提高露天矿山挖掘机铲装效率的途径

提高露天矿山挖掘机铲装效率的途径

郑加良

内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司  内蒙古自治区包头市   014080

摘要：随着我国社会经济水平的不断提升，我国煤矿行业发展的脚步逐渐加快，露天矿山挖掘机铲装效率影响因素有很多，煤矿企业要制定合理的开拓设计和生产组织计划，采用合适的爆破方式及合理的车铲匹配，提高挖掘机司机的安全意识、操作技能、职业素质，维持挖掘机良好的技术状况，从而大幅提高露天矿山挖掘机铲装效率，为完成生产任务、降本增效提供了保障。

关键词：露天矿山；挖掘机；铲装效率；措施

引言

露天矿挖掘机因其耐用、高效率、高可靠性和低生产成本而成为装载设备的主力军。在生产设备和地质条件不变的情况下，通过对挖掘机铲装效率影响因素分析，制定提高挖掘机铲装效率的措施，多完成自主剥离量，降低生产成本，保证矿山可持续发展。

1液压挖掘机轨迹规划

液压挖掘机工作装置主要包括回转平台、动臂、铲斗以及斗杆等。其中，铲斗、斗杆和动臂分别在其各自油缸的作用下完成伸缩运动；回转平台根据挖掘情况对动臂、铲斗和斗杆的轨迹进行控制。液压挖掘机轨迹规划指的是，在实际工作中，要求液压挖掘机可以在预期规划的轨迹中对铲斗进行控制。目前可应用于轨迹规划的方法包括关节空间规划法和笛卡尔空间规划法两种。将采用笛卡尔坐标空间法对液压挖掘机铲斗的轨迹进行规划，主要思路如下：选取液压挖掘机铲斗在实际工作中的关键位置节点的关节序列或者对应液压油缸的长度序列等参数，并采用均匀插补法对其中两个关键点中的参数进行补充，最终保证液压挖掘机铲斗可按照预定的轨迹运行。

2挖掘机工作装置控制系统设计

挖掘机工作装置的需求分析结果完成动臂、斗杆以及铲斗三个关键结构控制器的设计。经调研可知，当前液压挖掘机的控制主要依靠操作人员的经验进行控制，整体上表现为控制精度偏低且工作效率偏低，无法适应当前自动化、智能化的控制要求。因此，本文针对液压挖掘机工作装置所设计的控制系统需满足如下功能要求：具备普通挖掘机控制系统的所有功能，可完成所有的挖掘作业；要求液压挖掘机工作装置控制系统具备较强的计算能力，重点可完成动臂、铲斗和斗杆三个关键机构运动轨迹的预测和控制；具备远程操作功能，要求在工作环境相对恶劣的情况下，操作人员可在远程对设备进行全程操控并完成挖掘作业；要求通过控制系统操作人员可对液压挖掘关键工作状态和参数进行监测。

3挖掘机铲装效率影响因素分析

地质条件(矿床构造、矿岩或土壤的性质)和挖掘机参数是客观的，无法改变，而生产组织管理即露天开采工艺、开拓工作面参数设置(其中作业台阶高度过高或过低都会影响铲装效率，尤其是作业台阶高度过低会使采装效率降低15%～30%)、作业场地布置、装车方式影响挖掘机铲装效率;爆破效果不好，块度不均匀，爆堆分散，大块和根底较多增加挖掘装车时间，降低满斗系数，增加土壤挖掘阻力系数等;车铲匹配不合理(车不足)，出现挖掘机等车现象，增加循环时间;挖掘机司机的操作水平不同，在同样的设备和类似的铲装条件下，装车速度、时间不同，每小时工作循环次数、铲斗装满系数、土壤挖掘阻力系数、时间利用系数不同，完成的生产量却差别很大;挖掘机的技术状况对生产率有较大影响，如发动机动力下降，液压系统压力下降，造成挖掘机工作无力，挖掘机作业循环时间增加，斗齿发生磨损，增大土壤挖掘阻力系数，铲斗切削阻力将增加60%，增加挖掘装车时间。综上所述，生产组织管理、爆破效果、车铲匹配、挖掘机司机的操作水平、挖掘机的技术状况及维修质量等是影响挖掘机铲装效率的主要因素。

4提高露天矿山挖掘机铲装效率的措施

4.1矿山挖掘机铲装方式

（1）满载，提高满斗程度;（2）在保证工作安全的条件下，车辆停放的位置应有利于缩短工作循环时间(挖掘机挖掘、铲斗转向卸载点、铲斗对位和卸载以及空斗转回工作面至挖掘点4项工序时间)，充分利用等车间隙做好装车前的准备工作(松动、倒堆和清理工作面的矿岩，挑选不合适的大块等)，将工作面的矿岩倒至靠近汽车停放的位置，挖掘机回转角度不大于90°，减小挖掘机回转角度;（3）减少非工作时间，提高时间利用率;（4）制定合理的开拓设计和生产组织，设置合适的平(高)台高度，尽量采用平(高)台双放装车法。

4.2合适的爆破方式

选择合适的爆破参数;合理选择起爆位置;采用多点起爆，增大爆炸应力波参数，提高岩石的破碎度;采用分段装药，使台阶中、上部矿岩也能受到不同程度的破碎，减少塌落形成的大块;采用微差爆破，减少对未爆岩体的破坏，降低大块率和炸药单耗，使爆堆的形状和尺寸有利于挖掘机安全高效作业，提高铲装、运输设备效率约10%～15%;另外，足够的爆破量是保证挖掘机发挥最大效率的另一个重要方面。

4.3车铲匹配

车铲匹配是自卸汽车车箱容积与挖掘机铲斗容积的匹配，露天矿确定车、铲的原则是以铲为中心，自卸车的容量应为挖掘机的铲斗容量的整数倍。该矿外部排土距离为1．5～2km，内部排土距离为0．5～1km，小松PC1250-7型反铲挖掘机斗容为6．7m3，正常装载容积为5．7m3，沃尔沃A40F铰接自卸车载重为39t，车箱正常装载容积为17m3，采用平(高)台双放装车法。当距离为1．5～2km，按自卸车运行循环时间11．3～14．4min/趟，挖掘机以3斗装满自卸车，配置5台自卸车最合理;当距离为0．5～1km，按自卸车运行循环时间6．9～8．4min/趟，挖掘机以3斗装满自卸车，配置4台自卸车最合理，引导自卸车至挖掘机铲斗易翻转的位置，缩短挖掘机等车时间，提高挖掘机有效作业时间，充分发挥挖掘机和自卸车能力。

4.4安全教育及技能培训

首先强化安全培训，加强“三级”安全教育和岗位安全教育，提高挖掘机司机的安全意识。其次，针对挖掘机司机进行日常的专业技能培训、岗位练兵、技能竞赛，使挖掘机司机熟练掌握设备操作技能，不断提高司机的操作技术水平，充分发挥设备能力;最后对挖掘机司机进行经常性的思想教育和职业道德培训，开展定期岗位评价、末位淘汰机制，加强工作责任心，充分发挥司机的积极性和创造性。

4.5挖掘机维护

设备故障是影响生产效率的主要因素之一，日常维修工作做到点检到位、及时维护、实时保养，保证故障维修质量;通过设备运行状况分析，提出维修预警，有针对性地预防性检修，从而降低维修成本;加强设备的维护保养，保证设备各部分性能良好，提高设备完好率。

结语

通过对挖掘机铲装效率的影响因素分析，在生产设备和地质条件不变的情况下，加强各工艺组织、配合、管理，充分发挥自有人员及设备能力，采用平(高)台双放装车法及合适的爆破方式，合理匹配车铲，强化挖掘机司机的安全教育及技能培训，加强挖掘机维护保养，以提高露天矿山挖掘机铲装效率。作为生产、设备的管理者，需要不断学习先进的管理理念、管理经验和管理技巧，及时了解设备，掌握设备动态，并且深入生产一线发现问题、解决问题，才能真正使设备发挥最大能力，为矿山降本增效提供有力支持。

参考文献

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［3］黄绍威．提高采场铲装、运输效率的途径初探［J］．酒钢科技，2013(2):113-117．

［4］李宏．挖掘机操作与维护［M］．北京:中国劳动社会保障出版社，2004．