小龙潭露天矿液压挖掘机吨煤损耗分析与改进

小龙潭露天矿液压挖掘机吨煤损耗分析与改进

2011年底，小龙潭露天矿全面采用挖掘机-车辆中断法。挖掘机为中小型机械化反铲，斗重分别为2.1、2.2和3.1hm。液压反铲的铲斗运动自如,装满率和斗齿寿命高,行走方便,装卸料动作灵活,加上较快的平台回转速度,缩短了作业周期时间,有较高的生产能力和较低的作业成本。但同时液压挖掘机元件的加工精度要求高、装配要求严格,维护要求高,运行时燃油消耗大。下表为挖掘设备2011年四季度油耗情况:由表1可知,工艺改变初期液压挖掘机的吨煤油耗在0.24L/t左右,吨煤油耗水平与以往的经验和同类矿山相比偏高。1液压钻机的运行效率低油耗偏高,说明设备在运行过程中增加了不必要的做功。通过现场分析,发现液压挖掘机在作业过程中,存在装车时满斗率低、回转半径过大、空转时间过长、走行频繁和驾驶人员操作水平差异较大等各方面的问题,这些原因降低了液压挖掘机的运行效率,导致完成相同的生产任务时做功增加,从而使挖掘机的吨煤油耗偏高。在接下来的生产实践中,小龙潭露天矿从生产工艺、管理办法和人员素质方面进行了改进,提出并实施了几种降低露天矿液压挖掘机吨煤油耗的对策和方法。2降低1吨煤的耗水率2.1单装装式机械车辆1)挖掘方式。液压反铲的作业特点是“后退向下、强制切土”。相对于上挖,下挖时设备的挖掘力更大、满斗率高。小龙潭露天矿的作业生产中,在工作面条件允许的情况下,都优先采用下挖的挖掘方式。2)装车方式。小龙潭露天矿主要负责褐煤采装,客户自备车辆运输褐煤,岩土剥离全采用外包。车辆为公路用重型自卸卡车,车身及车斗尺寸与液压挖掘机及其铲斗匹配,车辆车身、车厢、车宽和车高分别为11、8、2.5、3.5m左右,具有长窄高的特点。由于运输车辆车厢较长,装车时,运输车辆只能停在挖掘机的侧面。根据液压挖掘机与运输车辆的相对位置,装车方式主要有平装车和下装车2种。根据液压反铲的挖掘作业特点,相同条件下,下装车挖掘设备的回转路径和回转时间相对平装车时较短和较少。平装车时,每一次回转路径都需要增加将近2个车身高度的距离。所以当工作面条件允许时,一律采用下装车的装车方式。2.2挖掘深度1)一次采掘台阶高度H。小龙潭露天矿设计台阶高度H为10m,现有的液压挖掘机最大垂直挖掘深度相差不大,为6.7m左右。根据力学原理,液压反铲其动臂水平伸出并与斗杆为90°时,挖掘机的挖掘力最大,所以保证挖掘力最大时的最优挖掘深度应该主要取决于斗杆与铲斗的长度,经过多年使用经验,其最优挖掘深度为3~4m。挖掘深度过大时,会降低其挖掘时的挖掘力,导致铲斗满斗率低,而且影响设备站立时的稳定性;挖掘深度过小时,台阶分层过多,则造成设备的反复挖掘,会增加设备总的回转路径和回转时间。所以1个10m台阶分2层开采,每层3.3m左右,而运输车辆车高3.5m,这样既能保证设备满斗率和安全稳定,同时也能减少铲斗的提升,保证设备采装时的回转路径相对最小。2)采掘带宽度A。正常作业时,工作面形式为端工作面,挖掘机从采掘带的一端开始挖掘,然后沿采掘带的中心线倒退挖掘,自卸车停在采掘带下侧,挖掘机动臂及铲斗回转一定角度后卸料,一般平均回转角度不超过90°为宜。采掘带宽度的设置应尽量减小设备移走频率、回转角度和回转路径。以液压挖掘机的动臂水平伸出并与斗杆垂直时,挖掘机的挖掘力最大为原则,通过计算和经验,取采掘带宽度为10m。台阶第1层的第1个采掘带开采时,采用宽采掘带下装车,纵向推进、横向开采;台阶第2层的第1个采掘带开采时,可不改变采掘带宽度,采用上挖下装车,台阶分层开采如图1。2.3运煤车辆运煤设备配合使用情况由于运煤车辆为客户自备车,不由露天矿统一调配,应与客户沟通协调,保证合理的车铲比,减少挖掘机待车时间。以某客户车辆为例,运煤车辆往返工作面时间为3h,平均装车时间为8min(包括等装与入换时间),则每台铲至少应搭配23辆车。小龙潭露天矿积极与客户协调,保证车流量集中,减少待车时间。同时规定白班3辆车以上挖掘机才能启动设备生产,夜班5辆以上才能启动设备生产;装完后5min内没有车辆,设备必须停机,禁止长时间空转等装。经过规范的制定及落实,设备每班空转时间控制在了60min之内。2.4煤种的采装部位和水平小龙潭露天矿采煤生产主要是搭配开采,需要同时进行优质煤、高灰煤和炭质粘土的采装,而且各煤种的部位与水平分散。小龙潭露天矿对各煤种的部位与水平都配备相对固定的设备,其调配、使用都遵循就近原则,并且根据实际情况合理安排设备型号,尽量避免设备远距离、频繁移动及不合理安排大功率设备的情况,现场管理到位。2.5爆破块的度下表2,表3煤层的爆破效果直接影响采装设备的作业效率。小龙潭露天矿煤种及硬度下表2。由表2可知,只有优质煤需要爆破。由于小龙潭露天矿褐煤主要为电煤供应,对块度无要求,所以可以适当增加炸药单耗,减小爆破块度。挖掘机采装容易,挖掘满斗率高,装车时间短。2.6实行车辆停机的原则,进一步加强车辆管理由于运煤车辆车身较长,装车时停在挖掘机侧面进行下装车或平装车,车辆停放到位与否,直接影响挖掘机的回转角度和路径长度。正常情况下,车辆停放到位是要使装车车辆停放时,挖掘机回转中心不超过车厢中点,这样可以使挖掘机平均回转角度控制在90°以内。依据这一原则,做了以下规定:1)加强现场管理,对客户车辆装车时停放进行规范,确保车辆停放到位;,加强挖掘机司机与车辆司机沟通,对停放不到位的车辆,及时提醒改进,车辆停放不到位就不装车。2)制定装车规范,加强对挖掘机司机考核,非特殊情况,严禁大角度回转。2.7工作面粉碎带来的节能改造措施影响采装作业视线主要有2个因素,一是工作面粉尘大;二是夜间作业。由于小龙潭矿区增发量大,而且褐煤爆破块度小,易风化,所以存在采装时工作面粉尘大的情况。小龙潭露天矿采区的措施是:工作面爆破待采时间不超过7d,基本上做到即爆即采;同时有专门的洒水管网和洒水车并及时进行洒水抑尘,保证液压挖掘机驾驶室视线良好。所以有效降低了工作面粉尘对操作人员的影响,保证了采装视线,能满足生产需要。做好设备的保养维护,确保照明系统完好,满足夜班生产所需光源。有充足的照明,而且夜班车流量少,产量低,所以夜班光线不足对操作人员的影响不大,能满足生产需要2.8提高司机的技能小龙潭露天矿后期技改后,生产工艺和挖掘设备发生变化,采装设备由电铲和部分液压反铲全部改为液压反铲。部分挖掘机司机是新员工或者以前的电铲司机,对现有设备操作不熟练。为了提高司机的操作技能,主要采取了以下措施:1)做好司机的操作技能培训工作。运用理论学习及现场指导,发挥熟练司机的“传帮带”作用,指定3~4名中级工以上的熟练司机的对操作技能差的司机进行固定的多对一指导,并通过现场实践来提高操作技能。2)营造竞争氛围。根据个人产量,评选月度、季度和年度“生产能手”,根据设备油耗和产量情况,评选“明星挖机”,对相应的个人和组员给予奖励。定期开展挖机操作技能比赛,对优秀司机给予奖励。2.9影响钻机作业作业情况表21)实行规范化管理。对开采参数、采装作业、设备调配等方面制定规范,要求设备操作人员及管理人员严格按规范生产作业,实行规范化管理。2)严格落实相关考核规定。每日统计挖掘机司机的作业完成情况,并进行对比考核。统计数据包括单日、单月和年累计的完成产量、工作时间、辅助作业时间、平均小时产量、吨煤油耗和工作小时油耗等。同时加强现场监督管理,严禁违规操作。通过数据统计和现场检查相结合的方式进行考核,并严格执行考核规定。将个人产量、吨煤油耗、工作面平整和设备卫生等纳入绩效考核中,做到收入与完成产量、工作效率和工作态度挂钩,体现个体差异。3掘机工作效率小龙潭露天矿从2011年底开始全面采用液压反铲-汽车工艺至今,一直在不断改进开采工艺和管理考核制度,并取得了很好的成效,液压挖掘机工作效率得到了提高,吨煤油耗显著降低,如图2。(由于5-9月份为雨季,产量下降,而且液压挖掘机参与防洪,辅助作业量大,所以这一时期吨煤油耗较高,为不可避免因素)小龙潭露天矿2013年1—5月平均吨煤油耗0.16L/t,吨煤油耗比2011年四季度0.24L/t减少了0.08L/t,柴油价格按7.58元/L计算,则吨煤成本降低0.6064元,取得了很好的经济效益。4液压起重机综合性能的提高降低液压挖掘机的吨煤油耗,其实质就是运行中尽量减少不必要的做功,小龙潭露天矿降低液压挖掘机吨煤