大型露天礦山設(shè)備的合理選型

1、大型露天礦山設(shè)備的合理選型大型露天礦山設(shè)備的合理選型廖江南廖江南 露天礦依靠裝備進步改進生產(chǎn)工藝、提高經(jīng)濟效益、擴大開采邊界的效果明顯。 目前露天礦的生產(chǎn)規(guī)模在急速增大。世界最大的露天礦(油頁巖礦等)的年采剝總量已達到20億t。 智利ESCONDIDA（埃斯貢地達）銅礦年采剝總量也都已超過4.5億t 我國按規(guī)模劃分。露天礦 鐵礦200萬噸/年，其它有色100萬噸/年 沒有跟采剝總量掛勾。 年生產(chǎn)千萬噸礦石的德興銅礦和鞍鋼齊大山鐵礦、河南欒川三道莊鉬礦等是我國現(xiàn)代化的大型露天金屬礦。 現(xiàn)代大型露天礦與傳統(tǒng)露天礦相比，具有規(guī)模大、采礦設(shè)備的總臺(套)數(shù)少，采礦作業(yè)的人員少等特點。 大型露天礦山設(shè)備

2、合理選型，這個題目很大，大型露天礦山牽涉的設(shè)備非常多 這里只講年采剝總量千萬噸級以上的穿孔、鏟裝、運輸設(shè)備。一、露天穿孔設(shè)備 穿孔工作是露天開采的第一個工序，穿孔工作質(zhì)量的好壞，對其后的爆破、采裝等工作有很大影響。在整個露天開采過程中，穿孔費用大約占生產(chǎn)總費用的1015，因此，加強設(shè)備選型，改善和提高穿孔效率，對強化露天開采意義重大。 露天礦用鉆機鉆孔方法，按破碎巖石機理可分為：沖擊轉(zhuǎn)動式、旋轉(zhuǎn)沖擊式和旋轉(zhuǎn)式三種基本方式。 露天礦穿孔設(shè)備可分三種基本類型：牙輪鉆、潛孔鉆及頂錘式鉆機。這三種鉆機基本上涵蓋了各種類型的金屬和非金屬露天礦山。 1、牙輪鉆機 具有穿孔效率高，作業(yè)成本低，機械化、自動化

3、程度高，適應(yīng)各種硬度的礦巖穿孔作業(yè)等優(yōu)點，已經(jīng)成為當今大型露天礦最主要的穿孔設(shè)備。 目前國外生產(chǎn)牙輪鉆機的主要有五家公司：比塞路斯(Bucyrus-Erie即B-E)公司、阿特拉斯(Atlas Copco)公司、山特維克(Sandvik)、哈尼希費格(Harnisch Feger即P&H)公司和特雷克斯公司。 我國從20世紀60年代起就開始研制牙輪鉆機，經(jīng)過多次改型和淘汰，現(xiàn)在還在生產(chǎn)使用的只有KY和YZ兩大系列12種型號，主要研制和生產(chǎn)單位有洛陽礦山機械工程設(shè)計研究院、江西采礦機械廠和衡陽有色冶金機械廠等。 國外牙輪鉆穿孔直徑最大已達559mm，國內(nèi)也達到了380mm。大型露天礦山多采用25

4、0380mm孔徑，其中250310mm采礦，310380mm剝離。如ESCONDIDA（埃斯貢地達）銅礦采礦10英寸多鉆孔，剝離12英寸多的鉆孔。 國外牙輪鉆并不是一味發(fā)展大孔徑，而是從鉆速、智能化、延長維修周期等方面創(chuàng)新和換代。 目前我國已定型生產(chǎn)的牙輪鉆機有：KY-310、KY-250、YZ-55、YZ-35等型號，但創(chuàng)新和換代慢。 2、潛孔鉆機 潛孔鉆機具有機動靈活，設(shè)備重量輕，價格低，穿孔角度變化范圍大等優(yōu)點。 普通風(fēng)壓, 是中小型露天礦山主要穿孔設(shè)備，適用于中等硬度的礦巖穿孔。 我國已定型的潛孔鉆機有KQ150(KY-150)、KQ200、KQ250型。KQ150(KY-150)、K

5、Q200一般用于中小型露天礦，KQ250型一般用于大中型露天礦的穿孔作業(yè)。 近年來，國外潛孔鉆機普遍采用高風(fēng)壓(風(fēng)壓達17MPa以上，甚至達到35MPa)，如阿特拉斯科普柯(Atlas Copco) 、山特維克(Sandvik)等，穿孔效率顯著提高，是普通潛孔鉆機穿孔效率的23倍。國內(nèi)宣化、長沙礦山研究院、山河智能等都已生產(chǎn)高風(fēng)壓潛孔鉆機。 高風(fēng)壓潛孔鉆機不僅適用于中等硬度，也適合于堅固礦巖，對于堅固礦巖鉆機快過牙輪鉆。所以孔徑250mm以下，高風(fēng)壓潛孔鉆機有取代牙輪鉆的趨勢。山特維克(Sandvik)、阿特拉斯科普柯(Atlas Copco)在孔徑250mm以下有些型號鉆機，可以選擇高風(fēng)壓潛

6、孔鉆機或牙輪鉆。 3、頂錘式鉆機 目前在露天礦山使用的頂錘式鉆機主要是鑿巖機和鑿巖臺車。 上世紀70年代全液壓鑿巖臺車問世，大大拓寬鑿巖臺車的使用范圍，目前，巖石脆硬的中小型露天礦山使用鑿巖臺車的越來越多。近年來，國外生產(chǎn)的頂錘式鉆機鉆孔直徑已達到150mm。主要生產(chǎn)商有阿特拉斯科普柯(Atlas Copco)、山特維克(Sandvik)、日本古河公司等。 大型露天礦山頂錘式鉆機主要用于邊坡處理。 鉆機選擇，影響因素非常多，與礦巖性質(zhì)、可爆性、粗碎型號、鏟裝設(shè)備、采礦工藝都有關(guān)系。一般主要生產(chǎn)鉆機與鏟裝設(shè)備按11.5：1左右考慮。 最好是1：1二、大型露天礦裝載設(shè)備 現(xiàn)代大型露天礦使用的裝載設(shè)

7、備主要有電鏟、液壓挖掘機和輪式裝載機3種。電鏟一直是大型和超大型露天礦的主導(dǎo)裝載設(shè)備，但液壓挖掘機和輪式裝載機具有重量輕、機動靈活、作業(yè)率高、投資少、設(shè)備更新快、易于實現(xiàn)無級調(diào)速和自動控制等特點。隨著近代挖掘機和輪式裝載機制造技術(shù)的進步，大斗容輪式裝載機和液壓挖掘機的推出，這兩種裝載設(shè)備已經(jīng)開始進入大型露天礦市場。 目前國外生產(chǎn)大型電鏟的公司主要有美國的哈尼希費格(P&H)公司、比塞路斯(B-E)公司和馬里恩(Marion)公司，其產(chǎn)品幾乎壟斷了全球電鏟市場，P&H公司1990年以后推出的P&H4100型和P&H5700型電鏟，標準斗容達43m3和54m3，是目前最大的礦用電鏟之一。 國產(chǎn)露天

8、礦大型裝載設(shè)備近年來有長足的進步，太重已經(jīng)生產(chǎn)出斗容55m3電鏟，質(zhì)量雖然比國外還有一定差距，但價格優(yōu)勢明顯（首鋼秘鐵）。 液壓挖掘機在國外露天礦山得到了廣泛的使用，斗容小于12m3基本采用液壓挖掘機。 從現(xiàn)在國外使用情況，鏟車比（斗容比）： 電鏟24 液壓挖掘機35 三、運輸 大型露天礦（金屬和非金屬礦）目前主要采用自卸汽車、機車、間斷-連續(xù)運輸系統(tǒng)（膠帶運輸）。機車運輸在上世紀70年代以前應(yīng)用非常廣泛，但隨著自卸汽車大型化和間斷-連續(xù)運輸系統(tǒng)出現(xiàn)，從上世紀90年代開始棄用。下面著重介紹自卸汽車和間斷-連續(xù)運輸系統(tǒng) 1、礦用自卸汽車 露天礦自卸汽車運輸機動靈活，特別適合需要均衡配礦和多點作業(yè)

9、的礦山。汽車還具有爬坡能力大、轉(zhuǎn)彎半徑小的優(yōu)點，這就使得汽車運輸取代機車運輸，成為現(xiàn)代露天礦的主要運輸方式。目前國際上著名的大型礦用汽車制造商主要有卡特彼勒(Caterpillar)、小松(Komatsu-Dresser)、特雷克斯（Terex）、利勃海爾(Liebherr)、日立等公司。 國內(nèi)有北方重汽、湘潭電機等。 大型礦用自卸汽車分為機械輪和電動輪。電動輪（108t以上）又分為DC和AC 機械以卡特彼勒為代表。 目前機60%（中國基本沒有），電40%，各有優(yōu)缺點。 礦用汽車的有效載重也在不斷提高，先后出現(xiàn)有效載重為108t、154t、218t、275t、320t和360t等大型礦用汽車。

10、 是不是越大越好。 不一定。 輪胎、路基、路面，還有汽車的臺數(shù)、質(zhì)量是否過關(guān)等 關(guān)于鉸接式汽車 2、間斷-連續(xù)運輸系統(tǒng) 間斷-連續(xù)運輸系統(tǒng)是現(xiàn)代大型露天礦輸送方式的主要發(fā)展方向之一，該運輸系統(tǒng)由汽車(或裝載設(shè)備)、破碎站、膠帶機等組成。間斷-連續(xù)開采系統(tǒng)包括三個功能分系統(tǒng)：采場內(nèi)的集礦運輸系統(tǒng)、從露天采場運出的干線運輸系統(tǒng)及兩個運輸系統(tǒng)之間的破碎轉(zhuǎn)載系統(tǒng)。 露天陡幫開采工藝可以在不加大剝采比的情況下顯著增加開采深度，但在深凹的露天礦采用單一的汽車運輸成本高，在油價不斷上漲的情況下，破碎機-膠帶機連續(xù)輸送工藝和設(shè)備的優(yōu)越性日益顯現(xiàn)，受到世界各國的重視。 我國1997年10月在鞍鋼齊大山鐵礦采用德

11、國克虜伯(Krupp)公司生產(chǎn)的可移式破碎站，建成了采場內(nèi)礦、巖半移動式破碎膠帶運輸系統(tǒng)各一套，年產(chǎn)礦石1700萬t，年破碎礦巖2550萬t。 首鋼水廠鐵礦也分別建設(shè)了年產(chǎn)礦石1400萬t(4100t/h)，年破碎礦巖2550萬t半移動式破碎膠帶運輸系統(tǒng)。 典型場外破碎，秘魯Cerro verde（塞羅沃得）銅礦，粗碎固定式兩臺（坑外），一臺新建克虜伯(Krupp)的（5000t/h）直接進選廠，老的（2500t/h）平常送堆浸廠，也有旁路可達選廠。 1ESCONDIDA（埃斯貢地達）銅礦坑內(nèi)半粗碎固定式破碎 （福陸）四、設(shè)備配套 除設(shè)備相互配套外，還有很多影響因素，主要有： 采礦工藝（陡幫、

12、分期） 投資 設(shè)備數(shù)量五、實例 1、Cerro verde（塞羅沃得）銅礦 全礦有30億噸儲量。08年采剝總量1億噸，其中送選廠4000萬噸原生礦，2400萬噸低品位（品位0.230.47）原生礦暫時堆存，氧化礦1900萬噸進行堆浸，廢石剝離1700萬噸。 主要采礦設(shè)備：鉆機孔徑11英寸，Atlos產(chǎn)；HP電鏟33立方4臺，50立方1臺，25立方液壓鏟1臺作為機動；汽車cat793和789 50臺。 輔助設(shè)備：推土機T12一臺，T11兩臺，T10七臺。推土機多的原因堆料場和廢石場用。Cat輪式推土機8x4五臺小松調(diào)度系統(tǒng) 2、Yanacoacha(亞納科查)金礦 Yanacoacha金礦是世界

13、上兩個最大的金礦之一1993年投產(chǎn)，2005年最高時，年產(chǎn)黃金330萬盎司（當年全球第一）。 2008年產(chǎn)黃金190萬盎司，采剝總量65萬t/d，50%的廢石，50%的礦石。采場最高標高4120m，共有六個采場，已有一個采場閉坑，目前有三個采場同時生產(chǎn)，另一個新采場準備開采。 采礦主要設(shè)備：鉆機ARTLOS 13臺 液壓鏟日立30.6m3 8臺 Cat卡車793c 54臺 789 27臺3、ESCONDIDA（埃斯貢地達）銅礦 ESCONDIDA是世界上最大的銅礦，海拔3100米。目前有兩個露天坑，ESCONDIDA和ESCONDIDA北。近兩年，采剝總量140萬噸/d（其中ESCONDIDA坑80萬噸/d），年產(chǎn)銅金屬140萬