王百合 黃晨

摘 要：賀斯格烏拉露天煤礦自礦建以來，一直采取外委施工的經(jīng)營模式，外委施工隊伍設(shè)備型號小，技術(shù)能力小。針對小設(shè)備小能力的生產(chǎn)現(xiàn)狀，通過技術(shù)措施、工程管理方法和控制手段的改善和創(chuàng)新，精細化管理采剝施工，使小設(shè)備發(fā)揮出了大產(chǎn)能，摸索出適合在外委施工經(jīng)營模式設(shè)備能力小的情況下充分提高產(chǎn)能的有效途徑。

關(guān)鍵詞：外委施工；小型設(shè)備；技術(shù)措施

引言

賀斯格烏拉露天煤礦煤層構(gòu)造為一寬緩向斜，露天區(qū)共4個煤組，其中全區(qū)可采有1-1、2-1、2-2、3-1、3-4、4-1六個煤層，資源儲量95000.52萬t，原煤容重1.28t/m3。劃分二個采區(qū)開采。礦區(qū)所在區(qū)域?qū)俅箨懶詺夂?，冬冷夏熱，干旱少雨。每年?、7、8三個月為雨季，占全年降水量的70%，每年9月-翌年4月為霜凍期，最大凍土深度3.6m。礦區(qū)采剝工程全部外委，主要挖掘設(shè)備為Liebherr 964型、944型、924型液壓反鏟以及其他品牌液壓反鏟，主要運輸設(shè)備為航天泰特、北奔等品牌自卸汽車。Liebherr 964型液壓反鏟鏟斗容積為5m3，944型液壓反鏟鏟斗容積為2.5m3，其他品牌型號液壓反鏟容積為2.5m3。航天泰特自卸汽車裝載質(zhì)量30000kg，貨箱內(nèi)部尺寸5.6×2.8×1.6m，即25m3，最高行駛速度為54km/h。

1 礦區(qū)技術(shù)采剝能力與實際采剝能力對比

1.1 按主要設(shè)備技術(shù)生產(chǎn)能力分析礦區(qū)的采剝能力

1.1.1 通過采掘設(shè)備年技術(shù)生產(chǎn)能力計算礦區(qū)技術(shù)采剝能力

（1）設(shè)備臺班生產(chǎn)能力

式中：QB-挖掘機臺班生產(chǎn)能力，m3/臺班；T-每班作業(yè)小時數(shù)，h；E-鏟斗容積，m3；Km-鏟斗裝滿系數(shù)，按礦巖堅固性，取值0.95；Ks-物料在鏟斗中的松散系數(shù)，按礦巖堅固性，取值1.4；t-挖掘機裝車的一次循環(huán)時間，s，根據(jù)礦巖堅固性，挖掘機裝車的一次循環(huán)時間，s，根據(jù)礦巖堅固性，2.5m3挖掘機為35s，5m3挖掘機為37s；η-挖掘機工作時間利用系數(shù)，0.5～0.55。經(jīng)計算，2.5m3液壓反鏟臺班生產(chǎn)能力為767.75m3/臺班，5m3液壓反鏟臺班生產(chǎn)能力為1452.51m3/臺班。

（2）設(shè)備年生產(chǎn)能力。每年正常剝離期為六個月，即全年剝離生產(chǎn)180天。采煤工程按全年計，即330天。采煤采用Liebherr 964型液壓反鏟。

式中：Qn-挖掘機臺年生產(chǎn)能力，萬m3/臺年；n-日工作班數(shù)；N-年工作日數(shù)。

經(jīng)計算，2.5m3液壓反鏟臺年剝離生產(chǎn)能力為41.46萬m3/臺年；5m3液壓反鏟臺年剝離生產(chǎn)能力為78.44萬m3/臺年；5m3液壓反鏟臺年采煤生產(chǎn)能力為184.06萬噸/臺年。

（3）露天礦的采剝能力。2010年度二采區(qū)剝離用液壓反鏟共有20臺，年剝離能力為829.2萬m3。首采區(qū)Liebherr 剝離用964型液壓反鏟六臺、944型液壓反鏟兩臺、924型液壓反鏟兩臺，其他型號液壓反鏟50臺，年剝離能力為2709.48萬m3。合計年剝離能力3538.68萬m3。產(chǎn)煤采用Liebherr 964型液壓反鏟六臺，產(chǎn)能為1104.38萬噸。

1.1.2 通過運輸設(shè)備年技術(shù)生產(chǎn)能力計算賀礦技術(shù)采剝能力

（1）汽車臺班運輸能力

式中：PB-自卸汽車臺班運輸能力，m3/臺班；T-班作業(yè)時間，確定礦山每年工作日330天，主要工種每天工作三班，每班工作8小時。則作業(yè)時間的作業(yè)率為0.75；q-汽車容量（載重量），m3；txq-汽車運行周期，min；Kr-容積利用系數(shù)，經(jīng)計算確定為65%。

其中：txq=tz+ty+tx+td

tz-裝車時間，2min；ty-往返運行時間，自卸汽車最高車速54km/h。礦區(qū)內(nèi)限速，計算取平均行駛速度30km/h；tx-卸載時間，4min；td-汽車等待、停歇及入換時間，4min。

經(jīng)計算，txq=26min。PB=225m3。

（2）汽車臺年運輸能力

Pn=TnPB

式中：Pn-汽車臺年運輸能力，萬m3/臺年；Tn-汽車年工作班數(shù)。

經(jīng)計算，運巖汽車臺年運輸能力為12.15萬m3/臺年；運煤汽車臺年運輸能力為22.27萬m3/臺年。

（3）采用閉路循環(huán)即定鏟定車分析礦區(qū)車鏟比近5，則首采區(qū)和二采區(qū)總計年巖土運輸能力達4860萬m3，原煤運輸能力達855.17萬噸。

1.2 2010年度礦山主要設(shè)備產(chǎn)能與實際完成量對比

2010年度首采區(qū)完成剝離量4253萬m3，二采區(qū)完成剝離量908萬m3，合計5161萬m3；共回采煤量1799萬t。通過上述主要生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)生產(chǎn)能力分析可見，無論是采掘設(shè)備或是運輸設(shè)備，其年生產(chǎn)能力都遠小于礦區(qū)2010年度實際完成工程量。

2 實際采剝總量大于主要設(shè)備技術(shù)產(chǎn)能的技術(shù)分析

2.1 施工技術(shù)措施

礦區(qū)所屬地區(qū)的氣候條件決定了其每年的剝離工程施工期較短，賀礦創(chuàng)造性地采取了每年進入冰凍期前將翌年剝離工程施工范圍內(nèi)的表土翻開覆蓋的方法，以減少凍層，將每年的實際剝離施工期延長到3月至10月中旬，即實現(xiàn)全年剝離生產(chǎn)229天，比正常剝離期180天多出49天。

2.2 提高采掘設(shè)備技術(shù)生產(chǎn)能力

2.2.1 改變鏟斗寬深比增加滿斗系數(shù)。傳統(tǒng)挖掘機鏟斗的寬深比一般為1.2：1，賀礦經(jīng)過實踐證明，將寬深比增加到1.7：1，可使?jié)M斗系數(shù)增加20%左右。同時，挖掘機利用待車時間把工作面礦巖歸攏靠近車輛?？课恢?，挑出不合格大塊并整齊堆放，減小了挖掘阻力，提高了滿斗系數(shù)。

2.2.2 精細化管理減少挖掘機工作循環(huán)時間。制約挖掘設(shè)備能力的最主要因素是挖掘機工作循環(huán)時間，而縮短工作循環(huán)時間主要取決于液壓反鏟司機技術(shù)水平。實踐證明，聘用經(jīng)驗豐富的司機并加強標準化、規(guī)范化作業(yè)培訓(xùn)，使司機操作過程中的挖掘-提升-旋轉(zhuǎn)-卸料系列動作標準化規(guī)范化，可以大幅減少挖掘機工作循環(huán)時間。影響挖掘機工作循環(huán)時間的另一個重要因素是挖掘機工作旋轉(zhuǎn)角度。實踐證明，通過合理設(shè)計工作線長度、工作線布置形式和采掘帶寬度，精細布置自卸汽車進線方式，使挖掘機工作旋轉(zhuǎn)角度最小，可有效減少挖掘機工作循環(huán)時間。賀礦在進行剝離、采煤作業(yè)時，充分利用固定幫的運輸坡道，多臺階、多工作線、多工作面同時作業(yè)，挖掘機作業(yè)位置精細布置，自卸汽車裝車位置精細管理，一般條件下挖掘機旋轉(zhuǎn)角度均≤45°，充分縮短了挖掘機工作循環(huán)時間。

2.2.3 及時調(diào)度提高挖掘機工作時間利用率。在定鏟定車的配車情況下，車鏟比相對固定，此時及時向挖掘設(shè)備供車就成為提高挖掘機工作時間利用率的有效途徑，賀礦的生產(chǎn)實踐證明，充分發(fā)揮調(diào)度系統(tǒng)積極性，及時掌握生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備運行情況，并根據(jù)實際生產(chǎn)情況進行車鏟及時調(diào)配，保證供車及時，并減少汽車等待、停歇和入換時間，可充分利用挖掘機工作時間，提高設(shè)備生產(chǎn)能力。

2.2.4 合理布置排土工作線，減少汽車排土作業(yè)時間。加強排土場現(xiàn)場安全監(jiān)管，每個排土場工作線均有專人指揮，根據(jù)小型設(shè)備機動靈活的特點，在保證安全生產(chǎn)的前提下，適當(dāng)縮短排土工作線，使同一條工作線上的作業(yè)汽車數(shù)目增加，提高了汽車排土作業(yè)效率，減少了作業(yè)等待時間，提高了運輸設(shè)備的運行效率，促進賀礦產(chǎn)能的提升。

2.3 合理匹配挖掘機斗容與汽車容積

為保證設(shè)備盡可能高的發(fā)揮效率，當(dāng)汽車與挖掘機配合時，3-8鏟斗裝滿一車的鏟車容量配比較為合理。用每車鏟裝次數(shù)校核：

式中：Q-自卸汽車載重量，t；qd-鏟斗內(nèi)巖石的重量，t；Z-每車可鏟裝斗數(shù)，取整數(shù)；V-自卸汽車的車廂容積，m3；V1-鏟斗內(nèi)礦巖的松散體積，m3。

其中：

式中：E-鏟斗容積，m3；γ-礦巖容重，t/m3；Km-鏟斗的裝滿系數(shù)，設(shè)計取值0.95；Ks-鏟斗內(nèi)礦巖松散系數(shù)，按礦巖堅固性，設(shè)計取值1.4。

經(jīng)計算，qd=4.34t。

經(jīng)驗算校核，賀礦采用5m3液壓反鏟與車廂容積25m3的自卸卡車組成的配套設(shè)備是經(jīng)濟的，有助于提高設(shè)備效率，降低采裝作業(yè)裝車循環(huán)時間。

2.4 重視輔助工藝，保障設(shè)備實動率

修路即修車，賀礦非常重視礦區(qū)各級干線、支線、輔助線、聯(lián)絡(luò)線道路的保養(yǎng)維護，刮路機、前裝機及時對道路進行保養(yǎng)維護，大幅減小了設(shè)備故障率，提高設(shè)備實動率，保障了年采剝量的完成。在采剝工作面，賀礦采取了回填硬質(zhì)巖土鋪墊的方式，前裝機及時整平工作面，有效避免了第四系砂質(zhì)粘土地層平盤承載力不夠而造成施工設(shè)備陷停等問題，充分發(fā)揮了設(shè)備效率。在排土工作線，設(shè)定專人監(jiān)管，保證設(shè)備安全作業(yè)的同時，嚴格控制汽車排卸距離，使推土機的推排量最小，縮短推土機推送距離，即保證了安全生產(chǎn)，又為運輸設(shè)備高效運行提供了良好的作業(yè)環(huán)境。同時，注重設(shè)備的日常保養(yǎng)與檢修，制定完善的設(shè)備大、中修計劃，保證設(shè)備三級完好率，并保證大修不過周，中修不過天，為設(shè)備的健康運行提供了有力保障。用切實的設(shè)備實動率保證了剝采總量的完成。

2.5 保證道路通過能力，提高礦山生產(chǎn)能力

保證道路通過能力，避免發(fā)生交通事故的同時，使運輸設(shè)備有序、高效運行，也是提高產(chǎn)能的行之有效的辦法。賀礦一般均修筑寬度30m以上的運輸?shù)缆贰?/p>

N=■k

式中：N-道路通過能力，輛/h；v-自卸汽車在計算區(qū)段內(nèi)的平均速度，km/h，計算取30km/h；n-道路數(shù)目，單車道時取0.5，雙車道時取1；s-二輛自卸汽車追蹤行駛的安全距離，m，取停產(chǎn)視距40m；k-車輛行駛的不均衡系數(shù)，一般為0.5。

經(jīng)計算，賀礦運輸?shù)缆返耐ㄟ^能力750輛/h，有效保證了運輸設(shè)備的安全高效運行，為產(chǎn)能的穩(wěn)步提升打下了穩(wěn)固基礎(chǔ)。

2.6 加強疏干排水，保證礦山工程延深速度

賀礦創(chuàng)造性的在采坑采煤工作面上設(shè)置了深井水泵，直接抽排煤層含水，并配合地表疏干井，直接對煤層水進行疏干，加速地下水位降深。采坑周邊布置的深井疏干井，降低地下水位的同時，攔截周邊地下水向采坑內(nèi)的排泄面匯聚。有了疏干工程的強力保障，賀礦的礦山工程年延深速度遠大于同類礦山每年10m左右的延深速度，事實證明，優(yōu)越的疏干降水工作為產(chǎn)能的提升提供了保障。

2.7 工作線優(yōu)化布置，提高回采強度

不同的工作線布置形式，對設(shè)備效率、經(jīng)濟效益均有直接的影響。為使剝矸工程與采煤工程形成平行作業(yè)，避免相互間干擾，賀礦根據(jù)實際地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件，及時對工作線布置形式和推進方向進行調(diào)整，圍繞向斜軸布置環(huán)形工作線，提高了原煤回采強度。

3 結(jié)束語

露天礦采剝工程外委施工的開發(fā)建設(shè)模式，其雙贏、可操作性已越來越被更多的新建和改擴建礦山所采用。賀斯格烏拉露天煤礦通過不斷研究和完善技術(shù)措施、工程管理方法和控制手段，在使用外委施工小型工程設(shè)備的條件下，完成了遠超設(shè)備技術(shù)生產(chǎn)能力的采剝總量。經(jīng)生產(chǎn)實踐證明這些技術(shù)措施、管理方法，對提高礦山總體生產(chǎn)水平是行之有效的，是在外委施工經(jīng)營模式下充分提高產(chǎn)能的有效途徑。解決了礦山建設(shè)初期設(shè)備不足的矛盾，更是推遲了露天礦建設(shè)初期大型采運設(shè)備的購買，達到了節(jié)約建設(shè)期的設(shè)備費用和管理費用，降低露天煤礦的基建剝離量概算投資的目的。對露天礦山企業(yè)的科學(xué)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻

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作者簡介：王百合（1982-），男，內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟烏蘭浩特人，技術(shù)員，2002年畢業(yè)于包頭鋼鐵學(xué)院，就職于內(nèi)蒙古錫林河煤化工有限責(zé)任公司，現(xiàn)任安全環(huán)保部副主任工程師，從事露天礦安全生產(chǎn)技術(shù)工作。