并結合優化參數選取特殊區域試驗，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、不同區域的爆破孔網參數、裝藥結構、起爆網路。經計算，初步設定5#鉆機用6＊6孔網，6#鉆機用7＊6孔網，爆破均更換為間隔裝藥，孔內延時形成逐孔起爆；②采用3dmine軟件優化爆破設計和RTK技術精確定位布孔；③爆破技術員對新布孔方式運用；④針對電鏟剝離區域，確定合理的爆破規模，有效增加儲備量。

圖3 按采掘帶寬度確定爆區

2 實施效果

（1）調車時間明顯減少。曼家寨采場大型設備在使用環形調車方式后，調車時間減少約8s/車次，雙折返調車能夠使電鏟連續不間斷作業，節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，增加設備臺班生產能力。車輛入換節約的時間將用于電鏟鏟裝廢土做有用功，增加電鏟的生產能力。按產量轉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—節約時間（s）;n—每天鏟裝車次;η—節約時間利用系數；t—鏟裝一車時間（s）。

（2）爆破質量明顯改善。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，而根據現統計，在正常情況下，電鏟只用3-4斗就能裝滿一車，有效節約電鏟裝車時間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，出勤率提高到80%，則電鏟月生產能力提高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，節約時間利用系數為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

本文針對現有的設備進行更換，通過采取改變電鏟的作業方式等措施，取得了良好的經濟效益和社會效益，主要結論如下：①電鏟的作業方式由原來的“之”字形作業變為現在的條帶式順序開采，礦用卡車調車方式由之前的單一折返式調車變為現如今的環形調車和雙側折返式調車相結合的聯合調車方式，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改變過去固定數量車輛配電鏟作業的模式，現如今為現場調度人員據車輛排隊情況安排車輛裝車位置，避免車等鏟現象發生，改變礦山爆破的起爆網絡、炸藥單耗、孔網參數，避免大塊和根底的產生，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，每年為公司節約經濟效益兩千萬元；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，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，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，2013（4）：48-49.

[4]陳星明;楊東杰;大型露天礦山鏟-車優化配置研究[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].科技創新與生產力.2014年12期.