电动液压铲在露天矿山的运用与维护管理

电动液压铲在露天矿山的运用与维护管理

樊志鹏、李国强、朱雷涛

内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司 内蒙古包头市014080

摘要：随着露天开采规模的增加，大型矿山设备的投入比例也相应增加。因此，如何高效、经济地使用大型露天矿设备是当前重要研究方向。

关键词：电动液压铲；露天矿山；维护管理

在大型露天矿中使用电铲可发挥其铲装效率高的优势，而且企业在设备规模化、现代化后也面临着一系列管理难题，只有从使用、维修、管理等方面探索适应其实际使用条件的方法，不断优化生产工艺，改善作业条件，探索维护管理措施，才能最大限度地提高电铲作业效率。

一、露天矿山的特点

露天矿山是采用露天开采方式开采矿产资源的生产经营单位，其主要生产系统有开拓和运输系统、穿孔爆破和采装系统、排土系统、防水和排水系统，以及破碎、选矿、机修、汽修、供电、供水、炸药制备、尾矿库等生产车间，有些矿山还有复土造田系统。

露天矿山有开放性与季节性特点，矿区的地质条件、地理环境、气候、天气等是采矿工作开展的影响因素，此外，矿区与外界相连，使矿区的安全不仅关乎作业人员安全，还关乎矿区周边场地的整体安全。露天矿山作业人员具有流动性特点，尤其是一线开采人员流动性大，人员整体素质、人员安全意识水平参差不齐。

二、露天矿山的安全现状

自新中国成立以来，我国大力发展重工业，为矿业发展提供了适宜发展环境。与其它行业相比，由于露天矿山开采基本上是非危险的金属或非金属材料，因此政府对该行业安全监管力度弱。此外，大多露天矿山年开采规模小，但部分矿山为经济利益，仍超规模开采，由于技术的落后及安全管理的松懈，存在巨大安全风险，无法保障开采人员生命安全。

生产装备和设备的落后、混合使用车辆等现象常见，大量的安全管理问题层见叠出，一旦出现，安监部门只会严格监管一段时间，随后又开始松懈，因此矿山开采安全管理问题无法得到根治。矿山企业只注重经济效益，忽略人身安全，无法投入大量资金参与安全管理，未对员工进行相关安全技术培训，导致生产时出现大量违章作业，造成人员伤亡，从而引发地质灾害。

三、电铲使用条件与运行效率

电铲具有铲斗容积大、机身与工作半径大的特点，对露天矿山采掘工作面大小及平整度提出了较高要求，并且为充分利用高达10000m/台班的电铲理论生产能力，要研究铲装设备配套及爆破作业方式等关键要素。

1、剥离作业面要求。经生产技术人员研究发现，与中小型液压挖掘机常用的“之”形采掘推进方式不同，电铲采用了条带式推进方式挖掘效率高。基于条带式挖掘，经收集实测的电铲作业最大挖掘半径与高度、卸载高度，计算出电铲采掘带宽度为20m，结合配套运输设备的最小转弯半径、车辆尺寸、道路至外侧坡顶线距离、台阶坡底线至内侧道路距离等参数，计算出电铲最小工作平台宽35m。

2、铲装设备的配套使用。一般情况下，小型液压挖掘机不与大型运输设备搭配使用，避免运输设备待装导致低效高耗弊端，而且电铲铲装效率有效利用应避免与小型运输设备配套使用，缩短运输设备进出装车位时间，并根据运输距离测算合理挖掘设备和运输设备数量搭配。研究表明，使用100t级矿用卡车与电铲配合完成铲装作业是当前较合理配套方法。基本设备参数：电铲型号R9250，铲斗容积15m，最大挖掘半径15.5m，最大挖掘高度15.2m，最大卸载高度10.3m；卡车TR100，堆装容积57m3，额定载重量91t，外形尺寸10820mm×5151mm×4850mm，最大爬坡度30%。

研究发现，运输设备进出装车位不同运行路线对电铲运行效率有不同影响。公司常用环形调车与双折返式调车方式：环形调车方式能节省更多调车时间，双折返式调车能使电铲连续作业，有效节省电铲停机等车入换时间，所以需按实际情况将两种方式结合起来以提高电铲效率。

3、爆破作业方式。爆破效果对电铲挖掘效率影响大，若岩石破碎效果及松散性差，大块率高，导致铲装效率低。经引入毫秒延时导爆雷管、磁电雷管、空气间隔器、中继起爆具等爆破设备，孔内装药结构运用间隔装药，并延时起爆，另外，进行孔外延时，实现微差爆破。不同区域设不同孔网参数爆破，降低炸药单耗，增加延米爆破量，提升爆破质量，提高电铲挖掘效率。

四、电铲的维修保养

1、日常点检及定期维护。电铲与其它液压挖掘机在能量传递方面不同，将电能转换为液压能，由液压缸输出机械能，所以电气系统中配置的电动机和动力柜等是其它燃油驱动的液压挖掘机没有的，点检与维护要求不同。此外，电铲动力电压为6kV高压，在日常检查和维护前，佩戴符合绝缘等级要求绝缘鞋与手套，提前检查供电电缆磨损情况。

日常点检包括：①行走系统由履带、终传动、引导轮、托链轮、支重轮、支撑机架等组成，主要检查磨损、裂纹、漏油和减速箱表面温度；②检查回转系统回转齿面润滑脂是否充分；③泵和阀系统检查密封情况及运行噪声情况；④工装系统检查油缸是否浸油或漏油，销轴润滑是否良好，铲斗及开合斗限位是否准确；⑤液压油、齿面润滑脂、工作装置润滑脂、回转减速箱、行走减速箱齿轮油等油箱液位；⑥电气系统除尘清洁，电机检查加注润滑脂。

电铲定期维护与其它液压挖掘机无显著区别，先遵循设备厂家维护建议，严格遵守保养标准定期维护，通常，实际保养时间与理论保养时间差不超50h。另外，采用油品取样检测方法，检测保养时放出油样，判断油中金属磨损颗粒成分、粘度、添加剂、酸碱值等是否超标，若能继续使用，应适当延长使用时间并取样检测跟踪，油品合理更换周期按实际使用情况确定，从而大幅节省设备维护成本。

2、周期性预防性检修。电铲铲装效率高，故障停机损失大，在国内并不常用，一旦需更换部件，需从国外采购，周期达2～4个月，导致长期停机待料损失，因而预防性检修较重要。基于日常点检，参考厂家建议的部件使用寿命周期，及早发现问题，采购备件，减少停机时间，降低维修成本。经点巡检结合油样分析，电铲在处理液压油缸密封异常、减速机磨损、液压泵磨损等时，实现了隐患早发现、备件早准备、故障早检修目标，达到了预防性检修目的。

3、备件国产化。目前，国内装备制造业取得了重大进展，液压和电气部件达到较高水平。对于大型进口设备备品备件，有必要走国产化道路。电铲是从欧洲进口设备，与国内同类设备相比，其备件昂贵。从技术角度看，易损件国产化技术简单，国内有许多具备生产资质厂商，易于实施，如铲斗及其附件(斗齿、齿根等)。液压油缸国产化方法在我国可行，可定制电铲开合斗油缸和铲斗油缸，虽然其寿命比原装油缸短，但总体成本降低了数百万元。在电气系统方面，国内技术较成熟，具备充分的电气系统改造及部件国产化条件。

4、旧件修复再利用。基于当前工业发展及创新，出现了新材料和新工艺，以及电铲备件昂贵的问题，要使用新材料及新工艺来修复旧件，延续备件使用寿命，降低电铲应用成本。自引进电铲后，不断探索旧件修复价值，电铲铲斗价格约300万人民币，根据公司矿岩情况，在正常磨损下可使用(3～4)a，但经在铲斗内外加焊耐磨钢板进行防护，预计使用寿命可达(6～7)a；采用金属粉芯焊丝堆焊加固磨损斗齿、引导轮等部件，每年可减少备件成本40余万元。引导轮及驱动齿圈在使用中不断磨损，配合面尺寸减小，焊接修复方法是使用合适的焊材对磨损面进行多层表面堆焊，使焊材和母材得到良好敷熔、填充、硬化，使填充量与磨损量相当，恢复旧件尺寸到新件的标准，以满足使用要求。

总之，国内大型矿山常作为企业的原料基地，在企业长期发展规划中承担着为企业提供稳定的原料供应、保证下游机组正常生产、降低整体运营成本重要使命。铲装设备作为矿山钻装运等主要生产环节之一，对矿山的正常生产起着重要作用。选择合适的铲装设备能有效提高矿山的生产能力，降低生产成本，为企业创造可观的经济效益。

参考文献：

[1]陈素云.影响电铲挖掘效率的因素分析[J].产业与科技论坛,2020,40(14):93-94.