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液压挖掘机在中小型矿山的应用

摘要本文简要对比分析了液压挖掘机和电铲在鲁南矿业公司的应用情况，阐明了液压挖掘机在中小型矿山，特别是在需要频繁调整采装地点的中小型矿山，具有一定的优越性。
关键词液压挖掘机电铲柴油电能动力电缆

1引言
莱芜钢铁集团鲁南矿业公司是一个中型矿山采选联合企业，年产铁精矿30万t，拥有王峪、上河两个露天采场。王峪露天采场位于山东省沂水县、沂源县交界处，于1977年开始基建，1980年投产，1992年临时停采，2003年底恢复开采，现已开采至154m水平（地表标高+178m），目前矿石生产规模20万t/a。上河露天采场位于山东省沂源县境内，于1990年开始基建，现已开采至130m水平（地表标高+181m），目前矿石生产规模80万t/a。开采矿石为鞍山式贫磁铁矿石，矿石平均品位TFe=36.3%，矿石体重ρ=3.49t/m3，矿石普氏坚硬系数f=10～12。
鲁南矿业公司从建矿至2003年底，一直采用电力驱动正铲挖掘机（以下简称电铲）采装，拥有1m3电铲3台，2m3电铲1台，4m3电铲1台。由于王峪、上河两个露天采场的矿体均呈板状、层状、似层状产出，矿岩互层现象严重，且不同区段矿石的可选性相差较大，再加上选矿厂对矿石供应的平衡性要求较高，对不同可选性矿石的配比要求较严格，导致采装设备在采场内频繁行走，更换作业地点。1台挖掘机1昼夜更换2～3次作业地点，每次行走200～300m的现象时常发生，严重影响了采装效率。针对这种情况，于2003年购进2台柴油机驱动液压反铲挖掘机（以下简称液压挖掘机）：1台1m3液压挖掘机（型号CAT320C）和1台1.7m3液压挖掘机（型号CAT330C），淘汰掉3台1m3电铲，1台4m3电铲,仅保留1台2m3电铲。同时，租用1m3液压反铲1台在王峪采场进行采装。
近些年来，液压挖掘机以其优越的性能在道路修筑、水利工程和房屋建筑等领域中应用越来越广泛，但在露天采矿工程中的应用并不太多。下面就液压挖掘机在鲁南矿业公司的应用情况与电铲做一下对比分析。
2液压挖掘机的主要优点
2.1生产效率高，容易实现分采分装
液压挖掘机很容易实现无级调速，且调速范围大，其最高与最低的速度比可达1000:1。在快速运行时，液压元件产生的运动惯性小，可实现高速反转。液压挖掘机的以上特点决定了其生产效率明显高于电铲，统计数据表明：同样斗容的液压挖掘机与电铲相比，可提高生产效率50%以上。
鲁南矿业公司王峪采场和上河采场矿体的特点为：矿岩互层现象严重、岩石夹层多、多数岩石夹层厚度较小。这就使得很难全部实施矿岩分穿分爆，在某些情况下，不得已实施矿岩混穿混爆。矿岩混穿混爆的结果是：爆堆的矿岩混杂现象严重。为了降低矿石的损失率和贫化率，只有要求挖掘机司机精心操作，分采分装，但由于受电铲性能的限制，分采分装的效果一直不理想。与电铲相比，液压挖掘机，尤其是液压反铲挖掘机，则动作灵活，操作简单、省力，不仅改善了司机的工作条件，而且容易实现矿岩混杂条件下的分采分装。鲁南矿业公司的统计数据表明：在矿岩混杂较严重的情况下，与电铲相比，液压反铲挖掘机采装可使矿石损失率降低1～2%，矿石贫化率降低2～3%。
行走过程简便迅速
鲁南矿业公司王峪采场和上河采场不但矿岩互层现象比较严重，而且不同区段矿石的可选性相差也较大。另外，受采场自身及周边复杂环境条件的制约，一次爆破矿岩量受到严格限制，导致采场爆破作业比较频繁。为了满足选矿厂均衡供矿、合理配矿的要求，以及采场设备避炮的要求，使得挖掘机频繁行走，一昼夜长距离行走2～3次，每次行走200～300m的现象经常发生。由于电铲依赖动力电缆，从固定电源处获取能量，在电铲行走过程中，必须有专人负责拖动动力电缆。人工拖动粗而重的动力电缆既费力又费时，电铲每行走20～30m，就得停下来，等待人工把动力电缆拖动到位，然后再行走。一般情况下，电铲行走250m左右的距离要花费约0.5小时的时间。可见，电铲的长距离行走是比较麻烦的事情。液压挖掘机以柴油为动力来源，取消了粗而重的动力电缆，行走200～300m的距离仅需3～5min的时间。可见，与电铲相比，液压挖掘机的长距离行走简便迅速的多。
挖掘机行走时间的大幅度缩短，不但相应地延长了采装作业时间，提高了生产效率，而且使均衡供矿、合理配矿的及时性得到了保障，为选矿工序的优质高效生产提供了较好的条件。
环境适应性能较好
当传递相同功率时，液压传动装置比机械传动装置的尺寸小、结构紧凑，重量轻，其重量可减轻30～40%。液压系统中设置了各种安全阀、溢流阀，即使偶然出现过载或误操作的情况，一般也不会发生人身事故和损坏设备，即具有传动平稳，工作可靠的特点。工作装置的品种可以扩大，可以配置多种新型的工作装置，一般小型液压挖掘机可配有30～40种替换工作装置。由于具有这