露天矿采剥工程设备的合理配置

露天矿采剥工程设备的合理配置

[摘要]为了提高矿山设备的生产效率，降低初期投资和生产成本，本文以新疆宝明油页岩露天矿采剥工程为例，从穿孔、挖装、运输等工艺方面，概述了主要采矿设备的合理选型，有效搭配和使用问题。

【关键字】露天矿；采剥工程；设备；配置

目前，随着露天矿开采规模的大型化，为了提高矿山生产效率，降低开采成本，矿山工程设备也一般是选择大型化、高效化。但是，随着矿产资源的经济价值不断上升，经济剥采比也逐渐在变动，对矿石开采的贫化损失要求越来越高，特别是在矿体薄、夹层多等特点的矿石开采中，大型设备不能发挥它本身的高效优势，也不如中小型设备使用灵活，所以本文以新疆宝明油页岩露天矿采剥工程为例，根据剥离和采矿量的规模，进行大、中小型设备的合理搭配。

1、矿山概况

新疆宝明油页岩矿体为北西走向，南西倾向，平均倾角58o，为急倾斜矿体，矿体出露地表，围岩为中硬的砂岩，f=3～12，容重为 2.50t/m3，矿石为油页岩矿，f=3～6，容重为2.15t/m3，设计台阶高为12m，工作台阶坡面角70o，达产年矿石生产能力400万t/a，剥离岩石量880万m3，平均剥采比2.2m3/t。设计开采境界上部标高1006m，境界底部标高589m。

采场至排土场距离约2.5km，至一级破碎站约1.5km。

矿山生产采用三班作业，每年约300工作日。

2、采矿方法

矿山采用自上而下的逐水平陡帮分层开采方法，单斗—汽车开拓系统。

由于本矿采用横采方式开采，所以每个台阶上既有剥离也有采矿。根据各台阶均采用水平划分，标准台阶高度12m，需预先松动爆破，由单斗挖掘机采装，自卸汽车运输。为减少矿石的损失和贫化，各运输平盘上均采用顶板露矿，向底板推进采矿，向顶帮方向推进剥离。根据台阶数量，采用陡帮组合台阶开采，每2～3个台阶为一组，其中一个台阶为工作台阶，其优点是可以提高工作帮坡角实现陡帮开采，减少超前剥离量。

山坡露天开采时，掘沟方式采用沿地形线开单壁路堑，充分利用地形条件，由南向北采用横向推进采剥方法，该采剥方法一方面便于布置开采工作面，另一方面有利于多品级矿石质量综合，对保证矿山生产，稳定产品质量十分有利。当采场进入深凹露天开采后，分层岩量逐步增加，为均衡剥采比及增加采矿工作面，掘沟方式选择在采场中部掘横向沟，然后分别向采场南北方向推进。

3、设备配置

3.1选择方案

根据矿山每年的剥离量和采矿量，在设备选型上采用大型设备剥离，中小型设备采矿的配置。大型钻爆、采装设备使用电源动力，电力设备作业成本要比柴油设备作业成本低，但大设备机动灵活性差，爆破和铲装块度大，不利于矿岩的分穿、分爆、分装，不利于矿石的分选和配矿。中小型柴油设备，机动、灵活，移动方便，爆破块度小，有利于岩矿的分穿、分爆、分装、分运。但柴油消耗量大，作业成本较高。根据二种类型设备特点，我们选择大设备剥离，中小型设备采矿的配置，以达到扬长避短、机动灵活的目的。

3.2选择型号

⑴钻机

由于宝明油页岩矿矿山规模较大，采场较长，深度较大，采场平均工作台阶4个左右，尤其进入封闭圈以下，如果钻机数量太少，会导致钻机调动频繁，经常移动，效率也发挥不出来，无法保证矿山规模的实现，满足不了矿山生产要求，而且钻机太多，会形成一个钻机平台多台钻机互相干扰，对生产不利。根据这一特点，我们采用大小钻机配套的选型办法，即YZ-35C牙轮钻（Φ250mm）上部剥离，下部阿特拉斯CM341潜孔钻（Φ140mm）采矿的设备配置。

①岩石钻爆。每年岩石剥离量约880万m3，剥离穿孔选择国内露天矿较多使用，技术成熟可靠的YZ-35C牙轮钻（Φ250mm）作为穿孔设备，该型钻机综合效率为8万m/a，计算为2台，备用1台，共需3台。该型号钻机在我国黑岱沟露天煤矿、哈尔乌素露天矿及国外矿山都得到了很好的应用。

②矿石钻爆。年采矿量400万t，采矿穿孔选择阿特拉斯CM341潜孔钻（Φ140mm）作为穿孔设备，该型钻机综合效率为5万m/a，计算为2台，备用1台，共需3台。穿孔设备计算见表一。

⑵挖掘设备

①岩石铲装。根据宝明油页岩矿每年岩石剥离量约880万m3的规模，采用山西太重公司生产的WK10B型12m3电铲，效率在600万t/台·a。计算为3台，备用1台，共需4台。铲装设备计算见表二。

②矿石铲装。年采矿量400万t，矿石铲装选用中小型设备，机动灵活，有利于矿石的分选、分装，使用 2.2m3的铲可满足矿石的铲装运要求。计算为3台，备用1台，共需4台。铲装设备计算见表二。

⑶运输设备

①岩石运输。根据每年运输岩石总量约880万m3/a，12m3电铲装车条件，岩石运输距离及汽车的爬升条件，选用载重100t（TR100）的矿用电动轮汽车为本次设计生产自卸汽车选型。计算为12台，备用3台，共需15台。岩石运输设备计算见表三。

②矿石运输。根据年采矿量400万t/a，2.2m3挖机的装车条件，矿石运输距离及汽车爬升条件，选用载重20t自卸汽车为本次设计生产自卸汽车选型。计算为7台，备用3台，共需10台。矿石运输设备计算见表三。

4、设备数量汇总

计划主要生产设备总数量见表四。

5、结语

（1）露天矿山的主要采剥设备的选取不限于单一类型，可根据实际情况多样选择，合理搭配，充分发挥出设备的使用效率。

（2）矿山设备的型号和开采工艺、方法等有密切的关系，所以改善矿山的开采技术方法，有利于提高设备的工作效率，减少所需设备的数量，降低投资成本。