南芬露天矿钩机清理台阶边经济效益分析

2021-07-24李大海张子斌

现代矿业 2021年6期

李大海张子斌

（本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司南芬露天铁矿）

南芬露天矿采用大电铲清扫台阶边根底，大电铲铲装效率不高，同时容易造成一定的设备备件损坏，其次，对牙轮钻机进行穿孔作业的平盘准备造成较大影响。通过使用钩机对台阶边清理的经济效益进行浅析，改变大电铲清理台阶边根底的现有模式，以达到提高铲装效率，降低生产成本的目的［1-5］。

1 矿山概况

本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司南芬露天矿是我国大型露天开采矿山，位于辽宁省本溪市南25 km处，距本溪市南芬区南芬镇7.5 km。矿区地理坐标为东经123°50′，北纬41°07′。矿区地貌为侵蚀构造中高山地貌，山尖部坡陡，主要山脉走向近东西。探明地质储量为8.5亿t，是本钢铁矿石主要生产基地。

主要生产流程包括穿孔、爆破、铲装、运输、排岩、排水等环节。经多年开采，南芬露天铁矿已由山坡露天矿转为凹陷露天矿，正在开展由三期开采境界向四期开采境界过渡。由于边坡的常年风化及雨水侵蚀，导致坡面变缓，在扩帮部位推进爆破时，时常在台阶边出现较大根底，处理难度较大。

2 台阶边根底的形成及处理方法

现南芬露天铁矿共有295B型电铲3台、20 m3电铲2台、10 m3电铲7台，且大电铲均分布在扩帮部位，同时由于南芬露天铁矿正处于三期扩帮过度阶段，台阶由原来的12 m局部调整到18 m，属于台阶整合阶段，导致台阶边无法打孔，造成大抵抗线，爆破无法克服，最终导致台阶边形成多处根底。针对矿山生产的实际情况，需将此部分根底进行拉底爆破，但由于斜孔孔径较小（200 mm），为了防止孔眼堆货，造成成孔率低，对根底的清理要求相当高。所以，为了降低成本、发挥设备效率最大化、使生产中各工序环节更加顺畅，从成本、设备效率、设备故障率、安全、推采循环等方面进行分析。

首先，在上部台阶边利用钩机进行清理直排到土场运距为4.5 km，如果在下方截渣平台清理运距将高达7.5 km，按每个台阶清理量为10万t计算，运输成本将增加45.6万元；其次，利用钩机进行清理，可将部分根底处理掉。如使用电铲清理，拉底爆破次数增加，每次拉底爆破将花费炸药成本5 000元，而且爆破风险增大。同时，清扫扩帮台阶边及根底对大电铲设备效率影响较大，以295B型电铲为例，每班正常产量为10 000 t，如果清扫台阶边及根底每班产量只有2 000 t，效率降低80%。最后由于扩帮部位都是大电铲，清扫根底时无法完全清净，而且斜孔打眼及拉底爆破对浮货要求又极高，为确保成孔率及拉底爆破质量，只能利用大电铲进行反复清扫，对电铲设备状况造成很大影响，比如卷扬发电机、卷扬大绳、铲斗、铲杆等都将造成一定的损坏。在上部台阶边进行清理，作业空间对钩机及大翻车基本无影响，安全可以保证，如果在下方截渣平台清理，坡面段高在120~180 m，并且边坡极不稳定，作业空间宽度只有20~30 m，边坡对下方作业设备及人员构成很大威胁，同时也增加了人工清理浮石的费用。如果在上部台阶边进行清理，可使平盘较快的让出空间，为下一步牙轮钻进创造条件，为电铲提供充足矿岩量，使生产组织更加紧密。

3 钩机清理台阶边根底的益处

大电铲在清扫台阶边根底时，由于斗容较大，同时铲斗只能从里往外挖货（图1），这就导致部分货物不可避免地掉到下部台阶，浪费大电铲效率的同时对铲具部分的损耗也造成很大影响。

钩机在清理台阶边根底时，由于设备小、机动、灵活等特点，清理速度快，为下道工序创造的生产时间更长，生产平盘准备的量非常小（图2），同时钩机清理台阶边时，可以往回挖货（图3），从而掉到下部台阶及坡面的货很少，节省了一大部分的清理截渣平台费用，同时下部台阶生产的安全问题可以得到保障。

综上所述，利用钩机清理深凹露天开采台阶边，即可以发挥大电铲的工作效率，又可以节省运输总成本，同时对生产安全也起到一定的促进作用。

4 效益对比论证

南芬露天矿扩帮采场南北长3 300 m，每年扩帮台阶平均下降速度为24 m（2个台阶高度），台阶边清理岩石每年约400万t，如用钩机清理台阶边，将对大电铲铲具部分更加节省，延长备件使用寿命。其次，节省清理台阶边根底时间，将大大发挥出大电铲作业效率；使用钩机清理时，将对钻孔工序创造便利的生产条件；同时钩机机动性强，斗容小，清理台阶边根底更容易、更彻底；台阶边根底越小对爆破安全越有利。详细的经济效益对比见表1。