复杂作业条件下提高挖掘机台效的措施初探

毛荣华

（江西铜业集团有限公司 城门山铜矿，江西 九江 332100）

1 引言

城门山铜矿是隶属江西铜业股份公司的一家现代化的大型露天铜矿采选企业。矿山自2011年二期扩建投产以来，采剥量稳步提升，2017年矿石处理量达296万t。城门山铜矿由于其特殊的地理位置，工程水文条件十分复杂，矿岩性质多样，品位贫富悬殊，素有“矿难采、水难治、矿难选”的说法。针对复杂的作业条件，城门山铜矿按照新矿新办模式，是国内首家采用沃尔沃EC700b型4m3液压反铲挖掘机加沃尔沃A40E型39t铰接式卡车铲运联合作业的矿山模式，该类设备对于复杂恶劣的作业环境具有极强的适应性。挖掘机作为矿山最核心的采剥生产设备之一，其台效的高低直接影响着矿山的经济效益。经过多年的生产实践总结，通过对挖掘机台效的影响因素进行分析，制定了提高挖掘机台效的措施，对矿山的可持续发展具有较强的现实意义。

2 挖掘机台效的计算方式及影响因素

挖掘机台效即单位运行台时内挖掘机铲装作业量，一般采用m3/h为单位，可用如下公式表示：

其中，Q效代表挖掘机台效，m3/h；Kt代表挖掘机有效铲装时间利用系数，0.65～0.9；V车代表运输车辆载重方量，m3；T装代表挖掘机每车装载平均循环时间，s。

挖掘机有效铲装时间利用系数与车铲配比，挖机辅助工程时间占比等有关。车铲配比不合理车辆不足时，出现铲等车现象，造成挖掘机有效铲装时间利用系数降低；挖掘机辅助工程除正常修边坡、挖沟、拌矿等辅助工程作业外，铲装工艺控制不到位将增加辅助工程时间，降低挖掘机有效铲装时间利用系数；挖掘机每车装载循环时间与爆破质量、挖机司机操作技能有关，爆破质量差，造成根底、大块、硬帮给铲装带来难度，满斗系数降低，增加装车循环时间；挖机司机操作水平参差不齐，装车速度不一，增加挖掘机装车循环时间。

综上所述：挖掘机台效的主要影响因素有车铲配比、铲装工艺控制、爆破效果、挖掘机司机操作技能。

3 提高挖机台效的措施

3.1 优化车铲配比

露天矿每一个采剥台阶到排土场或卸矿口的运距均是不同的，实际生产过程中，必须根据运距的远近进行合理的车铲配比，才能最大限度地发挥挖掘机的效率。最优车铲配比可用如下公式进行测算：

其中，T运为自卸车运行平均循环时间，s；T装为挖掘机每车装载平均循环时间，s。

在车铲配比不饱和的情况下，造成铲等车现象，将直接降低挖掘机台效，同时不连续作业会造成挖机司机的注意力不集中。生产实践表明，车铲配比不饱和的情况下，挖掘机台效与配车数之间存在线性关系。当实际车铲配比取值上限或略高于该值时（合理的车铲配比一般取值为4～6车/台铲），将有利于激发挖机司机的装车积极性，提高装车速度，一定程度上有利于挖掘机台效的提高。

相同运输线路条件下，自卸车运行平均循环时间也不是固定不变的，遇雨季道路湿滑、道路工作面坑洼多、大雾天气等，车辆运行速度变慢，循环时间增长，最优车铲比随之变化。因此，生产单位需要根据现场实际生产情况，确定合理车铲配比，随着卡调系统的成熟及应用，可有效解决车铲配比问题，提高作业效率。

城门山铜矿由于矿石品位变化大，为确保入选品位均衡稳定，需要进行“三点式”供配矿作业。在目前8台车辆供矿情况下，配铜配硫点一般配车数仅1～2台左右，远低于最优车铲比，使挖掘机怠速时间过长。针对此种情况，使用小斗容挖机进行配矿作业可减少沃尔沃挖机的怠速时间，充分发挥各设备作业效率，大幅降低生产成本。

3.2 强化铲装工艺控制

工艺与台效作为铲装工序“质”和“量”的两个部分是相辅相成的。提高挖掘机台效必须抓好铲装工艺控制。生产过程中，铲装工艺控制不到位出现底板标高起伏大、边坡道路参数不符合要求等情况，须安排挖掘机进行返工作业，将增加挖掘机的辅助工程时间，同时影响车铲的安全高效运行，拉低挖掘机台效。

城门山铜矿在铲装工艺控制方面采取了以下措施：一是制定完善工艺管理考核制度并严格执行；二是强化工段工艺周检及日常巡检；三是开展每周定期及适时的工艺验收测量，应用高精度GPS测量设备对主要作业台阶标高进行测量和对主要工程参数进行验收，对铲装工艺质量严加把控，及时整改纠偏。通过不断强化铲装工艺控制，提高了铲装工艺达标率，降低了挖掘机辅助工程时间，从而提高了挖掘机台效。

3.3 提高爆破效果

爆破效果对挖机台效有直接的影响。爆堆隆起太高，给挖掘机作业带来安全风险，爆堆推出较远，将增加挖掘机的收渣时间，爆破产生的大块在作业过程中需挑出进行二次破碎，根底需要及时清出反向孔进行爆破处理，爆破效果差造成矿岩挖掘难度增大，增加挖机装车时间，同时影响挖机司机工作情绪。因此，爆破效果对挖掘机台效直接造成重大影响。

城门山铜矿工程地质条件十分复杂，为了提高爆破效果，城门山铜矿经过多年生产实践，总结了如下几个方面的措施：一是优化不同岩性孔网参数，针对不同岩性进行多种孔网参数试验，找到每种岩性的最优孔网参数；二是采用小抵抗线、宽孔距布孔方式爆破，降低大块的产生，三是提高穿孔合格率，通过精细穿孔操作，透水大区域采取“现穿现爆”方式减少塌孔现象，减少爆破根底；四是保证安全前提下适当增加炸药单耗，改善爆破效果，降低大块、根底，保证爆堆可挖性，提高挖掘机台效。

3.4 提升挖机司机操作技能

挖机司机操作技能对挖机台效也有较大影响。通过对挖掘机司机开展操作技能培训、岗位练兵、技能比武等活动，不断提高挖掘机司机的操作技能；装车过程中挖机司机要合理引导好车辆的倒车，创造最有利的装车位置，使挖机大臂旋转角度最小，缩短装车循环时间，提高装车效率；利用绩效管理等手段提高挖机司机的积极性，同时提高挖掘机司机的责任心，要求挖机司机合理利用等车间隙时间做好装车准备、工艺控制等工作，充分发挥出设备生产能力。

4 结语

挖机台效作为大型露天矿山一项十分重要的技经指标，在城门山铜矿已开展对标管理工作多年。通过对挖机台效的影响因素进行分析，找到了影响挖机台效的主要因素，采取了优化车铲比、强化工艺控制、提高爆破效果、提高挖机司机操作技能等措施来提高挖机台效，取得了良好的效果。

提高挖机台效是多部门协作全员参与的管理的过程，只有通过对日常指标数据的统计分析，加强生产过程把控，持续改进，不断发现实际生产过程中的问题并加以解决才能有效地提高挖机台效，降低生产成本，保障矿山的可持续发展。