丁軍明，董金松，劉國(guó)寅，周芬如（.昆明坤澤礦業(yè)技術(shù)有限責(zé)任公司，云南　昆明　650093；.昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司，云南　昆明　65005）

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露天礦穿孔作業(yè)材料消耗定額指標(biāo)的編制

丁軍明1，董金松1，劉國(guó)寅1，周芬如2
（1.昆明坤澤礦業(yè)技術(shù)有限責(zé)任公司，云南昆明650093；2.昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司，云南昆明650051）

摘要：穿孔作業(yè)是露天開采的重要環(huán)節(jié)，穿孔作業(yè)的材料消耗費(fèi)用一般占穿孔成本的30%～50%，因此材料消耗費(fèi)用的計(jì)算尤為重要。該文針對(duì)露天礦中深孔穿孔作業(yè)材料消耗計(jì)算及穿孔作業(yè)成本影響因素進(jìn)行分析，指出存在的問題，提出鉆機(jī)工作狀態(tài)下的萬m穿孔單耗作為定額指標(biāo)，供設(shè)計(jì)參考使用，從而使礦山穿孔設(shè)計(jì)進(jìn)一步規(guī)范化。

關(guān)鍵詞：材料消耗；露天礦；穿孔作業(yè)；萬m穿孔單耗

0　引 言

目前露天礦應(yīng)用的穿孔方法，除火鉆為熱力破碎外，其它鉆機(jī)均屬于機(jī)械破碎。在機(jī)械破碎中，根據(jù)破巖原理不同，可分為滾壓破碎、沖擊破碎和切削破碎。我國(guó)露天礦主要使用潛孔鉆機(jī)（屬?zèng)_擊破碎）和牙輪鉆機(jī)（屬滾壓破碎），2種鉆機(jī)占穿孔設(shè)備總數(shù)的80%以上，它們?cè)谥杏埠蛨?jiān)硬礦巖中穿孔，穿孔費(fèi)用約占開采成本的15%～25%，在軟巖和煤礦中約占6%～11%。鉆機(jī)的材料消耗費(fèi)用占穿孔費(fèi)用的30%～50%，所以必須重視材料費(fèi)用的計(jì)算，特別是材料消耗指標(biāo)的選用尤為重要。穿孔作業(yè)的材料費(fèi)用是指礦山剝離、采礦生產(chǎn)過程中，穿孔工序消耗的鉆具、油脂及其它材料等費(fèi)用。該文就露天礦設(shè)計(jì)中常用的中深孔穿孔作業(yè)材料消耗計(jì)算方面的有關(guān)問題進(jìn)行分析、研究，采用結(jié)合實(shí)際的計(jì)算方法，以達(dá)到編制較為合理的設(shè)計(jì)參考指標(biāo)。

1　穿孔作業(yè)材料消耗計(jì)算

穿孔材料消耗量計(jì)算過程，見圖1。

圖1 穿孔材料消耗費(fèi)用計(jì)算Fig.1 Cost calculation of perforation material consumption

圖1可見，討論穿孔材料消耗費(fèi)用，重點(diǎn)在于討論消耗量的計(jì)算。目前設(shè)計(jì)采用的2種計(jì)算方法（即圖1中方法1、方法2）計(jì)算的各種材料年消耗量差別較大。

例如，某露天礦，計(jì)算年采剝量47.14萬m3（131.992萬t），礦巖f硬度系數(shù)為8～10。擬選用KQ－150型潛孔鉆機(jī)，工作制度為年工作330 d，每天3班，每班8 h。設(shè)計(jì)中根據(jù)f硬度系數(shù)，經(jīng)中深孔臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)計(jì)算求得，每m炮孔爆破量約為17.1 m3／m，廢孔率取7%。鉆機(jī)綜合穿孔效率為12 000 m／（臺(tái)·a）。

礦山所需鉆機(jī)工作臺(tái)數(shù)（N）計(jì)算公式為：

式中：N—所需鉆機(jī)臺(tái)數(shù)（臺(tái)）；

Q—設(shè)計(jì)礦山規(guī)模（m3／a）；

δ—鉆機(jī)綜合穿孔效率〔m／（臺(tái)·a）〕；

q—每m炮孔的爆破量（m3／m）；

e—廢孔率（%）。

將有關(guān)數(shù)值代入（1）式，可求得：

N＝2.46臺(tái)，取整為3臺(tái)。

依據(jù)《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》分別查出鉆機(jī)臺(tái)班單耗量和萬t單耗量，按圖1中的方法1、方法2計(jì)算得到穿孔作業(yè)年材料消耗量，見表1。

表1 材料消耗比較Tab.1 Material consumption comparison

序號(hào)　　材料名稱　　單位年年kg　0.18　535　0.54　60 4　　空壓機(jī)油　kg　0.85　2520　0.42　46 5　　皮帶油　kg　0.01　30　0.35　39 6　　鉆頭　　個(gè)　0.031　93　1.5　166 7　　沖擊器　　套　0.003　9　0.077　9 8　　鉆桿　　根　0.004　12　0.028　3 9　　Φ13鋼繩　kg　0.11　327　3.561　391 10　2＂風(fēng)管　m　0.06　178　1.32　146 11　　除塵器　　個(gè)　0.01　30　0.19　25 12　Φ250砂輪　　片　0.026　78　0.68　90 13　60 w燈泡　　個(gè)　0.13　386　1.52　201 14　擦拭材料耗量3　　洗油方法1　　方法2臺(tái)班單耗　耗量萬t單耗kg　0.04　119　0.65　58

2　年材料消耗量計(jì)算方法存在的問題

從表1可看出，2種計(jì)算方法計(jì)算結(jié)果出入較大，尤其是鉆具及油脂類。同一礦山，僅因選用的材料消耗計(jì)算方法不同，使穿孔作業(yè)成本計(jì)算值誤差太大，不僅影響成本指標(biāo)的類比和分析，還會(huì)使整個(gè)礦山經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)出現(xiàn)較大偏差。

方法1是以鉆機(jī)臺(tái)班消耗量作為單耗量。鉆機(jī)工作臺(tái)數(shù)是按最初選定的穿孔臺(tái)年綜合效率進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算值很難得到整數(shù)，而設(shè)計(jì)計(jì)算只能進(jìn)位取整，這就人為地降低了原選取鉆機(jī)可發(fā)揮的效率值。如前例，計(jì)算值2.46臺(tái)即能滿足生產(chǎn)規(guī)模需要，但必須取3臺(tái)。在材料消耗計(jì)算中，用臺(tái)班消耗量作為單耗量指標(biāo)，常常忽略了只需2.46臺(tái)這個(gè)因素，年耗量是按3臺(tái)計(jì)算的，勢(shì)必造成鉆機(jī)效率降低，年材料消耗量計(jì)算值偏高的狀況。

方法2是以礦巖萬t消耗量作為單耗量。礦巖爆破量與鉆孔深度、布孔方式、炸藥種類等因素有關(guān)，其單耗量不能正確地反映鉆機(jī)穿孔工序的材料消耗量。目前《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》資料上沒有系統(tǒng)地提供該項(xiàng)參考指標(biāo)，少量數(shù)值也顯得太籠統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員使用不方便，難免出現(xiàn)較大誤差。

出現(xiàn)上述問題，原因主要在于鉆機(jī)材料消耗統(tǒng)計(jì)資料使用的單位不恰當(dāng)。方法1是以鉆機(jī)臺(tái)班為單位，方法2是以礦巖萬t為單位，它們均不反映鉆機(jī)的直接工作狀態(tài)。直接反映鉆機(jī)工作狀態(tài)的單位應(yīng)該是鉆機(jī)穿孔深度值。為了比較客觀地反映鉆機(jī)作業(yè)費(fèi)用，材料單耗指標(biāo)宜采用直接工作狀態(tài)相適應(yīng)的單位用量表示，即采用礦巖萬m穿孔深度的材料消耗量作為穿孔作業(yè)的單耗定額。

3　影響穿孔作業(yè)成本的主要因素

鉆機(jī)作業(yè)成本受炮孔直徑、巖石性質(zhì)、鉆具壽命、動(dòng)力消耗、價(jià)格等因素影響，統(tǒng)計(jì)許多礦山使用KQ－150型和KQ－200型鉆機(jī)平均穿孔作業(yè)成本，見表2。

由表2可知，序號(hào)2～4項(xiàng)的可變費(fèi)用占穿孔作業(yè)成本的比重較大，孔徑較小的KQ－150型約占73%～79%，大孔徑的58.7%～65.5%，而鉆具及其它材料費(fèi)用KQ－150型約占35.3%～49.7%，KQ－200型約占32.5%～43.7%，其中鉆具費(fèi)用比重約占18.9%～41.1%?？梢娪绊懘┛鬃鳂I(yè)成本的主要因素是材料、動(dòng)力費(fèi)。材料消耗量計(jì)算時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)注意鉆具消耗量。鉆具使用壽命與鉆具材質(zhì)、鉆頭型式、礦巖硬度系數(shù)、風(fēng)壓、鉆機(jī)工作參數(shù)等有密切關(guān)系。通常情況，大直徑潛孔鉆頭壽命要比小直徑鉆頭長(zhǎng)。當(dāng)風(fēng)壓為5 kg／m2，鉆頭直徑150～200 mm時(shí)，各種礦巖條件下潛孔鉆具壽命，以鉆萬m為單位的消耗量表示，見表3。

表2 穿孔作業(yè)成本表Tab.2 Perforation cost list

表3 礦巖萬m穿孔材料消耗表Tab.3 Perforation material consumption per 104m

由表3可知，巖石硬度增加，鉆頭及沖擊器的消耗量也增加。硬度變化對(duì)消耗量有明顯地影響，并且呈現(xiàn)出有一定規(guī)律的變化?！兑苯鸾ㄖ惭b工程專用預(yù)算定額》礦山剝離篇中編匯的指標(biāo)同樣反映，鉆機(jī)材料消耗量隨巖石f硬度系數(shù)變化的程度。采用KQ－150潛孔鉆機(jī)穿孔爆破1 000 m3（實(shí)體）巖石時(shí)，材料消耗量，見表4。

表4 材料消耗指標(biāo)表（單位：穿孔10 000 m）Tab.4 Material consumption index （unit：perforation 10 000 m）

通過上述分析得出，各類型穿孔鉆機(jī)具有不同的穿孔效率；同類型鉆機(jī)在不同的礦巖f硬度條件下使用，穿孔效率不同，材料消耗量也不同；影響鉆具壽命的主要因素是礦巖的f硬度系數(shù)。

4　鉆具的萬　m材料單耗指標(biāo)及年材料消耗量計(jì)算

參照《冶金建筑安裝工程專用預(yù)算定額》的編制方法，系統(tǒng)地編制一套材料消耗定額是很有必要的。綜合現(xiàn)有的穿孔臺(tái)班材料消耗量指標(biāo)、萬t礦巖材料消耗指標(biāo)、部分生產(chǎn)礦山實(shí)際材料消耗數(shù)據(jù)，經(jīng)過初步分析、類比，擬定出礦巖各種f硬度系數(shù)條件下單位穿孔深度（10 000 m）時(shí)的材料消耗量指標(biāo)，供設(shè)計(jì)者參考使用。見表5、表6、表7。

表5 材料消耗參考指標(biāo)（單位：穿孔10 000 m）Tab.5 Material consumption reference index （unit：perforation 10 000 m）

表7 材料消耗參考指標(biāo)（單位：穿孔10 000 m）Tab.7 Material consumption reference index （unit：perforation 10 000 meters）

年材料消耗量計(jì)算，需先計(jì)算礦山每年所需穿孔米數(shù)。如前例：該礦每年需穿孔米數(shù)（m）用下式計(jì)算：

式中：M—每年需穿孔米數(shù)（m）；

Q—年穿爆礦巖量（m3）；

q—每m炮孔的爆破量（m3／m）；

e—廢孔率（%）。

按前述取值：q＝17.1 m3／m，e＝7% ，

則M＝471 400／（17.1×0.93）＝29 642 m

從表6中查出KQ－150鉆機(jī)鉆取f為8～10的巖石萬m材料單耗指標(biāo)，乘以年穿孔米數(shù)29 642 m，即可求得該礦穿孔作業(yè)年消耗各種材料數(shù)量：鉆頭74個(gè)、沖擊器6套、鉆桿9根……。

用該方法計(jì)算穿孔作業(yè)年材料消耗量，只涉及鉆機(jī)穿孔米數(shù)，與鉆機(jī)選用臺(tái)數(shù)無關(guān)，這就克服了現(xiàn)行計(jì)算方法1、方法2的缺點(diǎn)，使材料消耗量的計(jì)算與鉆機(jī)的工作狀態(tài)直觀地聯(lián)系起來。

5　結(jié) 語

露天礦中深孔穿孔作業(yè)成本計(jì)算，據(jù)現(xiàn)行以臺(tái)班或萬t礦巖耗量為準(zhǔn)計(jì)算其年消耗量的方法，由于原指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)方法及計(jì)算方面存在一些問題，計(jì)算值與生產(chǎn)實(shí)際有明顯差異，且2種方法計(jì)算結(jié)果有出入。為了盡量消除因計(jì)算方法造成的不合理現(xiàn)象，該文提出以萬m穿孔深度材料消耗量為準(zhǔn)計(jì)算年消耗量的方法；并且將現(xiàn)有相關(guān)資料進(jìn)行分析、整理，初步擬定出常用的KQ－150型、KQ－170型、KQ－200型、KQ－250型潛孔鉆機(jī)；KY－250型、KY－300型牙輪鉆機(jī)在各種f硬度系數(shù)條件下的萬m單耗指標(biāo)，供設(shè)計(jì)參考使用，便于露天礦山穿孔作業(yè)成本的計(jì)算和類比。該文提出以萬m穿孔深度材料消耗量編制指標(biāo)定額的意見，希望能起到拋磚引玉的作用，今后當(dāng)不斷收集、分析、整理生產(chǎn)礦山的實(shí)際資料，加以修正、補(bǔ)充和完善前述所整理的參考指標(biāo)。建議參照施工定額編制方法，使礦山選用材料消耗指標(biāo)定額逐步規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，以便于考核礦山設(shè)計(jì)的穿孔作業(yè)成本是否合理。

參考文獻(xiàn)：

［1］《采礦手冊(cè)》編輯委員會(huì).采礦手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1986.

［2］《礦山采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》編輯委員會(huì).礦山采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.江蘇徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1987.

中圖分類號(hào)：TD871

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004－2660（2015）03－0005－05

收稿日期：2015－08－12.

作者簡(jiǎn)介：丁軍明（1980－），男，甘肅人，碩士，工程師.主要研究方向：礦山設(shè)計(jì)及管理.E－mail：21207915＠qq.com.

The Preparation of Material Consumption Quota in Perforation of Open Pit Mine

DING Jun－ming1，DONG Jin－song1，LIU Guo－yin1，ZHOU Fen－ru2
（1.Kunming Kunze mining technology Co.Ltd.，Kunming 650093，China；2.Kunming Engineering＆Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co.Ltd.，Kunming 650051，China）

Abstract：Perforation is an important part of open－pit mining and its material consumption costs generally account for 30%～50%of the perforation cost.So the material consumption cost calculation is particularly important.In this paper，the material consumption calculation in deep perforation of open pit mine and the factors affecting the perforation cost were analyzed to find out the problems.Unit perforation consumption per 104m was put forward as the quota to provide a reference for the design，thus further standardizing the perforation design.

Key words：material consumption；open pit mine；perforation；unit perforation consumption per 104m