劉金強，張 波，鄭樹坤

（華能伊敏煤電有限責任公司 露天礦，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021130）

伊敏露天礦電鏟效率影響因素分析

劉金強，張 波，鄭樹坤

（華能伊敏煤電有限責任公司 露天礦，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021130）

結合伊敏露天礦實際生產(chǎn)，從不同作業(yè)條件的裝車效率和車鏟勺容比2方面出發(fā)，通過對生產(chǎn)設備效率的分析，合理布置電鏟的作業(yè)位置和車鏟規(guī)格匹配，以發(fā)揮最高的生產(chǎn)效率。

露天礦；電鏟效率；車鏟匹配

0 引言

伊敏露天礦剝離生產(chǎn)采用單斗-卡車間斷工藝，采煤為單斗-卡車-半固定破碎站的半連續(xù)工藝和單斗-自移式破碎機半連續(xù)工藝相結合。伊敏露天礦自2010年開始由二采區(qū)向三采區(qū)轉(zhuǎn)向，此區(qū)域地質(zhì)賦存條件發(fā)生變化（煤層變薄，同時剝蝕區(qū)存在）在露天礦剝采工作面轉(zhuǎn)向過程中，剝采比增大，開采深度增大剝離運距增加，生產(chǎn)成本增加。對于單斗鏟-汽車間斷工藝來說，采、運、排等環(huán)節(jié)的主要成本是設備成本和運輸成本，充分發(fā)揮采掘設備能力提高生產(chǎn)效率，當下是十分有必要的。而采掘設備能力與電鏟的性能、配車型號、作業(yè)條件等條件息息相關的。

針對伊敏露天礦冬季嚴寒期2016年3月的實際生產(chǎn)情況，對電鏟與卡車合理的規(guī)格匹配和電鏟的不同工作面條件2方面進行研究優(yōu)化，以求提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，使經(jīng)濟效益達到最優(yōu)。

1 伊敏露天礦生產(chǎn)現(xiàn)狀

伊敏露天礦現(xiàn)有生產(chǎn)設備WK－10B（12 m3）電鏟、WK-20電鏟（23 m3）、WK-35電鏟（35 m3）、EX8000E液壓鏟（43 m3）4種型號采掘設備；MT3700B（172 t）、MT4400AC（北重220 t）、SF33900（湘潭220 t）、85 t巖斗（40 m3）和煤斗（56 m3）、108 t巖斗（56 m3）和煤斗（76 m3）、TR100（58 m3）等自卸卡車。

露天礦間斷工藝中，采掘設備能力深受重視，將采礦專業(yè)理論知識和實踐相結合解決存在的問題。以伊敏露天礦2016年3月份的實際作業(yè)條件為基礎，對各采掘設備1次裝載時間、配合卡車型號的實際裝車勺數(shù)、不同工作面的裝車效率等方面進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，理論結合實際深入研究。伊敏露天礦3月份采掘設備分布位置及作業(yè)條件見表1。

根據(jù)現(xiàn)場不同采掘設備的作業(yè)位置、作業(yè)條件、配合卡車型號采集實際數(shù)據(jù)，列出WK－10B（12 m3）電鏟、WK－20電鏟（23 m3）、WK－35電鏟（35 m3）、EX8000E液壓鏟（43 m3）等采掘設備在不同作業(yè)條件下的采裝動作時間。為提高數(shù)據(jù)的可靠性對連續(xù)2次的循環(huán)時間取平均值再進行數(shù)據(jù)詳細統(tǒng)計。各采掘設備完成單勺裝載平均時間：剝離設備WK-2001電鏟單勺運行周期為40 s，WK-2002電鏟單勺運行周期為42 s，WK-2003電鏟單勺運行周期為42 s，WK-2004電鏟單勺運行周期為40 s，WK-2005電鏟單勺運行周期為45 s，WK-2006電鏟單勺運行周期為40 s，WK-3502電鏟單勺運行周期為45 s，EX8000液壓鏟在泥巖凍頂工作面單勺運行周期為52 s和沙子工作面的單勺運行周期40 s；采煤設備WK-1203電鏟單勺運行周期為38 s，WK-1204電鏟單勺運行周期為34 s，WK-1205電鏟單勺運行周期為29 s，WK-1206電鏟單勺運行周期為32 s。

表1 采掘設備作業(yè)位置

2 電鏟效率影響因素分析

結合伊敏露天礦的實際生產(chǎn)情況，影響電鏟效率主要分為2類，即管理因素和工藝因素，同時地質(zhì)資源儲量及地質(zhì)條件也是影響采礦工作的因素之一。對伊敏露天礦季節(jié)凍層期的工藝因素進行討論。

2.1 電鏟的作業(yè)地質(zhì)條件

伊敏露天礦采掘范圍內(nèi)，巖層由上至下分為第四系地層和第三系地層，第四系地層由灰色礫石、黃色粘土、亞粘土、砂土和黑色腐植土等組成。第三系呈條帶狀分布于勘探區(qū)內(nèi)（原稱礫巖沖刷帶），主要由灰白、灰褐色礫巖、含礫粗砂巖、灰黃色泥巖夾灰白色砂礫巖、細砂巖，黃、灰、灰褐、紅褐色泥巖（含白色礫石）組成，夏季的礦巖普氏硬度系數(shù)f（2～3），當冬季溫度低時礦巖普氏硬度系數(shù)f（6），硬度的增加直接影響采掘設備的作業(yè)效率，且需要爆破后作業(yè)。采掘設備在裝載上部凍層處理時，需要增加處理凍頂、傘檐、大塊等輔助處理時間。

主采煤層為15#、16#煤層，結構復雜。16#煤層露頭區(qū)煤量占全年生產(chǎn)煤量的60%以上，該區(qū)傾角3°～8°，矸石夾層4～12層，盡管16#煤層露頭區(qū)鉆孔密度在100 m以內(nèi)，但夾層分布規(guī)律性較差，總的傾向為東部夾矸層數(shù)多、厚度大，向西夾矸層數(shù)逐漸變少、厚度變薄。煤的賦存條件發(fā)生變化，復合煤層增多。伊敏露天礦制定選采方案，利用電鏟和反鏟進行分層開采提高煤質(zhì)，臺階高度減小降低了電鏟作業(yè)效率。

2.2 工作面參數(shù)

工作面參數(shù)對電鏟效率的影響主要體現(xiàn)為采掘帶寬度、臺階高度、爆破效果等方面。

1）采掘帶寬度。采掘帶寬度影響電鏟走行時間、電鏟作業(yè)循環(huán)時間。

2）臺階高度。采掘臺階高度若高于電鏟的最大挖掘高度則不利于電鏟采掘作業(yè)安全。若采掘臺階高度小，則電鏟采裝作業(yè)時切片厚度小，電鏟滿斗率下降。由于東端幫露頭區(qū)煤層受地質(zhì)構造的影響，煤層破碎，煤層夾矸層數(shù)由西向東急劇增加，且夾矸厚度也在增加，需要進行選采，增加了開采臺階數(shù)量，臺階高度發(fā)生變化，調(diào)整后的臺階高度分為10 m、4～8 m、〈4 m 3種條件。

3）爆破效果。爆破效果是工作面參數(shù)中影響冬季電鏟采裝效率的主要因素，包括礦巖平均塊度、大塊率、爆堆形狀、底板平整度、根底及硬幫等因素會增加采掘設備的輔助作業(yè)時間。

2.3 車鏟匹配及勺容比

伊敏露天礦電鏟卡車型號種類較多，不同型號的車鏟匹配效果不同，根據(jù)現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況，對車和鏟的不同配選方式的作業(yè)效率及設備間匹配的勺容比進行實際數(shù)據(jù)統(tǒng)計。對采掘設備的裝車時間、裝車勺數(shù)進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采掘設備的裝車時間見表2。

表2 采掘設備的裝車時間

結合伊敏露天礦3月份實際生產(chǎn)情況，總結如下：

1）在上部含有凍層及大塊較多的工作面時，增加了采掘設備處理凍頂、傘檐、大塊的輔助操作時間，導致滿斗率降低，從而需要增加單車勺數(shù)，導致生產(chǎn)效率降低；

2）WK-20電鏟在沙子、泥巖、煤層上部泥巖、上部凍層下部沙子4種不同的工作面條件下煤層上部工作面效率最高原因為下部煤層較軟，凍頂工作面效率最低；

3）EX8000E液壓鏟在采掘上部含有凍層的工作面時作業(yè)效率較差平均每車3′22"，沙子工作面效率較高平均每車2′31"；

4）SF33900（220t）自卸卡車在裝載沙子時撒貨相對泥巖較多，增加了裝車位的維護周期降低作業(yè)效率；

5）MT3700B（172t）自卸卡車貨箱容積小在大塊較多工作面作業(yè)時容易大塊砸車；

6）選采設備在分層開采工作面為1/2臺階高度，滿斗率降低，相對整臺階工作面裝車增加了勺數(shù)，當裝載大斗容的卡車時需要按比例增加斗數(shù)，浪費的作業(yè)效率越多。

3 結 論

伊敏露天礦冬季作業(yè)期間采掘設備能力受凍頂、凍幫、大塊、設備選采等因素影響較大。基于對設備效率的最大化，進行采掘設備調(diào)整作業(yè)位置和優(yōu)化配車型號以提高采掘設備能力，方案如下：

1）按大鏟配大車的原則，WK-35、EX8000E配MT4400AC（220t）型號車，以最大化的發(fā)揮電鏟的作業(yè)效率；

2）在含有凍頂和大塊多的工作面作業(yè)時，電鏟處理凍頂時增加了輔助操作時間，且在裝載大塊時容易砸車，配車時應該進行貨箱容積大、小搭配，方便對大塊進行裝車；

3）合理布置EX8000E液壓鏟的工作面，優(yōu)先選擇物料為沙子的作業(yè)面，作業(yè)效率較高；

4）SF33900（220t）自卸卡車斗體長度相對較短，當車輛裝載物料為沙子時相對泥巖撒貨較多，增加了作業(yè)面的維護時間,應將此車型配合泥巖作業(yè)鏟；

5）提高采掘設備的滿斗率可以減少裝車的勺數(shù)，合理控制工作面段高、工作線長度，有利于提高生產(chǎn)效率；

6）分層選采的電鏟設備，臺階高度較小作業(yè)時滿斗率降低，在裝載大斗容的卡車時，需要增加裝車勺數(shù)，從而增加了整體循環(huán)的作業(yè)時間，降低了運輸車輛的使用率，配合小斗容的車型可減少相對裝車的勺數(shù)，將最大化的發(fā)揮整體生產(chǎn)的作業(yè)效率。

分析了采掘設備在不同作業(yè)條件下對生產(chǎn)效率的影響，優(yōu)化了伊敏露天煤礦現(xiàn)有采掘設備的合理工作面與合理配車，以各采掘設備實際生產(chǎn)能力為標準，不同性能的采掘設備合理布置，發(fā)揮生產(chǎn)效率，降低露天礦的生產(chǎn)成本。

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【責任編輯：解連江】

Analysis of influencing factors of electric shovel efficiency in Yimin Open-pit Mine

LIU Jinqiang,ZHANG Bo,ZHENG Shukun
(Open-pit Mine,Huaneng Yimin Coal and Electricty Co.,Ltd.,Hulunbeier 021130,China)

Combining with the actual production of Yimin Open-pit Mine,from the loading efficiency and the volume ratio of truck and shovel spoon two aspects under different operating conditions,through the analysis of the production equipment efficiency,the mine reasonably layouts the operation position of shovel and truck and shovel specifications,in order to develop the maximized production efficiency.

open-pit mine;electric shovel efficiency;shovelmatch

TD422.2+1

B

1671－9816（2017）04－0029－04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.04.009

劉金強，張波，鄭樹坤.伊敏露天礦電鏟效率影響因素分析［J］.露天采礦技術，2017，32（4）：29-32.

2016-11-27

劉金強（1993—），遼寧鐵嶺人，助理工程師，畢業(yè)于遼寧工程技術大學采礦專業(yè)，現(xiàn)在伊敏露天礦從事剝離工藝改造工作。