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露天煤矿穿孔设备选型

柯良雄;海瑞;杨生成【摘要】通过对矿山常用穿孔设备对比，分别对设备动力、成本和工作效率进行分析，综合现有穿孔设备的优缺点,对技术成熟的牙轮钻机和潜孔钻机做以简要叙述，为矿山选择穿孔设备提供参考数据.

【期刊名称】《露天采矿技术》【年(卷)，期】2015(000)011【总页数】3页(P42-44)【关键词】设备选型;动力;成本【作者】柯良雄;海瑞;杨生成

【作者单位】神华集团汝箕沟无烟煤分公司，宁夏石嘴山753004;神华集团汝箕沟无烟煤分公司，宁夏石嘴山753004;神华集团汝箕沟无烟煤分公司，宁夏石嘴山753004

【正文语种】中文

【中图分类】TD422.1

随着露天采矿技术的不断发展，采矿设备的配备要求越来越高。穿孔在露天矿做为首道工序，穿孔成本约占每吨采掘物开采总成本的16%~36%。选择好穿孔设备，对整个露天矿的生产具有重要意义。于是根据钻机性能的不同和矿山开采工艺和地质条件的不同，要有针对性的对穿孔设备选型。穿孔设备的选择除了遵循前述原则和按规模确定设备规格等级外，在选择某种具体设备还应仔细研究设备的结构特点、技术性能、材质情况和制造工艺等［1］。

穿孔设备选型的依据为：①考虑矿山开采规模，根据规模大小决定设备选择；②根据地质构造不同，和矿山具体条件选择；③根据采剥总量和开采工艺；④考虑矿山动力条件。动力源往往决定选用钻机的类型；⑤穿孔设备与装载设备配比；⑥设备工作效率及成本管控。

1钻机的分类

1） 钻机按结构分为架式钻机和臂式钻机。也就是牙轮钻机、潜孔钻机和凿岩机。

架式钻机适应较大工作面，臂式钻机适应较多工作要求，钻机选择设备要适应生产矿井的规模、地质构造，生产条件等［2］。

2） 钻机根据动力分为燃动钻机和电动钻机。燃动钻机以发动机作为动力源，电钻钻机主要电动机作为动力源。燃动钻机移动方便，出动率高，适应较多工作面；电动钻机需矿坑高压环线和移动变压器，寿命长，故障率低，适应较多工作面［2］。

2钻机动力的选择

1） 燃动钻机不受电源限制，移动方便，正常作业涉及的辅助工种人员少，方便管理和生产组织，出动率远高于电动钻机（30%以上）。但是燃动钻机每250h需对发动机及重点部位维护保养，并且定期需对发动机检修，费用较高。

2） 电动机寿命较长，故障低，维护简单，使用成本较低。但是电动钻机较燃动钻机的采购成本高15%。电动钻机需矿坑高压环线、移动变压器及尾缆，并且电动钻机长距离移动需发电车。

从动力方面选择钻机，需充分考虑矿井动力源及矿井规模，若矿井没架空线时只能选择燃动钻机，在选择燃动钻机时，还需考虑矿井开采总量大小及工作面复杂情况，如需移动频繁，开采量较小，可根据具体情况考虑选择潜孔钻机［3-4］。

3钻机穿孔成本的计算

穿孔成本由钻机耗能成本（耗电或耗油）、钻具成本、保养维修成本、人工成本和设备折旧费等构成，耗电或耗油是穿孔成本中占比例最大的。以250mm孔径、563kW、f6、穿孔效率50m/h的钻机为例。耗油和耗电单位成本对比见表1，以年进米20万m的耗电和耗油成本对比见表2。

表1耗油和耗电单位成本对比表单位成本/（元?m-1）耗油单位计算耗电单位计算类别每小时消耗单价每小时穿孔米数/（m-h-1）80L563kW6元/L0.5元/h50m/h509.605.63

表2以年进米20万m的耗电和耗油成本对比类别单位成本/（元?m-1）年进米数/万m合计/万元耗油成本耗电成本9.605.632020192.0112.6

1）钻机的保养费用对比。电动钻机的主电机的月维护保养仅为对其轴承加注润滑脂，费用几乎可以不计。燃动钻机的发动机的月（250h）维护保养内容包括更换机油、空气滤芯、机油滤、水滤、燃油滤等，755HP（1HP=0.75kW）发动机每次保养费用月约3000元，年费用3.6万元。

2）电动钻机与燃动钻机工作量的量化计算。以钻机年300d（6000h）计划时间为例：电动钻机年实际工作时间为2700h；燃动钻机年实际工作时间为4500h。如以穿孔效率50m/h计算燃动钻机年总进米22.5万m，电动钻机年总进米13.5万m。

从成本计算来看，电动钻机使用成本较少，由于钻机移动需拖拽电缆等因素，穿孔效率不及燃动钻机；燃动钻机使用成本较高，移动方便，穿孔效率较高。所以选择燃动钻机和电动钻机需要充分考虑矿山动力条件及采场工作面状况，根据实际条件，从优选择穿孔设备［2,5］。

4钻孔直径的优化选择

设计和生产中，可按照矿山采剥总量与钻孔直径的关系，并结合挖掘机斗容与钻孔直径的关系选择钻机［6］。剥离总量和钻孔直径对比见表3。200mm和25