硬岩露天矿山开采设备的选型

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摘要：结合我公司在刚果金承接的露天铜钴矿矿山开采工程特点，论述硬岩露天矿山开采中开采设备的选型重要性，正确的选型可以降低采矿所需的成本、提高采矿的经济效益、提高矿物质的利用率，需要对其进行研究。

关键词：硬岩露天矿山开采；开采设备造型；特点

中图分类号： TD804 文献标识码： A

前言

由于矿物质一直以来就是工业发展中必不可少的，一个工业要想在这个社会上发展，必然是离不开矿物质，因此，对于现代工业部门来说，矿物质是工业生产的基础物质。随着全球经济的不断发展和进步推动了露天采矿业迅速崛起和快速发展，露天开采技术的发展更多地依赖于露天开采设备的发展。硬岩露天矿山开采工程中设备的选择成为提高开采效率的关键。

一、露天矿山开采工程特点

露天开采工程是借助于采矿、掘进和运输设备，从地表向下始终在敞开的环境中采取地壳中有用矿物的一项工程，露天开采工程的目的是以尽可能低廉的作业成本进行作业并获取最大效益。露天开采工程主要由穿孔、爆破、采装、运输组成，这四项工作与露天开采设备密不可分，是露天开采工程的关键。同时，露天开采的成本主要由开采设备的损耗及油耗组成，因此露天开采设备的选择将对露天开采工程的工艺过程、开采成本起着支配性作用。

二、设备选型的意义

露天开采设备的选择与采矿工程施工组织设计息息相关，开采工艺决定开采设备，开采设备又反过来影响开采工艺的开采成本、技术参数等，因此开采设备的选择与开采工程工艺相辅相成，缺一不可。大型露天采矿设备的使用，不仅可以简化采矿工程、降低采矿的时间、节省人力物力。还可以降低采矿所需的成本、提高采矿的经济效益、提高矿物质的利用率。经过实践可知，大型露天采矿设备的使用，确实可以有效的提高矿山的生产量及矿物质的经济效益。在采矿的过程中，要想提高采矿的效率，必然要提高运矿的速率。现如今运输设备的连续化是提高运输效率的有效手段。使用大型的运输设备，可以有效的提高矿物质的运输效率。合理的设备选型和匹配不但能让采矿工程合理顺畅，而且能有效降低开采成本。露天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，然后选择穿孔设备，主体设备合理配套之后，再选择确定辅助设备。

三、设备选型

1、运输设备的选择

运 输 占 据 露 天 开 采 总 成 本 的40％～60％，因此运输设备的选择最为重要。露天矿采场运输设备的选择主要取决于开拓运输方式。矿岩运输距离较短时，首先考虑采用单一汽车运输方案；矿岩运输距离较长，是采用单一汽车运输还是联合开拓运输，必须通过技术经济比较综合确定。影响开拓运输方式选择的主要因素是矿山自然地质条件、开采技术条件、经济因素等。铁路开拓运输由于其局限性，在新建矿山中应用已经越来越少，本文不作阐述。

当采用汽车运输时，需要考虑其与挖掘机的匹配问题，一般我们认为运距为1km 时以2斗～4斗，运距为2km 时候以3斗～5斗，运距为3km ～5km 时以4斗～6斗装满卡车的配合方案比较合适。下面以作者工作中完成的项目对运输设备的选择进行简述。 

2、钻机的选择

钻机是最容易被忽视的一种设备，因为穿孔费用在生产成本里占有比例小，但是钻机也是最容易实现自动化的露天开采设备。

牙轮钻机适用于各种硬度矿岩的钻孔作业，设计大中型矿山钻孔设备，首先要考虑选用牙轮钻机，大中型矿山一般选用电力驱动型。露天设备的选择以矿山规模为基础，矿山生产能力的大小决定设备大小。

对于矿岩中硬的中小型矿山以及有特殊要求的，如打边坡预裂孔、锚索孔，放水孔等选用潜孔钻机更为合适。国外几家优秀牙轮钻机生产商生产的牙轮钻机工作可靠，寿命长，但价格昂贵，零部件供货周期长，是否选用应进行综合分析后确定。

国产牙轮钻 Y Z-35，孔径 250m m ，设备可靠，价格实惠，在国内矿山使用成功，因此国内大型矿山设计选用牙轮钻时，可优先选择该型号设备，国内大型矿山的边坡钻一般选用国产165m m 孔径潜孔钻机。

3、挖掘机的选择

选择合理的挖掘机是一个较为复杂的过程，在此过程中，矿岩物理机械性质、矿山采剥总量、开采工艺和设备性能是确定挖掘机的选型的主要条件。合理型号的挖掘机保证每个工艺环节的生产设备间配套，保证生产设备的工作效率。可供选择的挖掘机有电铲挖掘机和液压挖掘机。这两种挖掘机的选型都要根据相应的环境来确定。从挖掘机斗容来看，需要斗容大于10m3时适合选择电铲；需要斗容小于10 m3时适合选择液压铲。从电力条件、矿石种类来看，电力条件好，矿石种类少时选择电铲挖掘机。在其他情况下，若设备价格与生产效率产生冲突时，我们应当综合考虑，从整体衡量选择牺牲一定生产效率的低价位的生产设备，这种情况一般出现在进口设备与本土设备选择之间。但是，当我们设计的大型矿山在选择使用液压铲的情况下，就不会面临这样的问题，因为国内大于等于10 m3 大斗容的液压铲技术可靠性有待进一步的验证，其技术可靠性需要加强。

除了当地的电力条件好坏之外，选矿对硅酸盐含量也是有严格要求的，因此矿石开采过程有严格的配矿要求，采矿设备要有很好的选别开采能力，所以这时就要选用液压铲，因为液压反铲比正铲有更好的选采性能、更强的挖掘力、能更好的形成不同角度边坡。

4、前装机的选择

前装机作为露天矿辅助设备时，不但要考虑额定载重量和牵引力等主要技术性能是否适应矿山生产复杂性的要求，在选择前装机时，首先要考虑的主要技术性能包括额定载重及牵引力，并认真检测其对开采环境的适应性，其次要考虑作业项目的零散性对装载机效率的影响。当我们有配矿要求的时候，装载机要完成将配好的矿石运送至破碎站的运输，此时前装机的型号由运输距离和配矿量的数量决定。当有配矿要求的时候，在破碎站附近设立堆场，配好的矿石从堆场至破碎站这段距离的运输一般由前装机完成，前装机大小的选择根据配矿量及运输距离来选择。 

5、辅助设备的选择

辅助设备的选择根据主要生产设备而定，当主要设备大型化时，辅助设备也应相应提高规格。履带推土机通过平整爆堆、清理表土层，道路建设等以支持铲装、运设备，偶尔也进行边坡修整。对于硬岩矿山，要求推土机的使用时间是挖掘机使用时间的20％～ 30％，设计过程中可以通过此原则，根据所选用的挖掘机和自卸汽车载重量大小进行选择。通常习惯于 ：自卸汽车载重量100t以上时，选择功率大于380kW 的履带式推土机。平地机的选择依据运输道路的长短以及行车密度来选取，运输道路长，行车密度大的矿山，应考虑选择更大功率的平地机，一般大型矿山应考虑功率大于198kW 以上的平地机。轮式推土机作为辅助设备的主要原因是其高机动性能以及有能力补充履带推土机和平地机的作用，根据已选择的履带式土机和平地机功率大小来选取，选择的轮式推土机功率，通常考虑大于已选择的平地机功率，但小于已选择履带式推土机功率。

结束语

由于上个世纪对新能源的开发和利用推动了世界各国对地质矿物能源的开采和挖掘，无形中提高对露天采矿效果的要求，需要做好硬岩露天矿山开采设备的选型 降低采矿的时间、节省人力物力。

参考文献

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