探究提高采场铲装、运输效率的途径

探究提高采场铲装、运输效率的途径

黄志兵

云南华联锌铟股份有限公司 云南省文山州 663700

摘要：在矿产行业快速发展的过程中，矿产企业的产能不断提高，若不改变工艺则需通过提高采场铲装与运输效率这一方式降低成本。工作面参数、爆破质量等因素都会影响到采场铲装的效率，需要优化开拓设计、选择合适的爆破方法、优化车铲比，而运输距离、配车方式会影响运输效率，需优化采掘顺序、合理配车并提高行车速度，从而提高采场铲桩与运输的效率，增加企业的经济效益。
关键词：采场；铲装；运输
前言：

社会经济发展对各种能源都有较大的需求，提高产能后会加大成本，降低矿产企业的经济效益。矿产企业需在不改变工艺的情况下寻求新的降低成本的方式，而提高采场铲装与运输效率便可以降低成本，因此应该加大对提高采场铲装与运输效率途径的研究力度。

1.影响采场铲装、运输效率的因素

1.1影响采场铲装效率的因素

采场铲装效率会受到多种因素的影响，例如工作面参数等。首先，工作面参数会影响采场铲装效率。若台阶高度不合理，无论是过高还是过低都会对铲装效率造成直接影响，可能会导致铲装效率下降15%-30%。其中台阶高度过低会严重降低铲装效率(如表1所示）^【1】。其次，爆破质量会影响采场铲装效率。若没有做好爆破工作就会导致根底、块度不够均匀，会增加铲装时间，爆堆宽度不合适也会增加铲装时间。此外，设备质量、司机操作能力以及车铲比例等因素都会影响铲装效率。

表1：不同台阶高度下电铲作业的效率

1.2影响运输效率的因素

影响汽车运输效率的因素也有很多，例如配车方式、运输距离、车辆调度、采掘顺序、道路条件、司机水平以及车况等因素都会影响运输效率。

2.提高采场铲装、运输效率的策略

2.1提高采场铲装效率的策略

第一，优化开拓设计。在铲装过程中，台阶高度会直接影响到电铲效率，且无论台阶高度过高还是过低都会降低电铲效率，尤其是台阶高度过高会直接导致电铲效率下降15%-30%（如表1所示）。应综合分析电铲的最大挖掘高度，优化台阶高度的设计，从而提高电铲的铲装效率。同时，为了有效控制台阶高度，设计人员在进行开拓延伸设计过程中应有效控制底板的标高。进行爆破设计时，应尽量减少工作帮台阶中三角工作面的数量，否则将会降低铲装效率。

第二，科学选择爆破方法。不同爆破区域的矿岩性质不同，同一爆破区域的不同位置也会出现矿岩性质不同的情况，不同的爆破效果对铲装的效率有不同的影响（如表2所示），需要根据实际情况合理选择爆破方法，从而提高铲装与运输效率的10%甚至15%。之前，矿产企业在进行爆破时不会改变常规爆破的爆破参数，直接利用孔内连续装药的方式进行爆破。而爆破区域可能会出现裂隙较大或岩体结构变化大等情况，在完成爆破之后便会出现根底、块度不均匀的问题，降低铲装效率。针对这一问题，矿产企业应综合分析各个爆破区域的矿岩性质，根据矿岩性质设置爆破参数，明确爆破方式与装药结构。例如，部分区域的爆破难度较小，可以利用逐孔爆破的方式进行爆破，但需要适当加大孔网的参数，并利用孔底空气间隔装药技术优化爆破效果，减少对炸药的消耗。部分区域的爆破难度较大，需采用混合装药的结构，在结构上方应用密度小的膨化炸药，在下方应用密度大的乳化炸药，避免出现根底与大块，增强爆堆块度的均匀性，提高爆破质量^【2】。

表2：不同爆破效果下的铲装效率

第三，优化车铲比。在露天矿当中，技术人员应根据以铲为中心，以发挥电铲最大能力为基础的原则优化车铲比，确保每一台电铲都有配合的车辆。技术人员可以根据Y=Nc/Nz这一公式计算车铲比（其中Y代表车铲比，Nc指的是露天矿生产过程中同时使用汽车的数量，Nz指的是露天矿生产过程中同时使用电铲的数量）。技术人员可以利用生产调度系统跟踪车辆与电铲的运行情况，及时发现其故障，避免出现等车现象，提高铲装效率。其次，电铲作业的关键环节是倒堆作业，需在车辆运送矿岩时进行爆堆的倒堆，提高铲装效率。

第四，科学选择铲装方法。爆堆情况不同，对铲装的要求不同，需根据爆堆情况选择铲装方法，避免电铲出现远距离移动的情况。例如，当爆破电铲在运行时，应当从爆堆的一端转移到另一端进行铲装，在中间位置不要进行作业^【3】。在进行掘沟爆破时，应从中间偏向两边的位置开始进行作业，从而提高效率。其次，可以采用不同的铲装方式，例如单车装车、双车位装车、双防装车法等。单车装车法指的是由于采场装载地点受到限制，只能将一辆车装满且驶出去之后才能将另一辆车开进装车点。双车位装车法指的是同时进行两辆车的装车工作，可以提高铲装效率（如图一所示）。而双放装车法指的是将两辆车都停在电铲铲斗卸土的圆弧线上，先将一辆车装满，再装下一辆车。（铲装方式可考虑双车位装车、车辆入换方式及对比分析、并加以图示）。

图一：双车位装车

第五，优化设备维养。在作业过程中，若设备出现故障将会严重降低铲装效率，因此在日常管理工作中应做好设备的养护与维修工作，及时解决设备故障与安全隐患，定期对设备进行优化升级。

第六，加强员工培训。装车效率的提升有助于铲装效率的提升。循环时间指的是从挖掘、转运到最后卸载等各个流程所使用的时间。装车循环时间包括挖掘时间、转运时间以及卸载时间，会受到电铲性能、爆破效果、电铲司机操作水平、土壤性质、矿岩性质、电铲装车方式以及车铲匹配等诸多因素的影响。其中，电铲司机操作水平对循环时间有较大影响，若想缩短每一环节的时间就需要提高电铲司机的操作水平。因此，矿产企业应加大对员工的培训力度，并定期对员工进行考核

第七，实现工种的密切配合。采场铲装并不是独立的工种，只有加强其与其他工种的配合才能够创设良好的铲装环境。例如，应根据实际情况利用推土机进行作业场地的平整处理，利用碎石机对大块进行处理。尽量在检修时段进行二次爆破处理，且架设高压线时不要重复进行架设，增强电缆长度的合理性。

2.2提高运输效率的策略

第一，优化排土场安排。运输距离对运输效率有直接影响，矿产企业应通过优化排土场安排缩短运输距离，提高运输效率。矿产企业需做好岩石剥离的同水平内排，而进行其他部位剥离物的运输时需坚持距离最短的原则，将剥离物运输至最近的排弃场。

第二，优化采掘顺序。矿岩分布会存在明显分界的情况，在开展出入沟掘进工作时，需要在溜井附近设置出入沟，并降低溜井半壁，实现同水平运输。其次，应紧靠矿岩分界处进行双壁沟的掘进，降低同时出现大量岩石的几率，并确保形成双壁沟之后也能够正常进行岩石的剥离。同时，在进行双壁沟掘进时应优化行车路线，避免出现上下坡等情况，提高运输效率。在铲装过程中，台阶高度会直接影响到电铲效率，且无论台阶高度过高还是过低都会降低电铲效率，尤其是台阶高度过高会直接导致电铲效率下降15%-30%。例如，当台阶高度为6m时，电铲作业效率是184.21t/h；当台阶高度为11m时，电铲作业效率是236.15t/h；当台阶高度为12m时，电铲作业效率是264.47t/h。但是，也不能使台阶高度过高，否则也会降低电铲的作业效率。其次，采掘带宽度也会影响到作业效率。若采掘带过宽，在铲装采掘带边缘时，部分岩土便无法进入到铲斗当中，会降低电铲的满斗系数，也会加大清理工作量，但若采掘带过窄，将会导致电铲频繁移动，也会降低电铲的生产能力。因此，需要将采掘带的宽度控制在站立水平最大电铲半径的1.5倍以内，提高电铲作业效率。

第三，优化车辆调度。若想充分发挥电铲与运输车辆的作用，提高采场铲装、运输效率就需要优化车辆调度。首先，车辆调度人员应坚持不让电铲长时间进行压车作业的原则。其次，车辆调度人员应坚持欠车原则，即让实际的车铲比例小于理论的车铲比例。在采场铲装过程中优化车辆调度坚持欠车原则的主要目的是提高车辆的生产能力，为电铲进行倒堆作业与工作面清理作业提供充足的时间，这具有重要意义，可以实现车辆生产能力的最大化，提高车辆调度效率并提高采场铲装效率^【4】。此外，车辆调度人员应根据车型、电铲类型、车况、行车路线等因素优化车辆安排，缩短车辆运输距离。若车辆不足，就可以通过大循环的方式优化车辆调度。

第四，做好道路维护工作。路况也会对汽车的运行速度与效率产生直接影响，尤其是采场工作面线路与半固定移动线路在一定程度上决定着行车速度。因此，矿产企业需做好道路的维护工作。若道路上存在障碍物需利用平路机或推土机进行处理，增强道路的平整度。在夏季时，需要做好道路洒水工作，清除道路上的尘土，提升道路的能见度。在冬季下雪后，矿产企业应通过工程车开展除雪工作，降低路面结冰的几率，提高行车速度，增强行车安全性。此外，需严格设计露天矿的道路坡度，将坡度控制在12%以内，若有超过200m的连续爬坡道路需要设置缓冲平台。

第五，做好汽车养护与维修工作。减少汽车故障，保障汽车的正常运行可以提高汽车的运输效率，因此需要做好汽车的养护与维修工作。矿产企业应制定完善的汽车养护与维修制度、方案与计划，定期安排专业人员对汽车进行检修与维护。若汽车在运输过程中出现故障，司机需及时联系车辆调度人员安排维修工作，避免故障对车辆造成严重影响。

第六，加强组织管理。需要做好组织管理工作，科学选择装车方法。常用的装车方法有单车装车法、双车装车法以及双放装车法。首先，若采场装载地存在较大的限制，便需要采用单车装车法，即一辆车装满驶出之后再让另外一辆车开进来进行装车。其次，若场地装载地较为宽阔便可以在装一辆车的同时让另外一辆车开进来装车。此外，可以将两辆自卸车停放在铲斗卸物料的圆弧线上，先装满一辆再装下一辆。
结语：

采场铲装与运输效率会受到多种因素的影响，例如工作面参数、爆破质量、运输距离、配车方式等，需针对各项影响因素采取合适的措施提高采场铲装与运输的效率，促进矿产企业的长远发展。

参考文献：

[1]吕俊沛. 提高矿山测量工作效率的有效途径研究[J]. 当代化工研究, 2021(3):2.

[2]段大伟. 从节能设计管理入手探究提升采油效率的有效途径[J]. 化学工程与装备, 2019, 266(03):193-194.

[3]田宝春. 提升铁路运输组织效率与安全的路径和策略研究[J]. 科技资讯, 2020, 18(2):2.

[4]栗强. 提升铁路运输组织效率与安全的路径和策略探讨[J]. 企业改革与管理, 2019(12):22-23.