羅正華，楊應(yīng)鴻

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 馬關(guān) 663701）

1 方案背景

為保證礦山可持續(xù)發(fā)展，提高資源的利用率，經(jīng)濟(jì)高效回收廢石資源，公司啟動(dòng)了300萬t廢石綜合回收項(xiàng)目的建設(shè)，根據(jù)項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)，需要300萬t/a～450萬t/a廢石資源才能滿足項(xiàng)目年生產(chǎn)需求；其中一部分將由采場(chǎng)產(chǎn)出并直供，另一部分由1090堆場(chǎng)供料，由于300萬t廢石綜合回收項(xiàng)目設(shè)計(jì)和360萬t初步設(shè)計(jì)均未未包括相應(yīng)的廢石資源供料方案，所以本方案旨在建立一套從1090廢石資源堆場(chǎng)料至300萬t跳汰廠1095m粗碎站處進(jìn)行粗碎處理的廢石資源輸送流程，提高礦山生產(chǎn)化水平，降低企業(yè)的生產(chǎn)投入成本。

2 廢石資源堆場(chǎng)概況

2.1 堆存量

截止2019年8月，1090廢石資源堆場(chǎng)一共堆存有1088.96萬t廢石資源，其中含銅廢石資源409.67萬t，含鋅廢石資源679.29萬t，堆場(chǎng)最低標(biāo)高1090m，最高標(biāo)高1132m，占地面積約0.11km2（150畝）。

2.2 廢石資源的物理力學(xué)性質(zhì)

（1）松散系數(shù)：1.59。

（2）f系數(shù)1～ 7。

（3）礦石散料實(shí)方比重2.83t/m3，松方比重2.02t/m3。

（4）自然安息角：37°～38°。

2.3 廢石資源組分

鋅錫廢石中所含礦石的類型、礦物組成、物理力學(xué)性質(zhì)與工業(yè)礦石相近，但鋅、錫、銅品位有明顯差距，鋅錫廢石的密度也相對(duì)較小（平均2.8t/m3～2.9t/m3）。

3 采場(chǎng)供給能力預(yù)測(cè)

廢石資源量連年相比有所上升，但在一定的時(shí)間段有所降低，2019年6月份～8月份逐月降低并維持在一定范圍內(nèi)，總體上維持在70萬t左右，預(yù)計(jì)未來幾年內(nèi)會(huì)穩(wěn)定于40萬t/月～60萬t/月，根據(jù)2018年～2019年廢石資源數(shù)據(jù)趨勢(shì)可推斷采場(chǎng)可供的廢石資源約為400±100萬t/a。

由往年采場(chǎng)產(chǎn)出廢石資源數(shù)據(jù)分析可得，采場(chǎng)廢石資源產(chǎn)出集中在早班和中班，目前產(chǎn)出的廢石資源約35.31%供給回收車間和廢石中試廠，64.69%運(yùn)往堆場(chǎng)或做其他用途；且早班處理廢石資源的時(shí)間占比約為37.5%，中班50%，除去回收車間和廢石中試廠部分，采場(chǎng)產(chǎn)出廢石資源早班供給量為15.46%，中班26.38%，因此可預(yù)測(cè)直供300萬t項(xiàng)目的廢石資源量約占總產(chǎn)出量的15.46%×37.5%+26.38%×50%=18%，預(yù)測(cè)采場(chǎng)直供量為400萬t/a×18%=72萬t/a（平均供給量150t/h）堆場(chǎng)供給450萬t/a-72萬t/a=378萬t/a（平均供給量787.5t/h）。

4 設(shè)計(jì)裝運(yùn)方案

由于堆場(chǎng)高差大于40m，需要分層鏟裝，根據(jù)露天礦山設(shè)備能力，分層高度為15m，1090堆場(chǎng)分三次進(jìn)行裝運(yùn)，廢石資源量及運(yùn)距見表1。

表1 分層鏟裝工程量及運(yùn)距

4.1 方案一（裝載機(jī)）設(shè)備配置

使用額定載重量40823（kg）裝載機(jī)往返裝運(yùn)廢石資源，從1120m高程處修筑道路開始進(jìn)行分層鏟裝。

參數(shù)計(jì)算如式（1）（2），設(shè)備配置如下表1所示。鏟裝時(shí)間20s，卸載時(shí)間8s，入換時(shí)間12s一個(gè)循環(huán)時(shí)間T1：

式中：

m——裝載機(jī)載重量，滿斗系數(shù)0.9，40.8t×0.85=36.72t。

N——小時(shí)裝卸次數(shù)，12次。

為滿足生產(chǎn)，堆場(chǎng)年供料量378萬t，即787.5t/h，裝載機(jī)生產(chǎn)能力440.64t/h，可得設(shè)備臺(tái)數(shù)n1：

共需2臺(tái)額定載重40823kg的裝載機(jī)裝運(yùn)廢石資源才能滿足生產(chǎn)。

生產(chǎn)能力校核：440.64t/h×2×16×300=423.01萬t＞378萬t，可滿足生產(chǎn)需要。使用2臺(tái)額定載重40823kg的裝載機(jī)裝運(yùn)廢石資源，可參考選用勒?qǐng)D爾勒L-1350電動(dòng)裝載機(jī)。

4.2 方案二（挖機(jī)+礦用卡車）設(shè)備配置

使用挖機(jī)+礦用卡車搬運(yùn)廢石資源，挖機(jī)進(jìn)行分層鏟裝，礦用卡車運(yùn)輸廢石資源至粗碎站，可基本滿足跳汰廠生產(chǎn)需求。

日生產(chǎn)能力1.5萬t/d＜5萬t/d，挖機(jī)斗容參數(shù)計(jì)算如下經(jīng)驗(yàn)公式（3）：

式中：

B——基量系數(shù)，3～4，取4。

P——增量系數(shù)，取2.5。

V1=B+P（Q-1）=4+2.5×（1-1）=4，結(jié)合公司露天礦挖機(jī)生產(chǎn)能力，可選用4.5m3挖掘機(jī)，額定載重量89600kg，配合目前礦山使用的60t礦用卡車進(jìn)行裝運(yùn)。

實(shí)測(cè)裝車時(shí)間2.5min，由于堆場(chǎng)作業(yè)環(huán)境相對(duì)于采場(chǎng)較好，裝車時(shí)間預(yù)計(jì)減少20%左右，所以裝車時(shí)間較實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算了0.8的系數(shù)即2.5×0.8=2min；入換時(shí)間25s，卸載時(shí)間：65s，運(yùn)輸車輛速度為600m實(shí)測(cè)60t卡車平均數(shù)據(jù)16.2km/h，挖機(jī)+運(yùn)輸車輛一次循環(huán)所需時(shí)間T2：

根據(jù)一個(gè)循環(huán)時(shí)間，可得車輛一小時(shí)裝運(yùn)7次，由360萬t初設(shè)資料可得60t車滿斗系數(shù)0.88，由（2）式計(jì)算得運(yùn)輸車輛運(yùn)輸能力Q2：

車輛運(yùn)距0.59km，運(yùn)輸車輛計(jì)劃的運(yùn)輸能力91.48m3.km/h，運(yùn)輸車輛生產(chǎn)能力校核：Q車=336.34t/h×3×16h×300=484.33萬t＞378萬t，

挖機(jī)鏟裝能力校核：Q裝=10×7×8.96×0.85×8/2.02=2111.23m3/臺(tái).班＞（387.5/300/24/2.02×8=）2104.29m3/臺(tái).班?？蓾M足生產(chǎn)需要?？墒褂?臺(tái)4.5m3徐工XE900D挖機(jī)+3臺(tái)60t車輛配合進(jìn)行裝運(yùn)作業(yè)。

表2 成本計(jì)算

4.3 方案三（電動(dòng)機(jī)械鏟+礦用卡車）設(shè)備配置

使用礦用電動(dòng)機(jī)械鏟+礦用卡車裝運(yùn)廢石資源，電鏟進(jìn)行分層鏟裝，礦用卡車運(yùn)輸廢石資源至粗碎站。

鏟裝設(shè)備選型如式（5）計(jì)算結(jié)果，設(shè)備斗容V≥4m3，可基本滿足跳汰廠生產(chǎn)需求；裝車時(shí)間2.75min，入換時(shí)間25s，卸載時(shí)間：65s，運(yùn)輸車輛速度為600m實(shí)測(cè)60t卡車平均數(shù)據(jù)16.2km/h，一個(gè)循環(huán)所用時(shí)間T3：

根據(jù)一個(gè)循環(huán)時(shí)間，可得車輛一小時(shí)裝運(yùn)6次，由360萬t初設(shè)資料可得60t車滿斗系數(shù)0.88，由（2）式計(jì)算得運(yùn)輸車輛運(yùn)輸能力Q3：Q3=mN=6×54.6t×0.88 = 288.3t/h （10）所需車輛臺(tái)數(shù)n3如下式（11）：

車輛運(yùn)距0.59km，運(yùn)輸車輛計(jì)劃的運(yùn)輸能力78.41m3.km/h，運(yùn)輸車輛生產(chǎn)能力校核：Q車=288.3t/h×3×16h×300=415.15萬t＞378萬t，可滿足生產(chǎn)需要。

鏟裝能力校核：Q裝=10×7×9t×0.85×8h/2.02=2120.79m3/臺(tái).班＞2103.29m3/臺(tái).班，采用1臺(tái)4m3電動(dòng)機(jī)械鏟+3臺(tái)60t車輛配合進(jìn)行裝運(yùn)作業(yè)?？蓞⒖歼x用太原重工WK-4D型電鏟。

5 方案對(duì)比

三個(gè)方案成本計(jì)算如表2所示。

6 結(jié)論

方案缺點(diǎn)對(duì)比選擇：方案一：40t裝載機(jī)的缺點(diǎn)：①搬運(yùn)距離長(zhǎng)，設(shè)備作業(yè)效率低，作業(yè)強(qiáng)度大，且存在設(shè)備交叉作業(yè)，有安全隱患。②設(shè)備購(gòu)置投入大，單位成本過高。③若設(shè)備損壞維修，則無替代設(shè)備作業(yè)，導(dǎo)致無法供應(yīng)生產(chǎn)。④由于是大型設(shè)備，維護(hù)困難，設(shè)備故障率高。

方案二：4.5m3挖機(jī)+60t礦用卡車的缺點(diǎn)：中后期運(yùn)輸距離短，運(yùn)輸車輛待裝時(shí)間長(zhǎng)。

方案三：礦用電動(dòng)機(jī)械鏟60t礦用卡車的缺點(diǎn)：①設(shè)備操作方式與挖機(jī)相比有部分區(qū)別，需要進(jìn)行相關(guān)專業(yè)操作和安全培訓(xùn)。②由于車間無同類設(shè)備，所以設(shè)備管理不便，備件工作繁瑣，與車間設(shè)備不具備通用性。

綜合3個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，推薦300萬t跳汰場(chǎng)供料方式選取方案三。