哈爾烏素露天煤礦495HR電鏟雙側(cè)裝車研究

何　瑞,趙貴平（中國神華哈爾烏素露天煤礦,內(nèi)蒙古　鄂爾多斯　010300）

哈爾烏素露天煤礦495HR電鏟雙側(cè)裝車研究

何瑞,趙貴平
（中國神華哈爾烏素露天煤礦,內(nèi)蒙古鄂爾多斯010300）

495HR電鏟是哈爾烏素露天煤礦的主要采掘設(shè)備，從2008年生產(chǎn)至今，產(chǎn)量逐年提升。2013年產(chǎn)量達到峰值，但是仍然達不到設(shè)計生產(chǎn)能力，并且提升幅度非常有限。本文針對該情況，深入研究哈爾烏素露天煤礦電鏟操作過程中的實際運行情況，提出了雙側(cè)裝車的操作方法，并進行試驗。本文通過與單側(cè)裝車進行比對，研究雙側(cè)裝車的優(yōu)、缺點及改進措施，為國內(nèi)同類礦山提供參考。

495HR電鏟；效率；措施；雙側(cè)裝車

1　引言

哈爾烏素露天煤礦年設(shè)計生產(chǎn)原煤35.0Mt，土、巖采用單斗—卡車工藝，首采區(qū)剝采比4.71噸/立方米，擁有美國比塞洛斯公司生產(chǎn)的495HR電鏟7臺，395B電鏟1臺，太原重工生產(chǎn)的WK55電鏟3臺、WK35電鏟2臺，L950、L2350、液壓反鏟各2臺。其中495HR電鏟為主要采掘設(shè)備，斗容為60.4立方米，相匹配的卡車為MT5500，載重326噸，挖掘物料為巖石。

哈爾烏素露天煤礦成立于2008年1月，當(dāng)時4臺495HR電鏟和2臺395B電鏟進行土巖剝離，年剝離量為2250萬立方米，495HR電鏟月最高生產(chǎn)能力為86萬立方米，單臺鏟平均月剝離62萬立方米。2013年，年剝離量為10418萬立方米,495HR電鏟月最高生產(chǎn)能力為108萬立方米，平均每月生產(chǎn)83萬立方米，而495HR電鏟月設(shè)計生產(chǎn)能力為112萬立方米，實際能力遠小于495HR電鏟設(shè)計生產(chǎn)能力。因此，對電鏟裝車方法進行研究，進一步提高設(shè)備生產(chǎn)能力，是很有必要的。

經(jīng)過對坑下生產(chǎn)情況進行深入分析，發(fā)現(xiàn)影響電鏟效率的因素是多方面的，比如卡車入換、操作人員的技術(shù)、爆破質(zhì)量、加減電纜、避炮等外障影響，其中卡車的入換時間是重要因素之一。尤其是對間斷式生產(chǎn)工藝使用大型電鏟的特大型露天煤礦而言，單側(cè)裝車卡車入換、電鏟等待時間占裝車時間的比重較高。而雙側(cè)裝車恰好可以克服以上困難，提高生產(chǎn)效率。

2　雙側(cè)裝車的方法

當(dāng)使用雙側(cè)裝車方法時，電鏟位于工作平盤上，直接面對挖掘面；卡車位于電鏟的兩側(cè)。電鏟挖掘直到完成一個180度的半圓工作面或電鏟與運輸設(shè)備裝載回轉(zhuǎn)角任一側(cè)達到90度時，電鏟移動到下一個新的采掘工作面[2]。

電鏟沿著工作面從右向左移動。司機應(yīng)首先啟動左邊的制動器，電鏟逐漸后退，直到與原來的挖掘通道形成45度的夾角，直到右邊的履帶通過挖掘半圓的圓角。鎖定左邊軌道，逐漸加速向前行走，回轉(zhuǎn)履帶和半圓的圓角一致時，向前移動至工作面前，開始向運輸設(shè)備裝載。

采用雙側(cè)裝車時，電鏟履帶正對著爆堆站立，電鏟直接對準(zhǔn)爆堆進行挖掘，卡車折返進入電鏟的左右兩側(cè)裝載。一側(cè)卡車就位、準(zhǔn)備裝車和另一側(cè)卡車倒車、裝載同時進行，可以較大的減少電鏟等待裝車時間。電鏟工作時間比例提高，純裝車時間增加，非生產(chǎn)時間比例減少，從而最大限度地提高電鏟效率。雙側(cè)折返裝車需在電鏟兩側(cè)為卡車提供進路，故須在電鏟后部架設(shè)電纜橋，電纜橋離開電鏟應(yīng)超過50m，方便卡車的進入或離開。

3　雙側(cè)裝車試驗

2014年5月，哈爾烏素露天煤礦采掘隊在5#495上，對雙側(cè)裝車方法進行一個月的試驗。試驗中發(fā)現(xiàn)，與單側(cè)裝車相比，裝載回轉(zhuǎn)角度明顯減小，大大縮短了電鏟的待裝時間和裝車回轉(zhuǎn)時間，將電鏟的待裝時間降到最低程度，達到了提高生產(chǎn)效率的目的。

雙側(cè)裝車使得電鏟的回轉(zhuǎn)角度達到了最小化，這就大大節(jié)約了裝車時間，提高了效率。雙側(cè)裝車的回轉(zhuǎn)角度最大值只有90度，而單側(cè)裝車的回轉(zhuǎn)角度最大可達到140-160度。這樣的話根據(jù)計算，如果按同樣的滿斗率裝車的情況下，雙側(cè)裝車的平均回轉(zhuǎn)角度為60度左右；而單側(cè)裝車的平均回轉(zhuǎn)角度則達到90-100度左右。試驗中發(fā)現(xiàn)，雙側(cè)裝車降低了電鏟的移動次數(shù)，減少卡車的進車時間（一次8秒左右），縮短了工程設(shè)備清理工作面時間（一次大約7分鐘左右）等非生產(chǎn)作業(yè)時間；雙側(cè)裝車不留“角子”的特點實現(xiàn)了工程質(zhì)量一步到位，降低了處理角子浪費的時間；電鏟的等車時間減到最低限度；電鏟總的裝載回轉(zhuǎn)角度?。煌仆翙C作業(yè)不影響電鏟裝車等特點。該月該鏟完成116萬立方米，創(chuàng)下495系列電鏟的最高紀(jì)錄。與上月相比，產(chǎn)量提高21萬立方米，由此可見雙側(cè)裝車的效率較單側(cè)裝車的效率可提高22%，排除其他影響雙側(cè)裝車的效率較單側(cè)裝車的效率至少可提高10%以上。

4　雙側(cè)裝車試驗反映出的問題

在測試中發(fā)現(xiàn)，雙側(cè)裝車試驗存在許多不足之處，主要有：

（1）工作面布置不合理。雙側(cè)裝車對工作面要求較高，本次試驗中采取和之前單向裝車同樣的端工作面，如下圖所示。由下圖看出當(dāng)電鏟靠近臺階較近時容易導(dǎo)致電鏟靠近臺階一側(cè)無法裝車，若要堅持雙側(cè)裝車則無法將爆堆挖掘到臺階邊界，使留下部分爆堆。工作面的布置應(yīng)滿足卡車安全倒入裝載位置，工作面的布置方式仍需探索試驗使其適于雙側(cè)裝車。

（2）卡車倒入裝車位置不熟練。由于雙側(cè)裝車處于試驗初期，卡車司機仍不能熟練的將卡車倒入裝車位置，時常需要電鏟勺斗的引導(dǎo)。很多情況下卡車提前倒入，但沒能進入正確位置，無法裝車，必須重新倒入，反而增加了電鏟的等待時間。

（3）推土機輔助作業(yè)不及時。根據(jù)測試，平均每小時需要推土機輔助清理工作面地表一次，每次5-10分鐘不等，此期間電鏟要停止裝車。這種方式是沿襲了單向裝車的工作面地表清理方式。雙側(cè)裝車時電鏟兩側(cè)地表都要清理，若采用單向裝車方式反而使電鏟等待輔助作業(yè)時間加倍。

（4）爆堆質(zhì)量問題。由于大塊率高，爆堆質(zhì)量不好，使得挖掘困難，并且滿斗率低，電鏟裝載MT5500卡車需要四斗。而在爆堆質(zhì)量好的情況下電鏟裝載MT5500三斗即可滿載，相對增加一斗。根據(jù)測試數(shù)據(jù)，裝載一斗平均需要39s，四斗相對三斗裝載時間要增加33%，若考慮等待時間平均23.6s，單向裝車三斗一車平均時間為140.6s，四斗一車平均時間為179.6s，采用雙側(cè)裝車時，三斗一車的理論提高值為20.2%，而四斗一車的理論提高值為15.4%。因此挖掘時間增加，裝載次數(shù)增多導(dǎo)致裝車周期增大，而電鏟等待時間不變。電鏟等待時間占裝載周期比率變小，則導(dǎo)致雙側(cè)裝車的效率大大降低。

若上述問題得到解決，電鏟的實動率將得到更大提高，雙側(cè)裝車的效果將顯著提高。

5　改進措施

（1）露天煤礦應(yīng)合理安排作業(yè)順序，確保主采設(shè)備平盤寬度達到雙側(cè)裝車的設(shè)計要求，充分發(fā)揮雙側(cè)裝車的生產(chǎn)效率。具體講生產(chǎn)過程主要包括穿孔爆破、電鏟采裝、卡車運輸、排土等多道工序，要提高露天煤礦的生產(chǎn)能力，除加強各道工序的組織管理、提高質(zhì)量和各工序之間的相互配合外，最關(guān)鍵的是充分發(fā)揮電鏟和卡車的能力，提高采裝效率和運輸效率，其他各個工序積極配合為提高采裝和運輸效率創(chuàng)造良好條件，使各環(huán)節(jié)實現(xiàn)無縫對接。

（2）加強運輸?shù)缆返男拗途S護，我們在修筑道路時，在條件允許的情況下，盡量將道路的轉(zhuǎn)彎半徑與寬度增大，盡量減小道路兩旁的障礙物，保持視線暢通。運輸?shù)缆芬?jīng)常維護，在距離較長的坡道中間設(shè)備緩和坡道；在交叉路中心設(shè)備隔離帶和隔離島，同時在卡車上安裝防撞預(yù)警電子設(shè)備，原理就是利用衛(wèi)星定位技術(shù)和雙射頻以及電子標(biāo)簽技術(shù)。衛(wèi)星定位模塊可以使各種車輛的位置信息快速確定；射頻技術(shù)是將大型卡車和其他生產(chǎn)輔助車輛間的相對位置信息，通過無線通訊技術(shù)，達到相互傳遞的目的，在預(yù)警儀的彩色液晶顯示屏上，即時掌握卡車周邊車輛的活動情況，提前預(yù)警。預(yù)警儀設(shè)置有語音報警功能，可將卡車周圍其他車輛的動態(tài)，通過語音提示，即時提醒駕駛員，為卡車高效率運輸創(chuàng)造有利條件，為安全生產(chǎn)提供有力保障。

（3）大型設(shè)備在安全的狀態(tài)下發(fā)揮最大的功效，主要取決于設(shè)備操作人員[3]，通過創(chuàng)新培訓(xùn)方式方法，比如，技能相對不熟練的司機先在電腦上練習(xí)，充分發(fā)揮3D動畫模擬器的作用，既提高了培訓(xùn)效果，又節(jié)約了生產(chǎn)成本，更能避免練習(xí)過程中的小磕碰事故。司機的技術(shù)越熟練，每個裝車循環(huán)時間就越短，電鏟的采裝效率就越高。裝車循環(huán)時間包括挖掘、回轉(zhuǎn)、卸載的時間，要使每個動作的時間盡量少，就要求電鏟司機必須有較高的操作技能。同時在卡車的盲區(qū)內(nèi)，加裝攝像頭，可以有效的減小盲區(qū)的范圍，更加開闊視野方便倒車，在這里就需要提醒駕駛員，一定要養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習(xí)慣，對所駕駛車輛的擋風(fēng)玻璃，后視鏡以及攝像頭保護罩，要隨時保持清潔干凈，防止油污和灰塵阻擋視線，影響倒車安全，以上這些舉措都是有利于卡車司機能夠在特殊環(huán)境下進行作業(yè)，熟練掌握正倒車、反倒車的方法，在電鏟司機不加引導(dǎo)的情況下正確倒入裝車位置，從而減少電鏟待車時間，提高電鏟作業(yè)效率。

（4）為不影響生產(chǎn)任務(wù)的順利完成，建議給每臺電鏟配備一臺膠輪推土機，推土機司機應(yīng)時刻觀察作業(yè)面情況，發(fā)現(xiàn)工作面掉塊，在電鏟裝載另一側(cè)及時處理干凈，不必等到掉塊過多無法裝車時才去處理，這樣可以有效避免電鏟停下來處理工作面耽誤生產(chǎn)時間，另外推土機在處理鏟位前，應(yīng)停放在卡車的視線內(nèi)，并與電鏟、卡車司機互相做好呼喚應(yīng)答，確保安全生產(chǎn)。

（5）改善爆堆質(zhì)量。如何提高露天臺階爆破質(zhì)量是當(dāng)前露天礦山增產(chǎn)中需要解決的重要問題之一[4]，也是提高電鏟生產(chǎn)效率的重要途徑之一。合理優(yōu)化采礦方案，認(rèn)真分析各平盤巖石種類、性質(zhì)等參數(shù)，制定不同的爆破方案，要求穿爆隊嚴(yán)格按照爆破技術(shù)合理穿孔、裝藥、爆破，確保爆堆符合電鏟裝載要求。另外，工作面參數(shù)，其中作業(yè)臺階高度過高或過低都會降低采裝效率，尤其是臺階高度過低會使采裝效率降低10%-15%。同時，要求電鏟司機要留好壓炸量，給爆破創(chuàng)造良好的條件，能夠有效保證爆破質(zhì)量。

（6）合理的車鏟配比，能夠保證雙側(cè)裝車發(fā)揮出最大效率。車鏟比標(biāo)準(zhǔn)車鏟匹配是否合理，直接影響車鏟效率的發(fā)揮程度5，露天礦確定車、鏟比的原則是以鏟為中心，以發(fā)揮電鏟最大能力為前提，給每臺電鏟配足夠的卡車，同時當(dāng)電鏟或卡車發(fā)生故障時及時調(diào)配車輛，以保證車鏟能力的發(fā)揮3。在礦山安裝GPS卡調(diào)系統(tǒng)，GPS卡調(diào)通訊系統(tǒng)是由通訊硬件設(shè)備與通訊軟件系統(tǒng)構(gòu)成，從而完成信息的上傳和下傳工作。具體作用如下：改變職工個人計量為系統(tǒng)計量，避免出現(xiàn)誤量；職工在生產(chǎn)作業(yè)中能夠及時了解電鏟作業(yè)情況以及故障延時，對采裝位置作出調(diào)整，提高生產(chǎn)效率；可以通過系統(tǒng)及時上報卡車故障，簡化了故障報告的環(huán)節(jié)，間接的縮短了設(shè)備維修時間，提高了設(shè)備的出動率；在卡車出現(xiàn)超速現(xiàn)象時，系統(tǒng)語音提示，避免了卡車因超速發(fā)生安全事故；在班末，系統(tǒng)可以匯總當(dāng)班排棄位置等信息，并顯示信息明細，實現(xiàn)了機電管理的智能化與信息化，為整個礦山高效生產(chǎn)提供有力保障。

（7）電鏟與卡車雙向裝車作業(yè)規(guī)程，在采裝工作面，卡車排隊待裝的前后距離不小于20米，認(rèn)真觀察電鏟電纜尾線是否影響卡車正常入換；電鏟電纜的拖拽工作由電纜工負(fù)責(zé)，其他非專業(yè)人員不能拖拽；卡車司機應(yīng)密切關(guān)注電鏟動態(tài)，在電鏟走鏟時，卡車及推土機等輔助設(shè)備應(yīng)停放在電鏟作業(yè)半徑外；電鏟司機與卡車司機作業(yè)應(yīng)做好呼喚應(yīng)答，同時應(yīng)做好聯(lián)防互保工作，遇有特殊情況要及時發(fā)出連續(xù)、短促的鳴笛信號，在確認(rèn)工作范圍內(nèi)無異常情況時，方可作業(yè)；排隊待裝的卡車，必須保持順序統(tǒng)一，嚴(yán)禁亂停亂放；卡車在進入裝車位置前要觀察好裝車路況，如有無障礙物應(yīng)清理干凈才能進入；卡車在倒入裝車位置前，應(yīng)認(rèn)真瞭望，確認(rèn)安全后方可倒入；反向裝車的卡車必要時應(yīng)在電鏟鏟斗引導(dǎo)下均勻倒入裝車位置，正向待裝的卡車，可以利用電鏟給反向卡車裝車的時間，觀察好電鏟引導(dǎo)裝置，選擇好安全距離，提前進入裝車位置待裝；正在裝車的卡車，司機不允許走出駕駛室，同時嚴(yán)禁其他人員上下設(shè)備檢查、維修車輛；卡車通過電鏟尾部電纜橋時，應(yīng)減速慢行，注意觀察周圍環(huán)境避讓其他設(shè)備。

6　結(jié)語

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)分析，雙側(cè)裝車?yán)硐肭闆r下電鏟采裝效率較單向裝車可提高22%。由于各環(huán)節(jié)的配合和司機操作不夠熟練，排除其他影響雙側(cè)裝車的效率較單側(cè)裝車的效率至少可提高10%以上。爆堆質(zhì)量問題影響效率的提高也不容忽視，若合理安排好工作面，加強司機操作水平和各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的配合，同時改善爆破質(zhì)量，加強設(shè)備保養(yǎng)和維修質(zhì)量，雙側(cè)裝車將能發(fā)揮出更高效率。

[1]鄭智敏.雙側(cè)裝車在露天煤礦開采中的應(yīng)用分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟,2013(02)：91-93.

[2]李強，秦濤.哈爾烏素露天煤礦雙側(cè)裝車應(yīng)用分析[J].露天采礦技術(shù)，2013(07):7-8.

[3]陳國勇. 如何提高露天煤礦大型設(shè)備的運行效率[J].神華科技，2012(01):51-53.

[4]李向明，高毓山.提高中深孔爆破質(zhì)量研究[J]金屬礦山，2009(04):175-176.

何瑞（1974-），男，內(nèi)蒙古興和縣人，大專學(xué)歷，從事露天煤礦調(diào)度指揮工作。