曲江区背户山矿区水泥用石灰岩矿主要设备选型

周雁飞

（台泥 （英德） 水泥有限公司 513000）

曲江区背户山矿区水泥用石灰岩矿为台泥（韶关）水泥有限公司1条日产6000吨熟料生产线所需石灰石的原料矿山。依设计水泥厂的运转率设定为85%（310日），石灰石松方水分设定为2%，石灰石也可作为水泥掺配料使用，为了满足产能的要求，此处预留5%的用量。熟料生产线年需供应石灰石量：270.8万吨=1条×6000t/d（熟料）×310日/年×1.51(生熟比）×0.90（石灰石配比）÷（1-2%）（水分）×（1+5%）（水泥掺配料）。

参照国内同类型大型矿山经验，矿山的开采损失率设定为1%，矿山开采不均衡系数1.1。本石灰石矿山的设计开采能力为：300万吨/年=273.6万吨/年×1.1（不均衡系数）÷(1-1%)（损失率）。

根据地质勘探报告内容，水泥用石灰岩矿（332+333）资源储量：103153kt；夹石剥离总量为6092018m3，剥采比为 0.158：1。但全矿区矿石、夹石厚度加权平均化学成分为CaO 48.19%，MgO 1.09%，石灰石品质能满足新型干法窑的生产需求，未来矿山固体废弃物零排放因此选型不将剥土量列入矿场设备产能的预估，未来再视实际发生增加设备。

1 钻机设备

矿山台阶高度为15m，为降低爆破成本，钻孔孔径计划采用小孔径钻头，选用钻头孔径范围由127mm－152mm，本报告将以140mm钻孔直径来进行钻机参数计算。

深孔爆破参数为：最小抵抗线4.5m，孔距6m，排距4.5m，超深1.5m。钻孔延米的爆破量为65.78t/m=4.5m×6m×15m×2.68t/m3÷(15+1.5)m。根据矿山开采能力，每年需钻孔数量：4.56万m=300万/吨÷65.78t/m。

因矿山属于卡斯特地貌，溶洞较多，参照同类型矿册，潜孔式钻岩机可用于本矿场并可达到设计孔径的要求。目前国内大型石灰石矿场多采用Atlas FlexiROC D50 钻机。

D50钻机年产能：4.72万m/年=钻进速率×钻进效率×有效工时×310d/年=28m/hr×80%×（8hr/d×85%）×310d/年，1台该型号钻机一班作业可满足其生产能力。

建议采用的潜孔式钻机1台Atlas FlexiROC D50或其他同级品。

2 铲装设备

矿山的采场台阶高度为15米高，爆破后石堆进行铲装作业时，轮式铲装机在大约2/3部份的铲装效率非常理想，但进行到石堆内部被压复部分时，因轮式铲装机的掘进能力较差，铲装效率便开始降低，因此未来铲装设备的配置会考虑轮式铲装机搭配反铲挖掘机。

反铲挖掘机拟选定与轮式铲装机相同品牌的小松PC460-8来搭配，轮式铲装机及反铲挖掘机的相关能力及配置如下表；

另根据所求出的铲装机组合：1台WA500-6+1台PC850（总投资820万元，单位投资2.73万元/吨），1台WA470-2+1台PC850（总投资660万元，单位投资2.2万元/吨），1台WA470-2+2台PC460（总投资680万元，单位投资2.27万元/吨），2台WA470-2+ 1台PC460（总投资580万元，单位投资1.93万元/吨）

表 1铲装机相关能力及配置

将每种组合的投资总额及标准单位投资额求出，我们发现初期的投资以组合方式（1台WA470-2+1台PC850）最低，其次以组合（2台WA470-2+ 1台PC460）方式次低。但考虑矿山石灰石生产将采用高低品位进行搭配，为保证品质的稳定性。建议轮式铲装机采用2台WA470-2或其他同级品，建议反铲挖掘机采用的1台PC460或其他同级品。

3 运输设备

依据上节铲装机选型结论必需搭配35吨级的卡车，35吨级卡车的斗容为24M3，第一年矿场平均运输道路距离为2.2km，矿场的道路设计要求坡度小于6.5%以下，运输常态为重车下坡，空车上坡，估算以平均下坡速度为25km/hr，平均上坡速度为20km/hr，若轮式铲装机平均每卡车的装车时间为56sec/pass×6pass/车＝336sec/车（占2/3产能），挖掘机平均每卡车的装车时间为54sec/pass×9pass/车＝486sec/车（占1/3产能）；等待、定位及卸料时间平均预估为2.5min,平均卡车的产能为:373,240t/年。

表 2 35吨级卡车的产能估算

未来矿场开采是由最高点开始开采，碎石机位置预计设标高145米处，卡车的运输的常态为重车下坡，空车上坡，未来卡车的选择其刹车性能要列入考虑的要项，刹车性能差除了回造成危险外，还会使单位产能降低，建议采用的35吨级的卡车为小松HD325或其他同级品。