矿山铲装运输设备选型探析

董亮

摘要：本文简要阐述了矿山铲装运输设备选型的重要意义，并在此基础上，就矿山铲运设备选型的关键因素进行了分析探讨。

关键词：矿山开采;铲装设备;铲装运输

矿山开采是借助于采矿、掘进和运输设备，从地表向下采取地壳中有用矿物的一项工程。随着我国露天采矿业的不断发展，用于露天矿的采运设备种类越来越多，可选择范围越来越大，制造水平及使用实践经验与国外同行业相比差距越来越小，完全具备了露天矿采运设备优化选型的條件和能力。露天矿山开采设备选型的过程一般是先选择合适的铲装设备，并确定与之配套的运输设备。本文基于矿山开采设备选型实践，就铲装运输设备的选型进行一些探讨，以期能够为矿山企业的相关工作提供一些参考与借鉴。

1矿山铲装运输设备选型的意义

合理选择铲装运输设备，可使采运设备组合优化，匹配合理，在确保总生产能力的基础上，减少设备数量，降低设备投资。合理选择铲装设备，可充分发挥设备生产效率，降低生产成本，提高经济效益。如果改扩建露天矿，合理选择已有设备的同类设备，便于零配件的采购和保管、设备管理和维修，减少维修设施投资和降低管理成本。同等条件下，优先选择国产设备，有利于设备国产化，促进国内设备制造业的发展，同时便于零配件供应和设备维护维修，降低设备投资和维修成本。合理选择采运设备，可满足生产技术要求、改善生产条件和保证生产安全。

2矿山铲装运输设备选型的关键因素

矿山铲装运输的选型，其关键考量因素来自三个方面，即选型的适用性、合理性及经济性。

2.1矿山铲装运输设备选型要以适用性为原则

适用性是矿山铲装运输设备选型所要遵循一个基本原则。所谓适用性，就是要使所选择的设备适合露天矿的自然条件、地质条件和技术条件等。铲装设备选型主要取决于露天矿规模、矿岩的赋存条件、矿岩性质、气候条件等因素。

铲装设备主要有单斗挖掘机（包括机械单斗挖掘机、液压单斗挖掘机和拉铲）和多斗挖掘机（包括轮斗挖掘机和链斗挖掘机）。单斗挖掘机按斗容分为大、中和小型3种。机械单斗挖掘机适应于各类露天矿，特大型和大型露天矿宜选择斗容10m3以上的大型挖掘机、中型露天矿宜选择斗容4～10m3中型挖掘机、小型露天矿宜选择斗容小于4m3的小型挖掘机。矿层厚度薄、层数多、需要选采的露天矿宜选择液压单斗挖掘机，气温特别寒冷作业条件不宜选择液压单斗挖掘机，供电条件差的露天矿宜选择油驱动液压单斗挖掘机。轮斗挖掘机按理论能力分为小、中、大和特大型4种，按线切割力分为低、中、高切割力3种，按铲斗结构分为有格式、无格式和半格式2种。轮斗挖掘机适合矿层赋存水平或近水平的露天矿，主要挖掘松软的表土、不坚硬的岩石和有用矿物。岩层中如含硬质夹层，虽可爆破，但操作过程复杂。如岩石的抗压强度在25～30MPa以上或温度低而使结冻的岩层切割阻力增大时不宜选择轮斗。设备受气温影响较大，随气温降低设备能力明显下降，气温在-30°C时基本不能作业。

运输设备选型主要取决于运量、运距、采掘场尺寸和矿岩性质等因素。运输设备主要有铁路运输设备、公路运输设备和带式输送机，铁路运输设备分为电机车、内燃机车和蒸汽机车，公路运输设备分为底卸卡车和后卸卡车，带式输送机分为移置式、半固定式和固定式。

2.2矿山铲装运输设备的选型要以合理性为前提

矿山铲装设备选型的合理性，一是指设备之间匹配要合理，二是指设备选型要适合露天矿的技术条件，以合理地发挥设备的生产效率和技术性能。

卡车的装载重量与单斗挖掘机勺斗的装载重量之比一般为3：1～6：1，不宜小于2：1或大于8：1，否则将降低挖掘机和卡车的生产效率。在选择单斗挖掘机装载卡车时，要保证较高的卡车载重利用系数，如果载重利用系数过低，卡车生产效率得不到充分发挥，一般卡车的载重利用系数不宜低于0.9。对于大型露天矿，如选择挖掘机的规格过小，会导致挖掘机数量过多，挖掘机工作线过短，不能满足铁路运输工作线长度宜为1000～1200m、卡车运输工作线长度一般不小于300m的要求。同时由于挖掘机挖掘高度偏小导致台阶数较多，从而减小工作帮坡角，加大基建量。反之，如果挖掘机的规格过大，挖掘机数量较少，在工作台阶调度频繁，降低设备的生产效率。

卡车选型的合理性除卡车装载量与单斗挖掘机勺斗的装载量之比要合理外，还应考虑运距的影响和车型选择的合理性。在矿岩运输距离不超过3km的情况下，选择卡车运输是合理的。选择的车型过小：①装车时调配次数多，时间长，降低挖掘机效率;②车流密度大，不利生产安全;③导致破碎站卸载台位多，调车复杂，管理不便，影响卡车效率。反之车型过大，卡车等装时间长，亦会降低卡车效率。带式输送机适合运距在3km以上的运输。带式输送机的能力根据运量、物料性质和输送机长度确定，半连续工艺带式输送机的能力应与破碎站等供料设备能力相适宜，连续工艺带式输送机的能力通常可按轮斗挖掘机理论能力的1.0～1.2倍确定。

2.3矿山铲装运输设备选型的经济性

经济性是矿山铲装运输设备选型时必须要考虑的一个因素。在设备选型时，基于经济性的考虑，一般应选择大型化的铲装运输设备。露天矿规模的大小决定选择铲运设备规格的大小，实践证明：大型设备的使用降低了生产成本，提高了经济效益。因而特大型和大型露天矿宜选择大型采运设备。

露天采矿是一项比较复杂的系统工程，为了选择经济合理的铲运设备，对开采工艺和铲运设备进行技术经济比较，在选择经济指标比较优越的开采工艺的基础上，再进行铲运设备的组合优化，从而使铲运设备投资和运营成本最小化。

目前我国采运设备制造业得到长足发展，一些大型采运设备已达到国际先进水平。同类采运设备国内外价格相比，一般相差20%～30%，有的甚至高达50%，因此在设备选型时应优先选择价格较低的国产设备。

3结束语

露天矿铲装运输设备合理选型，可以充分发挥设备的生产效率，降低投资和成本，提高露天矿的经济效益。设备选型时，应认真分析露天矿的气候和地质等自然条件，紧密结合露天矿规模、开采工艺，充分考虑设备之间匹配的合理性、适应性和设备质量性能可靠成熟程度，进行必要的技术经济比较，使所选设备经济合理。

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