(鄂尔多斯市准格尔旗准能黑岱沟露天煤矿调度部，内蒙古 薛家湾 010300)
摘 要：文章分析了制约黑岱沟露天煤炭生产的因素，根 据黑岱沟露天矿的实际情况，提出了具有针对性的优化方案。
关键词：露天矿；采煤系统；车铲比；勺容比；优化
中图分类号：TD824 文献标识码：A 文章编 号：1007—6921(2008)20—0110—02
黑岱沟露天矿原设计生产能力12.0Mt/a，服务年限115a。可采煤层为6号复煤层，总厚 度平均28.8m，2005年经扩能改造后，生产能力提高到20.0Mt/a，生产工艺也由上部表 土采 用轮斗连续工艺，中部岩石、下部煤层采用单斗电铲加自卸卡车的间断工艺，改为煤层以上 45m岩石层采用抛掷爆破加拉斗铲倒堆工艺相结合的生产工艺。经过扩能改造，生产工艺发 生了很大的变化，采煤系统也随之变得复杂，通过加强对拉斗铲的管理，合理的布置采煤设 备的作业位置，积极调整采掘和运输设备的配合情况，优化采煤系统，提高露天矿采煤系统 的效率。
1 制约露天煤炭生产的因素
1.1 拉斗铲对采煤工作的影响
1.1.1 拉斗铲投入生产以后，采煤工作面的布置方式，由原来的平行工作邦布置，沿工作 线东西推进，变成现在的端工作面布置，沿走向推进，这将导致在生产过程中退铲、走铲、 处理工作面等辅助工作的增加，相对缩短电铲的有效工作时间。
1.1.2 采煤空间狭小，对电铲作业，运输卡车的入换等都有影响。
1.1.3 拉斗铲投入使用以后，露煤量的大小直接影响其下部的采煤工作的安排，没有一定 的露煤量，在狭小的空间内布置多台设备同时作业，对卡车的运行带来相当大的安全隐患。
1.2 运输系统对采煤工作的影响
1.2.1 设备问题。露天矿的产量由原来的年产1 200万t增加到现在的2 000万t，其采 掘在 增加一台拉斗铲的基础上，还增加了WK-35、6#395B单斗电铲，而与单斗电铲相配套的自卸 卡车仅在增加了5台730E，仍不能满足目前生产的需要，相反还会在生产过程中导致上部剥 离和下部采煤工作的冲突。
1.2.2 运煤通道。拉斗铲投入以后，运煤通道就全部集中在中间沟进行，多台设备同时上 煤时，运煤设备就会存在相互交叉，不仅存在安全隐患，也影响设备效率的提高。
1.3 车铲比、勺容比对采煤工作的影响
1.3.1 车铲比Y：在汽车运行中，完成一个运输循环的时间T周由以下几部分组成：
T周＝Ty＋Tz＋Tr＋Td＋Tx＋Tq （1）
式中：〖ZK(〗T周——汽车运输循环一次的时间，（秒）；
Ty——运输时间，（秒）；
Tz——装车时间，（秒）；
Tr——入换时间，（秒）；
Td ——等待时间，（秒）；
Tx——卸载时间，（秒）；
Tq ——其他时间，（秒）。
在汽车运输中，汽车等待时间Td与车铲比Y的关系不是线性关系，根据某矿实测绘制的，当 车铲比Y增大时，汽车等待时间Td也增大随之增大，但汽车等待时间Td加大的速率要比车铲 比快。.gif)
由图１、公式（１）可以看出，车铲比Y越大，卡车等待时间Td越大，也会导致卡车运输循 环一次时间T周的增大，在规定的生产时间内，循环周期增大，就会使得卡车运行的循环数 减少，即造成采煤工作量降低。车铲比的合理取值大致可由以下公式（２）得出：
M＝（T周－Tz）/ Tz （２）
综合以上的理论分析，结合黑岱沟露天煤矿生产过程中车铲配合的现状，可以发现黑岱 沟露天煤矿的车铲比存在不合理的情况。
1.3.2 勺容比E：运输卡车厢斗容积V车和电铲勺斗容积V铲之间的比值就是勺容比E，即 ：
E＝V车 / V铲 （３）
E取值的大小，对露天矿车铲的选型、匹配有重要的影响。E的取值可以从两个方面来考虑： 从挖掘机利用率出发，车型大一些有利，这样能够减少汽车在工作面等待、入换次数，也就 减少了卡车在工作面的等待时间、入换时间，从而也就增加了挖掘机的纯装车时间的比重， 提高了生产的效率。从卡车运行利用来说，车型过大，将使得装车时间在卡车循环中的比重 加大，降低了运行时间的比重，而车型较小在每年完成一定量的生产任务的情况下，就会需 要投入大量的卡车，就使得露天矿的车流密度高，相互之间的影响大。对于E的合理值国内 外都已作过研究，认为：①E的值应随运距的增大而有所加大；②对大型挖掘机，E可取较小 值；研究表明，当V铲大于14m3时，E的取值为3.0～5.0比较合理。黑岱沟露天煤矿目前采 用的采煤设备主要是WK-35( 勺斗容积经过改装后达到46m3) 、6#395B(勺斗容积经过改装 后达到42m3)，992G用作辅助设备上煤（勺斗容积为14m3）而现在用来上煤的三种自卸 汽车的载重分别为108T、154T和经过改装的154T，经过换算容积大约为65m3、95m3和 135m3。目前的配车主要是992G-108T、WK-35-大斗154T、6#395B-108T或154T，勺容比E的 值分别为4.6、3.0和1.5～2.5。除了992G和108T的匹配比较合理、其余两种配车方式都存 在不合理的现象。
2 优化方案
2.1 优化拉斗铲的生产
加大工作线长度，减少走铲的次数；加强拉斗铲工作平盘的准备工作，为拉斗铲的作业提供 充足的工程量，加强对拉斗铲的管理，尽可能增加拉斗铲的露煤量。露出的煤量越多，下部 的采煤就可以安排几台采煤设备同时作业，它们之间的相互影响也能适当降低。
2.2 优化上煤通道
在煤沟有限的空间内布置多台采煤设备同时作业，运煤卡车在运行过程中相互影响。应尽量 避免两台设备在同一个平台作业，由于两台设备相互之间的距离很近，在同一个平台就会造 成上煤通道局部的车流密度很高，相互交叉运行，存在着极大的安全隐患；在行车速度方面 ，不同车型的行车速度不应相差很大。速度相差太大，就会造成慢车压快车的现象，降低快 车的效率。
2.3 优化车铲比Y、勺容比E
根据露天矿目前的生产状况和运行的设备，提出以下方案使露天矿在车铲比、勺容比方面达 到最优化状态，提高露天矿采煤工作的整体效率。
2.3.1 108T自卸卡车配合992G，E值为4.6。考虑到露天矿目前用来上煤的108T自卸卡车基 本达到使用寿命，可以将其中的一部分老化的、状态不好的淘汰，选择状态最好的配合992G 用来上煤；
2.3.2 大斗154T自卸卡车配合WK-35或大斗154T自卸卡车配合6#395。E值为3.0或3.5，目前 露天矿上煤的主力设备WK-35是从哈尔乌素露天煤矿借调的，一旦哈矿的生产达到设计的能 力，WK-35归还哈矿。归还前大斗154T自卸卡车配合WK-35，归还后大斗154T自卸卡车配合6# 395。
2.3.3 154T自卸卡车配合6#395B或154T自卸卡车配合其他采煤设备，E值为2.5或3.5。在WK -35归还哈矿之后，需要从上部调一台剥离铲采煤，无论是395B或P&H2800等，用154T自卸卡 车与之相匹配都可行。
2.3.4 在淘汰老化的108T自卸卡车的同时，要引进性能优良的新卡车解决露天矿运输设备 短缺的问题， 同时，继续改装154T自卸卡车用于上煤，逐步淘汰性能不佳的108T自卸卡车 。
该方案中的配车方式虽不能达到理论上最合理的E＝3.0～5.0的状态，结合露天矿的实际生 产情况，也能达到优化采煤系统，提高生产效率的效果。在确定相对合理勺容比的条件下， 结合实际生产中上煤的运距、装车时间等因素可以确定出比较合理的车铲比。
3 结束语
综上所述，优化露天矿的上煤系统有不同的方式，结合露天矿实际生产情况，加强对拉斗铲 的管理，合理的布置采煤设备的作业位置，积极调整采掘和运输设备的配合情况，对于采煤 系统的优化，提高露天矿采煤系统的效率还是能起到很好的效果。
［参考文献］
［1］ 露天采矿手册（汽车运输部分）［S］.北京：煤炭工业出版社，1984.
［2］ 汽车运输［M］.沈阳煤炭设计院，1975.
［3］ 交通工程［M］.北京：人民教育出版社，1980.
［4］ 骆中洲.露天采矿学［M］.北京：中国矿业大学出版社，1986.