某露天矿生产能力优化实践

舒天配，冯光华

（云南华联锌铟股份有限公司，云南 文山 663701）

铜曼采场自开采以来，一直采用中小型液压铲进行铲装作业，其与现场的装运汽车之间的配合没能完全发挥装运汽车的效率，从而影响矿山的生产能力。因此，结合矿山生产过程中的实际问题，将原有的中小设备更替为利勃海尔R9350型18m³电动液压铲，如何将其发挥最大的生产效率，同时，采取更改开采采区的宽度等措施，将矿山的生产能力达到最佳状态[1-3]。

1 采取措施[4，5]

针对原有中小型铲运机满足不了生产能力的要求，大型设备R9350型18m³电动液压铲的更替在一定程度上解决了一定问题，但由于现场开采条件，如开采推进方式，条带宽度，铲车的铲运方式等严重制约着其生产效率，因此，有必要针对电动液压铲的机动灵活等特点，因地制宜地采取适当的措施，适当地提高其生产效率，现主要从以下几个措施：

图1 双折返调车示意图

图2 电铲条带开采与调车方式图

（1）电铲条带式开采，矿用卡车多种调车方式相结合。众所周知，电铲“之”字形作业的效率较低，不能最大程度发挥电铲和运输车辆的生产能力，拟规定电铲按照条带顺序开采，通过电动液压铲最大挖掘半径计算得采掘带宽度20m，并规定电铲操作人员必须按照采掘带宽度从东往西推进；统计显示环形调车能节约更多调车时间，双折返式调车能使电铲不间断连续作业，有效节约电铲停机等车入换时间，因此拟选用组合调车方式增加电铲效率，理论的调车方式及实际的调车方式分别如图1及图2所示。

现场人员通过现场调研统计、实测及分析电铲的最大挖掘半径，最大挖掘高度等参数，具体如表1所示。

表1 现场调研和实测电动液压铲的工作参数

通过收集无数次的电铲作业的实测参数，结合理论公式确定合理的采掘带宽度，即：A=f(Rwf+Rxm)-c；Rwf—挖掘机站立水平最大挖掘半径（m）;Rxm—挖掘机最大卸载半径（m）;f—铲杆规格利用系数，f=0.8-0.9；c—外侧台阶坡底线至线路中心线距离，c=2-3m；

计算的电铲采掘带宽度为20m；项目组现场人员按20m宽度放开挖线并实时监督操作人员严格按照采掘带自东往西顺序开采，电铲按新方式作业过程中，项目组人员全天候跟踪收集设备运行数据，并将收集的数据与最初数据作对比。

计算电铲作业区域最小工作平台宽度，最小宽度为Bmin=Ra+lc+d+bc/2+e；Ra—汽车最小转弯半径（m）;lc—汽车长度（m）;bc—汽车宽度（m）;d—道路至外侧坡顶线的距离；e—台阶坡底线至内侧道路距离。计算的电铲最小工作平台宽度为35m。

（2）调整运输路面宽度和道路维护级别。据统计，矿山运输成本占矿山总投资的40%，并且投资会随着矿山开采年限的加长而增加，因此，拟通过优化矿山运输道路为公司节约开支。采场内矿山道路质量受地质及天气状况影响较大，使得车辆往返时间较长且磨损较严重，项目将扩宽运输道路至20m，并成立道路养护班对道路进行分级维护，具体措施如下所示：①运输车辆只采用单折返调车方式，现场统计单折返调车的车辆入换时间和汽车入换时电铲的待装车时间；②统计矿山日立挖机作业区域内车辆双侧折返式调车和环形调车的车辆入换时间，利用统计的两种数据作对比，初步确定可采用多种调车方式结合利用的方案；③焊制电缆桥将电缆线架空，并在作业面宽度满足要求的情况下要求操作人员按照环形或双折返调车，同时统计两种调车方式时的车辆入换时间和电铲待装车时间；④总结所有调车方式之间的优缺点，制定铜曼采场卡车调车规范并实施；⑤现场实测东帮联络道及运输道路的宽度，记录路面质量等，同时实测100t车辆尺寸；⑥通过计算和实践得双向通车至少需要20m的道路宽度，因此着手将新搭建的东帮联络道及运输道路宽度调整至20m；⑦成立专门的道路养护班，对不符合运输要求的道路进行及时整改维护，保证路面质量。

（3）实时调整车铲比。矿山生产工序中，铲装和运输是相互联系的环节，两者之间的相互影响较大，为了使电铲和矿用卡车的生产能力同时最优，需要对车铲比的控制精细化，因此就必须要改变过去固定数量车辆配合电铲装车的模式，由调度人员通过比对运输距离的远近，采取现场灵活调车的模式，为此,将引进露天矿山卡车调度系统。

（4）优化矿山现有爆破情况。爆破块度影响着铲运机的铲装效率，因此有必要对电铲作业区域的爆破设计、孔网参数、起爆网络、爆破操作等作整体优化，大幅改善爆破效果。并结合优化参数选取特殊区域试验，力求将爆破储备量增加至5-7天，有效的减少电铲正常停机时间，使爆区根底、伞岩、大块等情况明显减少。具体措施如下：①确定不同穿孔设备、不同区域的爆破孔网参数、装药结构、起爆网路。经计算，初步设定5#钻机用6＊6孔网，6#钻机用7＊6孔网，爆破均更换为间隔装药，孔内延时形成逐孔起爆；②采用3dmine软件优化爆破设计和RTK技术精确定位布孔；③爆破技术员对新布孔方式运用；④针对电铲剥离区域，确定合理的爆破规模，有效增加储备量。

图3 按采掘带宽度确定爆区

2 实施效果

（1）调车时间明显减少。曼家寨采场大型设备在使用环形调车方式后，调车时间减少约8s/车次，双折返调车能够使电铲连续不间断作业，节约电铲举铲等车时间20s/车次，使电铲能充分的利用大型设备的有效工作时间，增加设备台班生产能力。车辆入换节约的时间将用于电铲铲装废土做有用功，增加电铲的生产能力。按产量转换公式计算每天增加铲装量，Qz=q△tηn/t；且q—汽车运输方量（m³）;△t—节约时间（s）;n—每天铲装车次;η—节约时间利用系数；t—铲装一车时间（s）。

（2）爆破质量明显改善。爆破效果的好坏直接影响了电铲的正常采装时间，经过项目组成员的多方努力，爆破效果得到明显改善，电铲装车效率得以提高。未改善爆破效果前为4-5斗/铲，而根据现统计，在正常情况下，电铲只用3-4斗就能装满一车，有效节约电铲装车时间10s。通过公式Qz=q△tηn/t计算天增加的铲装量，即直接增加电铲铲装量800m³/台天。爆破效果好，单斗采装时间减少5s左右，满斗系数提高12%左右。除此之外，往常电铲的出勤率为73%（正常停机率为15%），爆破储备量足够，正常停机率减少到8%以内，出勤率提高到80%，则电铲月生产能力提高24130m³/台月。

（3）挖掘能力明显增加。项目组成员尽量要求将装车角度控制在45°～90°之间，装车效率得以一定程度上提高，可节约时间8s/车次。通过Qz=q△tηn/t计算将增加铲装量为192m³/台天。计算时考虑电缆桥的使用会增加汽车入换时间，增大电铲举铲等车时间，节约时间利用系数为η=0.3，具体角度对电铲的影响因素图如图4所示。

图4 角度对利渤海尔电铲的影响

3 小结

本文针对现有的设备进行更换，通过采取改变电铲的作业方式等措施，取得了良好的经济效益和社会效益，主要结论如下：①电铲的作业方式由原来的“之”字形作业变为现在的条带式顺序开采，矿用卡车调车方式由之前的单一折返式调车变为现如今的环形调车和双侧折返式调车相结合的联合调车方式，有效降低运输成本0.8元/m³，且成功的均衡修车和修路的费用比；②改变过去固定数量车辆配电铲作业的模式，现如今为现场调度人员据车辆排队情况安排车辆装车位置，避免车等铲现象发生，改变矿山爆破的起爆网络、炸药单耗、孔网参数，避免大块和根底的产生，一序列的措施有效增加电铲的铲装量每年每台近70万立方，增加运输车辆的运输量每年每台近50万吨，每年为公司节约经济效益两千万元；③推进了矿山的设备机械化，大型化趋势，在一定程度上为其他类似矿山提供了一定的参考意义。

[1]钮景付，秦涛.哈尔乌素露天煤矿电铲效率影响因素分析[J].露天采矿技术，2013（5）：41-47．

[2]刘树德，张贵明，田睿.胜利露天煤矿泥岩道路修筑方法探讨[J].露天采矿技术，2013（11）：78-80．

[3]孙金良.露天开采挖掘机采掘带宽度的确定和影响因素[J].露天采矿技术，2013（4）：48-49.

[4]陈星明;杨东杰;大型露天矿山铲-车优化配置研究[J].矿山机械,2006第03期.

[5]李大郡.露天矿山电铲与液压铲的选择[J].科技创新与生产力.2014年12期.