铁矿山生产过程的时间管理模式

徐晓东 付明宇 赵 剑 贾永强3

（1.内蒙古包钢钢联股份有限公司；2.内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司）

大型铁矿山生产过程中纯作业时间占比及系统效率对矿山生产能力有着较大的影响，采矿系统穿孔、爆破、采掘、运输、排岩各系统如何有效衔接、稳定运行，是对生产组织的巨大考验。巴润矿自2020年开始实施时间管理，不断减少“非作业时间”占比，增加“纯作业时间”，同时提高各工序间的有效衔接，避免无效作业时间占比过高，从而导致整体系统效率及生产能力降低。通过数据分析开展时间管理，减少故障时间、停电时间、待命时间等非作业时间，不断提升生产组织管理水平，统筹推进安全管理、设备管理及检修质量，多措并举减少被动停机时间，探索实现设备“智能化”“自动化”的新方法，确保生产稳定顺畅。本研究对巴润矿生产过程的时间管理模式进行总结分析，供相关研究参考。

1 生产过程时间管控模式构建

1.1 增加纯作业时间管理，系统提升效率

构建生产过程的数据分析和时间管控模式，提升系统效率，对企业高质量发展有非常重要的作用。任何一个制造企业生产过程的时间构成均分为作业时间和非作业时间，通过增加作业时间，压缩并合理利用非作业时间，使生产系统的效率发挥到极致，实现利润的最大化［1-3］。本研究“构建生产过程的数据分析和时间管控模式，提升系统效率”是指制定生产过程中各项工作时间的消耗定额，努力减少不创造价值的时间，高效率、高质量完成既定的生产任务。

1.2 矿山实现高质量发展的必然选择

在国际铁矿石价格持续高涨的大背景下，全面提升产能，有助缓解矿山成本压力，给矿山发展带来重大机遇。2020 年包钢巴润矿生产经营任务艰巨而繁重，面临诸多困难和挑战：①采矿系统受靠界进度滞后、边坡稳定性差、爆破质量不稳定、重点建设工程与正常生产交叉作业、主体设备超期服役、爆破施工人员短缺等影响，采场矿石生产能力已达上限［4-6］；②选矿系统受难选矿石占比升高、品位低、各系统处理量远超设计指标、故障率逐年增加等影响，生产极不稳定；③矿浆系统来矿量不稳定、选矿生产量超过矿浆输送量、输入量与输出量波动大，影响各选厂稳定生产运行，增加运输成本、水耗，缩短了管道使用寿命。

以上诸多因素，造成2020 年巴润矿的生产组织面临很大的困难。因此，有必要详细分析制约系统生产的瓶颈因素，利用精益管理的思想，精细化组织生产，消除过程中的各种浪费、提升工作效率，才能完成既定的全年生产任务，实现企业高质量发展。

1.3 实施时间管理的目标和方案

围绕“穿孔、爆破、采装、运输、破碎、磨选、精矿输送、尾矿排放”主流程，运用多种创新方法、工具开展精益生产管理，消除生产过程中存在的设备故障多、停滞、换型、信息不畅通等问题，制定详细工作目标：①精益生产组织，以电铲、大型运矿车、破碎机、球磨机、精矿浓缩、尾矿浓缩等主体设备为中心，以大数据分析为基础，运用精益思维，缩短非作业时间、提升效率；②开展精准爆破、精细化配矿、采选输各系统实现准时化拉动，生产、检修实现系统联动［7］；③设备系统合理安排检修时间、提升检修效率与质量，努力提升设备运行保障能力；④明确各部门的职责，实现数据实时共享，加强各部门间的协调配合，服务生产。

2 具体成效

2.1 以探采对比为依据，提高基础资料准确性

地质资料是制定采矿生产组织计划的依据，其可靠程度直接影响采矿生产大局。为了绘制指导性更强、准确性更高的地质图，收集了巴润分公司采场2010年至今所有爆区的质量图，将每一个段高的质量图绘制在对应的水平标高上，并在矿石区标明该爆区的矿石的原矿品位、原矿S 含量、精矿S 含量、磨矿粒度及精矿品位。在制定生产计划时，将分层平面图与上一台阶的探采对比图做对比，保证当月计划爆破的矿岩区质量合格，为配矿工作打好基础［8-10］。

2.2 “以爆代破”技术、“高效分离爆破”技术的集成应用

开展以改善矿石区爆破质量、降低矿石损失贫化的爆破技术攻关。通过优化爆破技术参数、利用数码电子雷管合理设置起爆网络延期时间以及炮孔极限装药量、精细化组织爆区施工等措施，宏观上降低矿石块度，微观上增加矿石内部“受伤害”程度，为提升采装、破碎工序的工作效率创造条件。利用数码电子雷管延期精准、延期时间可根据需求任意设置的优势，并结合地质资料精准界定矿岩交界部位，实现了矿岩混合爆区的一次爆破矿岩高效分离爆破技术，对于提高矿石回收率，降低矿石贫化率，减少选厂入选废石混入率，对于巴润分公司实现战略资源精细化开采，提高开采经济效益具有重要意义［10-12］。

以上措施为实行精准配矿工作奠定了基础，每班按照当班选厂生产需求进行配矿组织，将多个出矿点按照一定比例配合入破，将高低品位、不同性质的矿石进行综合配比，满足了选矿系统生产、质量要求，同时实现了资源的最大化利用。

2.3 “向时间要效率、向效率要质量”的高效剥岩生产组织模式

巴润矿生产剥采比为9.5 t/t，是行业平均水平的3～5 倍，面对高剥采比带来的繁重的剥岩任务，生产组织过程中根据设备性能合理匹配作业位置、爆区规模、作业空间等条件，充分发挥大型设备高效剥岩的优势。近年来由于生产组织不力、设备状态劣化、人员操作技术水平下滑等因素，作业时间占比降低，如图1所示。

通过综合运用精益思维和大数据分析方法，梳理分析全年电铲各项时间占比，分析制约设备作业时间的瓶颈因素，围绕全面增加设备纯作业时间，减少故障时间、停电时间、待命时间等非作业时间的目标，来提升系统效率。

2.4 “经济运行、系统提升”的精益选矿生产组织

选矿系统采取“分时入破、分仓储存、分系列选别”的组织原则：破碎区混矿堆和磨矿仓至少预留5个位置连续的空仓，专门用来储备含铁岩石；含铁岩石与矿石分时段分系列进行处理。同时，制定了《优化中细碎系统生产方式，实现含铁岩和混合矿快速切模》操作标准，实现持续加工，消除等待时间浪费。

以提高设备效率为目标，在确保稳定运行的前提下，优化各工序运行参数，适当增加磨选小时处理量，矿石处理系列小时处理量提升5 t/h，含铁岩石处理系列小时处理量至少提升15 t/h。通过压缩检修时间，强化检修质量，实现磨选作业率提升2% 以上［13］，结合设备台效的提升进一步实现铁精矿增产。梳理各系统存在的问题，特别是“咽喉”部位设备运行情况，制定设备、流程优化改造方案，并逐步组织实施，不断提高磨矿效率。

根据现阶段设备运行情况，统筹安排设备大中修工作，如球磨机衬板更换、设备改造等。以提高磨选系统作业率为目标，在确保检修质量的前提下，稳步调整、压缩计划检修时间，各系列月计划检修时间根据实际设备运行情况及时调整优化。

针对破碎区域部分设备故障频繁，影响破碎效率的问题，做实、做细各级设备管理工作，发挥设备管理体系各人员效能。针对故障频繁部位、设备设施逐个制定改进措施，降低故障发生频次。同时，全面实施设备管理网格化，建立操作岗位、班组长（专职点检员）、技术人员和部门领导4 个层级的全员设备管理网格模式，进一步细分设备管理职责，夯实设备基础管理，责任到人［14］。

2.5 “满载顺畅、低耗高效”的准时化拉动生产运营模式

通过分析制约管道系统输送稳定率低的主要影响因素，以提高管道系统整体输送能力为出发点，结合准时化生产JIT 基本思路，建立以搅拌罐为缓冲库存的准时化生产模式，联动宝山矿业、民营选厂跨厂际成立了矿浆管道准时化拉动项目组织，对“准时化拉动生产”项目开展调研，统计分析各作业环节时间、产量、质量，分析各选厂的生产能力，明确在什么时间输送多少铁精矿，以及运行过程中的生产切换方式，形成矿浆管道准时化拉动期量标准运行图，根据管道输送能力排定各选厂输矿计划，统筹安排检修工作。同时，以管道输送能力770 t/h 为末端拉动点，以搅拌槽为缓冲库存，设立“红黄绿区”触发机制，各选厂按照期量标准，有效调控、确保矿浆输入输出量均衡［15］。

电子看板可实现厂与厂、工序与工序之间的信息传递，是促进准时化生产的重要工具。为充分发挥目视管理作用，通过筹建电子看板——矿浆管道准时化拉动信息管理共享群，共享内容包括缓冲库存信息、各选厂产量、设备运转等内容，实现生产工序实时监控和临界预警功能，成员涵盖各选厂领导、相关生产管理人员共77 人，由生产技术部统一协调指挥，实现了矿浆管道准时化拉动生产。

3 结 论

（1）通过综合采取管理创新举措，生产组织逐渐朝精细化方向迈进，生产节奏更加紧凑，稳步按计划完成各项生产经营任务，采矿系统全年完成采剥总量11 676 万t，超计划1 276 万t，铁矿石超产118.25 万t，含铁岩石超产196.33 万t；选矿系统生产铁精矿329.84 万t，超计划19.84 万t，创历史最好水平；矿浆系统建成以来首次突破600 万t 大关，全年共输出铁精矿621.88 万t，较550 万t 设计能力提升71.88 万t，实现了采、选的安全、环保、高效生产。

（2）通过坚定不移推进“时间管理”模式，充分运用精益思想，进行大数据分析，采、选、输各生产工序效率提升明显。2021 年采矿系统作业时间占比达66.04%，较上一年提升了8.04%，其他非作业时间同步减少；磨选系统作业时间占比为90.86%，较上一年提升了0.69%；管道系统作业时间占比为97.2%，较上一年提升了0.4%。全面实施“以爆代破”工程，采矿设备效率、破碎区域台效提升明显，粗破碎的台时效率为2 485 t/h，较去年提升了6.1%；碎石机油耗明显降低，较上年节约了13.1%。