单斗挖掘机生产效率的研究.pdf

J * J L * * “斗 ； 矿山设备 ； * r， * 霄， 。 ， r 竹 一 牛 ／ 单斗挖掘机生产效率的 研究 南 京 东 南 大 学 ／7 ’ ． 帽州 畎 学 新 镪 关祷词 墨 皇 效率 采掘带宽度 了 彩 单斗挖掘胜 产能力是露天矿腿 要 缮 量 电 雠 离 术缵济指标，是确定采掘设备瓤运输设备以 及 它主要设备数量的基础，在很大程度上 影响矿山生产能力，工人劳动生产率和矿山 生产的经济效益等，同时也是分析 露天矿生 产和组织管理状况的主要目索 ⋯ 挖掘机年生产力的确定一般从小时理论 生产能力、到小时妓术生产能力，再到台班 实际生产能力和年生产能力这样一个过程 显然，在逸一过程中没有很好地考虑工作面 规格和电铲作业的经济效益，因而难以充分 发挥挖掘机的作业效率。 本文从优化工作面规格入手，以最佳经 济教益为准则，推出露天矿合理 的 采 掘 宽 度，并分析栗宽与挖掘机效率的关系，进而 推出控掘机合理酌 产穗力，为选捧合适的 挖掘机型号，充分发挥箕作业效率挺供了聿 } 学的依据和理论基础。 。 离越长、电铲的有效时间利用率就越低，而 爆堆宽度越太，爆堆中的三角量所 占比例就 越大，电铲平均满斗率就越低。 国外实际经验表明，电铲的最佳挖掘高 度为其摇压釉的高 度，当挖搞的锈辑高度小 手此高度时， 。 电铲效率下降 现以单斗卡车 工艺为基础来研究合理 采 宽 值，如 图 1 所 示。每两个或两个以上台阶为一组，每组中 各台骱只有部分为工作串台，其余身运输半 台 。 图l 电铲布置方式示意图 电 铲 效 率 采 掘 书 宽 度 的 关 系 、 嚣 纛 电铲实际生产效率受其本身技术条件、 矿岩性质、工作面规格，装卸条件、技术水 平，爆破质量，运输设备等诸因素的影响， 在众多因素中，与采掘带宽度有关的是工作 面规格和装卸条件，二者的具体体现就是 爆 图2 爆堆 结构示意图 一 事 { 一 青 矿山一 l g 9 7 1 】 维普资讯 三角量剖面上的实方面积s 为 s t t { o C t g c ／ k 1 式中t t r - 一 推压轴高度， j q 爆堆坡角， 。 ； k 松散系数。 则 电铲加权平均满斗系数a 为 ， 2 式中 B r一 三角量满斗 系数} a 其它部分的满斗系数I A采宽， ’ h 台阶高度，m。 取4 l O 7 a 2 并整理 2 得 a 1 一O ． 3 s a √A h 3 1 ． 2 电铲行走距离与采宽的关系 电铲行走方式有几种，但与采宽A的关 系是相同的。下面以图 3 所示的电铲行走方 式来研究其行走距离及电铲有效 时 间 利 用 率。 ． ． 圈3 电铲行走 方式 示意图 单台电铲年采掘条带数为 n ． ， 式申 h r _ 一 龟铲年采掘条秸数} ． Q 电铲年采掘能力，m ／ “ j h 台阶高度， } A 采掘宽度 ， ， L _平均工作线长发，m。 t 电铲在工作线上的采幅数为n z 2I ．／ AB I 1 、 式中△ lB 电铲一次采幅宽度，m 。 电铲每年推进方向总行走距离s 为 ’ Sl l X l 一 1 Y 5 式中x ，了 如图 3 所示。 电铲每年在i作线方向总行走距离S z 为I ‘ S 2L n l 6 式 中的符号 同前。 则电铲年总行走距离为S s Sl 7 电铲年行走时间为T T s ／ v 式中、 乙电铲行 走速度，m／ h 。 则电铲实 际时问利用率w为t q一 T， 8 式中 q 电铲年有效对间利甩摩I T， 电铲年可利用时间，h 。 则得电铲效率Q 计算公式为 Qn E N T a w／ k l m ／ f 台 a 9 式中n 每卡车装载实际斗数’ E 一 电铲铲斗容积，m。 ’ N 小时装载事数l k 物料松散系数I． 其它符号同前． ． ． 从 9 式中可看出，a 、W与粟宽lA 最 有关系，因为w与T 有关，1 j盱 s 有关，s 与采宽A有关。 1 ． 3 电铲效率与采掘带宽度的关系 将 以上 3 式及 8 式代入 9 式，并整理，可得屯铲效率与采掘带宽度的 关系； ． 一 ． 单斗挖掘机生产嫂率的研究杨树才 邮编2 2 1 0 0 8 一 4 5 维普资讯 Q 式中符号同前。 n 』 ． ． ， ． T P - A h o ． 3 - a 2 T T -百 ■一 2 挖掘机生产效率的确定 众所周知，随着采掘带宽度的增大，工 作帮坡角变缓，导致基建工程量增加，基建 投资增加，丽采掘 j 宽度增加，导致电铲效率 增加，剥离成本降低，剥离总费用降低，随 着采掘宽度A的增加，工作面运输 道 路、 变 短，通路维护费用降低。周此，存在一最佳 采宽值，使得矿山经济效益蛙优。 先计算采掘宽度A增加而增加的基建工 程费用，如 图 4所示。 C E D ． 8 8 4 增加基建工程量计算示蠹凰 增加的基建芏程费F 为 F l c t g 一 c 培 d L h } c 元 1 1 式中 n 如图4 所示宴际工作帮坡角， 。 ， ．。 n ⋯ 一 最大工作面帮坡帑， 。 h 一煤廛赋存深度 m ； c 基建剥离单研， 元／ m 。 。 再计算因采宽增加而节约的电铲直接运 营费鬻 | F ． 每年节约费用A F 为； A F 3 f ⋯一f Q】 1 1 ． 式中 f 一 睬宽最小时电铲最大直接运 营费用，元／ m ． f 一电铲实际运营费用，元／ m 。 I Q 露天矿生产能力，t ／ a , 一 4 6 一 1 0 n ． 生产剥采比，m ／ t 。 露天矿电铲节约总费用F 为； A F t ． 等 1 2 式中r 贴现率， 露天矿按n ． 剥采比生产时间， a} 贴现年限，a 。 再计算园采宽增加而节约的道路维护费 AF3 j AF 。 S ⋯一s k 元 式中S ⋯ 采宽最小时最大的 道 路 长 度，k in； s 实际道路长度，k in； k 每公里道l路维护费用，元／ k in 。 ． △ F | 著 元 1 _3 l 式 中 将节约费用都贴现到基建 年 的 贴现年数。 其它符号同前。 露天矿综合经济效益F 为； FF2 Fl F J 1 4 上式中，F 。 及 F 与采 宽A最 有 关，将 I i 1 2 ’ { 3 式代入 1 4 式， 可得到采宽A与露天矿费用的关系，从而得 出最佳采宽值。 懈 k 旺 豁 围5 采掘带宽度与总费 关系曲线 有色矿 l 8 0 7 ． ‘ 一 蛳 l量栅 瑚 。 瑚 枷 删 维普资讯 k * 蓑 嫱 - 2 0 3 o 4 o 5 0 6 0 7 0鲫 呻 采掘带宽度。 田6 采掘带宽度与电铲效率关系曲线 囟此，可以从采掘宽度与矿山经济费用 关系曲线中得到最佳呆掘带竟废值，进而从 挖掘机效率和采宽关系曲 线中得到挖掘机合 理的生产能力。 3 实例与分析 以某矿为例，按上述推出的公式分别作 出采掘带宽度与露天矿费用曲线和采掘带宽 度与电铲效率龃钱，如图5、图所示。 由图5、图 9 可知，该矿的最佳采掘带 宽度为3 5 m，而挖掘机的台理生 产 能 力 为 9 8 m 。 ／ 台 a 。 一 以上分析与计算町得出如下结论 1 采掘带宽度增加时，电铲效率亦 会增加， 2通过经济分析可以得出露天矿采 掘宽度的最佳值， 并可推出挖掘机的合理生 产能力。 ，． 3 ，以工作面规格来确定挖掘机的生 产能力，充分发挥挖掘机的作业效率，切实 可行。 r 中国 镍钴矿山 瑰代化开采技术 出 版发行 金川有色金属公 司1 9 9 4 年 2月 组 织 了 3 O 位工程技术人员，编写 中国镍钻矿山现 代化开采技术 一书，于1 9 9 5 年 6月完成 了 编写任务。全书7 0 多万字，由冶金工业出版 社出版发行，该书首次发行l S 9 O -。 该书系统地阐述了以生 【 J 铜镍矿为代表 的中国镍钴矿山的历史，现状和现代化开采 技术。全书共分十二章，六十四节。着重论 述了中国镍钻矿山的矿床地质特征，岩石力 学在矿山中的应用 ，无轨采矿 ，凿岩爆破新 方法、遥控通风、新式井下矿用火箭，胶结 充填新技术，计算机在矿山管理及充填提升 中的应用以及镍钻金属在国内外的产量、供 需关系等方面的先进生产技术和管理经验， 同时还附有镍钻矿山的各种矿物性质，镍、 钻、铜及铂族元素产品的标准和开采品级要 求等资料。该书是科研院所、太专院校、矿 管部门和工程援_术人员不可多得 的参 考 文 献，是了解中国镍钻矿山现状的权威性工县 书之一 。 王永才包四根 单斗把掘机生产效率柏研究扬树才 邮编2 2 1 o o 8 一 4 7 维普资讯