摘要:本文主要介紹采用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的開采機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/,經(jīng)過不同組合后,能夠形成的5種機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/化和半機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/化開采花崗石的開采系統(tǒng)。以開采三立達(dá)翡翠綠花崗石為例,介紹了不同組合方式所需要的開采設(shè)備和工藝流程;估算每種開采方法的直接開采成本,并分析開采成本與荒料率的關(guān)系。分析對(duì)比5種開采系統(tǒng)的工藝特點(diǎn),礦山適用性等。
一、計(jì)算依據(jù)和假設(shè)條件
1、開采對(duì)象
開采對(duì)象為高硬度、比較難于切割的三立達(dá)翡翠綠花崗石。
2、計(jì)算依據(jù)
如手持式鑿巖機(jī)和大孔徑鑿巖機(jī)的鑿巖速度,火焰切割機(jī)的切割速度,金剛石串珠繩的壽命和切割次序,金剛石鋸片的切割效率和壽命等與直接開采成本計(jì)算有關(guān)的技術(shù)依據(jù),均來源于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)這些設(shè)備和刀具的廠家,以及包括三立達(dá)翡翠綠花崗石在內(nèi)的國(guó)內(nèi)不同花崗石礦山的實(shí)際使用數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)全部是針對(duì)高硬度崗石開采作業(yè)時(shí)所達(dá)到的技術(shù)參數(shù),以及筆者在實(shí)際作用使用過程中記錄的實(shí)際數(shù)據(jù)。上述開采設(shè)備的價(jià)格、刀具、鋼釬、釬頭、導(dǎo)爆索等消耗材料的價(jià)格、消耗量,以及開采工時(shí)、輔助工時(shí)等成本均按照2005年的實(shí)際價(jià)格,并針對(duì)高硬度花崗石的實(shí)際消耗指標(biāo)。
3、假設(shè)條件
(1)排孔鉆鑿長(zhǎng)度計(jì)算的假設(shè)條件
分離體鉆孔間距按照30cm計(jì)算,荒料解體整形鉆孔間距按照20cm計(jì)算。
每個(gè)分離體只有一個(gè)水平底面、兩個(gè)垂直側(cè)面共三個(gè)分離面,所以各分離體之間無“共面”借用。
假設(shè)荒料的一個(gè)垂直立面(大面)可借用分離體的切割面或自由面,或者借用荒料之前相互共用面,其他面都需要彩鉆孔后分離。按照排孔鑿巖解體時(shí)荒料的體積3.2x1x1.8立方米計(jì)算,一個(gè)垂直側(cè)立面占整個(gè)表面積的26.8%,假設(shè)該產(chǎn)鉆孔的“共面”系數(shù)f=0.27(基本與三立達(dá)翡翠綠礦山開采統(tǒng)計(jì)相吻合),鉆孔長(zhǎng)度計(jì)算時(shí),也按照這個(gè)比例相應(yīng)地減少。“共面系數(shù)”只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù),與礦體條件、開采方法、荒料的規(guī)格、荒料率有關(guān),為簡(jiǎn)化計(jì)算,將其作為一個(gè)常數(shù)考慮。daiyun333.com
(2)導(dǎo)爆索長(zhǎng)度計(jì)算假設(shè)條件
按照分離體鉆孔的長(zhǎng)度,再加上荒料解體實(shí)際需要的長(zhǎng)度計(jì)算導(dǎo)爆索的使用長(zhǎng)度。
(3)火燒面和串珠鋸切割面計(jì)算條件
對(duì)分離體進(jìn)行火燒和串珠鋸鋸切面積的計(jì)算與排孔鑿巖的鉆孔面計(jì)算相同,也按照分離體無“共面”借用。為了便于對(duì)比,在火焰或串珠鋸切割與孔鑿巖結(jié)合導(dǎo)爆索控制爆破開采是,其荒料體積也按照上面的尺寸計(jì)算,解體荒料時(shí)的共面系數(shù)也f=0.27計(jì)算。
使用串珠鋸全鋸切開采時(shí),對(duì)荒料分解和整形時(shí),按照對(duì)荒料的六個(gè)面全部鋸切,并假設(shè)荒料的一個(gè)垂直側(cè)立面可借用分離體的面或面,荒料的其他面需要金屋藏嬌后才能形成,荒料切割的“共面”系數(shù)也假設(shè)為f=0.27。
在三立達(dá)翡翠綠花崗石礦山金剛石串珠鋸全鋸切開采作業(yè)中,在一年中分三次對(duì)開采的礦體毛文體積、采出的成品荒料體積,進(jìn)行的湮沒無聞垂直交匯孔鉆鑿長(zhǎng)度、鉆孔速度、串珠繩的消耗數(shù)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),每次的結(jié)果基本相同。所以在計(jì)算串珠鋸全鋸切開采的直接成本時(shí),也可以利用這些實(shí)際的數(shù)據(jù)作為計(jì)算的依據(jù)。
串珠鋸配合圓盤鋸式荒料切石機(jī)開采時(shí),串珠鋸鋸切分離體底面,不考慮“共面”問題。雖然在圓盤鋸鋸切分離體的側(cè)面和解體荒料時(shí),荒料的一個(gè)側(cè)立面可以與分離體水平“共用”;另一個(gè)垂直側(cè)立面與上一個(gè)分離體水平面“共用”,但采用圓盤鋸鋸切開采時(shí),是根據(jù)其對(duì)礦體分割鋸縫長(zhǎng)度計(jì)算開采成本,所以與荒料的表面面積無關(guān)。因此,在整形荒料時(shí)也無須考慮“共面”因素的影響。中國(guó)http://www.stonebuy.com石材http://www.stonebuy.com/網(wǎng)-www.stonebuy.com-石材http://www.stonebuy.com/標(biāo)準(zhǔn)
(4)動(dòng)力方式
本文介紹的鑿巖動(dòng)力均來自電動(dòng)式空壓機(jī),并以電能消耗作為計(jì)算鑿巖動(dòng)力的成本。
(5)年工作時(shí)間
計(jì)算開采設(shè)備數(shù)量時(shí),按照每年10個(gè)月,每月30個(gè)工作日,每個(gè)工作日單班8H生產(chǎn)計(jì)算。
4、直接開采成本的內(nèi)容
直接開采成本包括了直接開采機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/設(shè)備的動(dòng)力消耗成本,如鑿巖機(jī)、串珠鋸、空壓機(jī)等;如鉆頭、釬桿、串珠鋸、導(dǎo)爆索等直接開采用消耗材料的成本;上述設(shè)備操作人員和直接輔助人員的工資成本,開采設(shè)備及開采輔助設(shè)備的折舊成本(根據(jù)設(shè)備不同折舊年限4~8年)。
因?yàn)榈V體條件的差異,礦山外部條件和礦山所在地域的不同,礦山彩的運(yùn)輸和吊裝方式不同,設(shè)備使用操作的熟練程度等因素的不現(xiàn)。所以,本文在計(jì)算時(shí)未包括分離體位移、翻倒、荒料裝運(yùn),開采設(shè)備和輔助設(shè)備的維修費(fèi), 遇及其操作人員的工資成本,開采過程中的剝離費(fèi)用,礦山管理費(fèi)用,工程機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/的折舊費(fèi)用,礦權(quán)購買,礦山前期剝離工程的投資,以及礦山基建投資的回收成本,支付地方的費(fèi)用等。
二、不同開采方法的直接開采成本計(jì)算
(一)排孔鑿巖結(jié)合導(dǎo)爆縈控制爆破開采
1、開采工藝方法
排孔鑿巖結(jié)合導(dǎo)爆縈控制爆破是花崗石形體的傳統(tǒng)方法,目前國(guó)內(nèi)外許多礦山仍在使用這種方法開采花崗石,這種方法非常適用于劈裂性好、礦體完整的花崗石礦山。基工藝方法如下:
(1)分離體的分離
采用手持式鑿巖機(jī)人工鉆鑿排孔,結(jié)合導(dǎo)爆索三面控制爆破的方法,將分離體從礦體上分離。
(2)分離體的翻倒
在挖掘機(jī)、裝載機(jī)或慢動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的協(xié)助下,將分離體翻倒。
(3)分離體的解體和整形
仍然采用手持鑿巖機(jī)人式鉆鑿排孔,結(jié)合導(dǎo)爆索控制爆破的方法,對(duì)翻倒的分離全進(jìn)行解體和荒料的整形作業(yè)處理。中國(guó)http://www.stonebuy.com石材http://www.stonebuy.com/網(wǎng)-www.stonebuy.com-國(guó)內(nèi)石材http://www.stonebuy.com/
(4)荒料的吊運(yùn)
在挖掘機(jī)、裝載機(jī)、抱桿吊、桅桿吊或慢動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的幫助下,將成品荒料位移到采面的荒料堆場(chǎng),裝車運(yùn)出。
2、成本計(jì)算方法和計(jì)算依據(jù)
(1)鉆孔總長(zhǎng)度計(jì)算
開采該分離體的鉆孔長(zhǎng)度分成兩部分。第一部分鉆孔是分離體的水平面和兩個(gè)垂直面上鉆鑿的排孔;第二部分鉆孔是在開采所有荒料上鉆鑿的排孔。
(2)鉆孔時(shí)間計(jì)算
采用18~24kg的手持式鑿巖機(jī)人工鉆鑿“翡翠綠”花崗石的速度按照2.5m/h計(jì)算。
(3)鉆孔電力消耗計(jì)算
本計(jì)算按照電動(dòng)式空壓機(jī)計(jì)算鑿巖動(dòng)力消耗,6m3/min空壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率是40kw,3m3.min空壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率是22.8kw,電動(dòng)機(jī)的實(shí)際消耗功率大約是額定驅(qū)動(dòng)功率的80%。
(4)導(dǎo)爆索長(zhǎng)度計(jì)算
導(dǎo)爆索長(zhǎng)度計(jì)算基本按照每個(gè)鉆孔滿裝,并加上引線的長(zhǎng)度的原則進(jìn)行,與總鉆孔長(zhǎng)度的計(jì)算方法相同,區(qū)別在于需要在每個(gè)鉆孔和每個(gè)爆破面上增加引線的長(zhǎng)度。導(dǎo)爆索填放孔的長(zhǎng)度計(jì)算也分兩部分進(jìn)行:第二部分是全部荒料上的排孔。計(jì)算第二部分荒料各面需要的導(dǎo)爆索長(zhǎng)度時(shí),鉆孔的計(jì)算方法與前面介紹的荒料各面鉆孔長(zhǎng)度計(jì)算方法相同。
(5)工時(shí)計(jì)算
工時(shí)分成鉆孔鑿巖工時(shí),導(dǎo)爆索安放和起爆工時(shí),以及輔助工時(shí)三個(gè)部分。鉆孔工時(shí)前面已經(jīng)介紹;導(dǎo)爆索作業(yè)時(shí)間是按照作業(yè)面積和人工作業(yè)速度計(jì)算的。輔助工作時(shí)間大約是作業(yè)時(shí)間的8%。www.stonebuy.com/news
(6)其他消耗材料
按照總鉆孔長(zhǎng)度計(jì)算釬桿和釬頭的消耗成本,花崗石用硬質(zhì)合金釬頭的大約是16元/個(gè),釬桿的價(jià)格是26元/m。
(7)設(shè)備折舊成本計(jì)算
只計(jì)算鑿巖機(jī)、空壓機(jī)等礦山開采設(shè)備的投資進(jìn)行設(shè)備折舊,按照5年期折舊提成回收,殘值10%計(jì)算。參考礦山設(shè)計(jì)年產(chǎn)量和5年期間的總產(chǎn)量,計(jì)算出開采單位體積荒料的設(shè)備折舊成本。
(8)直接開采成本計(jì)算
開采每場(chǎng)分離體的直接開采成本包括:鑿巖機(jī)鉆孔電能消耗成本,導(dǎo)爆索消耗成本,釬桿和釬頭消耗成本,鑿巖機(jī)、導(dǎo)爆索作業(yè)工時(shí)及輔助工時(shí)成本,開采設(shè)備折舊成本。
3、直接開采成本
排孔鑿巖結(jié)合導(dǎo)爆索控制爆破開采方法,分離體體積、開采荒料率和直接開采成本見表1,直接開采成本與荒料率的關(guān)系見圖2.
(二)火焰切割配合排孔鑿巖結(jié)合控制爆破開采
1、開采工藝方法
火焰切割機(jī)配合排孔鑿巖,結(jié)合導(dǎo)爆索控制爆破是目前使用最多的花崗石開采方法。
(1)分離體的分離
采用火焰切割機(jī)分離一個(gè)小的垂直立面,人工操作手持式鑿巖機(jī)在分離體的水平底面和另一個(gè)圈套的垂直立面上鉆鑿排孔,結(jié)合導(dǎo)爆索雙面控制爆破的方法,將分離體從礦體上分離。
(2)分離體的翻倒
在挖掘機(jī)、裝載機(jī)或慢動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的協(xié)助下,將分離體翻倒。
(3)分離體的解體和整形
仍然采用手持鑿巖機(jī)人工鉆鑿排孔,結(jié)合導(dǎo)爆索控制爆破的方法,對(duì)翻倒的分離體進(jìn)行解體和荒料的整形作業(yè)處理。
(4)荒料的吊運(yùn)
在挖掘機(jī)、裝載機(jī)、抱桿吊、桅桿吊或慢動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的幫助下,將成品荒料位移到采面的荒料堆場(chǎng),裝車運(yùn)出。
2、成本計(jì)算方法和計(jì)算依據(jù)
(1)鉆孔總長(zhǎng)度計(jì)算
計(jì)算方法與前述內(nèi)容相同,只是需要送去火燒面上活力的鉆孔數(shù)量。也分成分離體的湮沒無聞底面和一個(gè)圈套的垂直立面上鉆鑿的排孔統(tǒng)計(jì),以及從該分離體上取得全部荒料上鉆鑿的排孔統(tǒng)計(jì)。全部荒料上的排孔計(jì)算方法與前面相同。分離體每個(gè)面上鉆孔間距按照30cm計(jì)算,每塊荒料面上鉆孔間距按照20cm計(jì)算。鉆孔布置要求與前述開采方法相同。
(2)火燒面的成本計(jì)算
——面積:等于面積比較小的分離體垂直側(cè)立面。
——作業(yè)成本:按照火燒人工費(fèi)45元/m2.平均火燒效率1~1.5M2/h,柴油消耗平均47L/M2,0#柴油價(jià)格0元/L計(jì)算火燒面的成本。
(3)分離體解體、整形鉆孔時(shí)間計(jì)算
進(jìn)行分離體解體、荒料整形的鉆孔時(shí)間,與前述采用排孔鑿巖導(dǎo)爆索控制爆破時(shí)相同。
(4)鉆孔電力消耗計(jì)算
鉆孔時(shí)電動(dòng)式空壓機(jī)的鑿巖動(dòng)力消耗計(jì)算與前述內(nèi)容一樣。
(5)導(dǎo)爆索長(zhǎng)度計(jì)算
導(dǎo)爆索長(zhǎng)度計(jì)算方法與前述內(nèi)容相同,只是在計(jì)算爆破面時(shí),應(yīng)減去的分離面。
(6)鉆孔工時(shí)計(jì)算
除了減去火燒面上省略的鉆孔鑿巖工時(shí)和導(dǎo)爆索作業(yè)工時(shí)外,其余工時(shí)內(nèi)容和計(jì)算方法與前述相同。
(7)其他消耗材料
釬頭和釬桿的消耗計(jì)算與前述內(nèi)容相同
(8)設(shè)備折舊成本計(jì)算
只計(jì)算鑿巖機(jī)、空壓機(jī)等礦山開采設(shè)備的投資進(jìn)行設(shè)備折舊,按照6年期折舊提成回收,殘佱10%計(jì)算。按照礦山設(shè)計(jì)年產(chǎn)量和6年期間的總產(chǎn)量,計(jì)算出開采單位體積荒料的設(shè)備折舊成本。
(9)總成本計(jì)算
開采每塊分離體的直接開采成本包括:火焰切割機(jī)火燒分離體垂直成本,鑿巖機(jī)鉆孔電能消耗成本,導(dǎo)爆索消耗成本,釬桿和釬頭消耗成本,鑿巖機(jī)、導(dǎo)爆索作業(yè)工時(shí)及輔助工時(shí)成本,開采設(shè)備折舊成本。
3、直接開采成本
火焰切割機(jī)配合排孔鑿巖結(jié)合導(dǎo)爆索控制爆破開采,分離體體積、開采荒料率和直接開采成本見表2,開采成本與荒料率的關(guān)系見圖4.
(三)金剛石串珠鋸配合排孔鑿巖結(jié)合導(dǎo)爆索控制爆破開采方法
1、開采工藝方法
串珠鋸配合排孔鑿巖,結(jié)合導(dǎo)爆索控制爆破是替代火焰切割開采花崗石的先進(jìn)開采方法。
(1)分離體的分離
為了便于與火焰切割開采法對(duì)比,本文只介紹金剛石串珠鋸切割分離體的湮沒無聞底面,人工操作手持式鑿巖機(jī)在分離體的另外兩個(gè)垂直立面上鉆鑿排孔,結(jié)合導(dǎo)爆索雙面垂直控制爆破,將分離體從礦體上分離的方法。也可以采用串珠鋸切割一個(gè)垂直面。采用雙面爆破將其余湮沒無聞和另一個(gè)垂直面分離的方法。還可以采用串珠鋸切割一個(gè)垂直面和水平底面,采用單面爆破將剩余的另一個(gè)垂直面分離的方法。如果條件允許學(xué)可以使用串珠鋸將分離體與礦體連接的三個(gè)面都切割分離,然后再使用排孔鑿巖結(jié)合控制爆破的方法將分離體解體的開采方法。
(2)其他步驟
分離體的位移和翻倒,分離體的解體和整形,荒料的吊運(yùn)等工藝步驟與采用火焰切割開采法相同。
2、成本計(jì)算方法和計(jì)算依據(jù)
(1)分離體分離面上排孔總長(zhǎng)度計(jì)算
計(jì)算方法與前述內(nèi)容相同,只是需要減去串珠鋸鋸切的水平面上省略的鉆孔。分離體其他兩個(gè)垂直面上的鉆孔數(shù)量,鉆孔間距和鉆孔數(shù)量的計(jì)算也與前面火焰切割開采方法相同。
(2)串珠鋸切割面的成本計(jì)算
串珠鋸的切割面積等于分離體的水平底面面積,其切割作業(yè)成本包括直徑30mm交匯孔的鉆鑿成本、串珠鋸的切割水平面的成本。中國(guó)http://www.stonebuy.com石材http://www.stonebuy.com/網(wǎng)-www.stonebuy.com-花崗石
a、徑60mm大孔經(jīng)鑿巖機(jī)的鉆鑿成本:主要計(jì)算空壓機(jī)的耗電成本,鑿巖人工費(fèi)用,直徑60mm鉆孔用鑿巖機(jī)的鉆頭和鉆桿的消耗本。直徑60mm鉆孔使用專用的大孔徑定位鑿巖機(jī),只需保證充足的氣壓和供氣量即可滿足鉆鑿翡翠綠花崗石的要求。其耗氣量等于12~15M3/min,所以需要使用2臺(tái)6M3/min和1臺(tái)3M3/min空壓機(jī)并聯(lián)才能滿足使用要求。3臺(tái)空壓機(jī)的電機(jī)功率等于103KW,實(shí)際耗電功率為總驅(qū)動(dòng)功率的80%。
b、串珠鋸切割成本:包括串珠繩消耗、串珠鋸電費(fèi)消耗和操作者人工費(fèi)用。當(dāng)串珠繩驅(qū)動(dòng)飛輪的平均工作電流為42A時(shí),串珠鋸的實(shí)際消耗功率大約等于其主電機(jī)額定功率的52%。
(3)其他計(jì)算
像分離體分離、解體、整形的鉆孔時(shí)間計(jì)算,分離體分離、解體、整形鉆孔電力消耗計(jì)算,導(dǎo)爆索長(zhǎng)度和布置導(dǎo)爆索的工時(shí)計(jì)算,分離體及荒料鉆孔分離消耗的釬頭和釬桿的消耗計(jì)算的內(nèi)容、計(jì)算方法與采用火焰切割法時(shí)相同。
(4)設(shè)備折舊成本計(jì)算
根據(jù)串珠鋸、大孔徑鑿巖機(jī)及其輔具的總投資,按照6.5年期折舊提成回收,殘值10%計(jì)算。按照礦山設(shè)計(jì)年產(chǎn)量和6.5年期間的總產(chǎn)量,計(jì)算出開采單位體積荒料的設(shè)備折舊成本。
3、直接開采成本
串珠鋸配合排孔鑿巖結(jié)合導(dǎo)爆索控制爆破開采,分享體體積、開采荒料率和直接開采成本見表3,開采成本與荒料率的關(guān)系見圖6.
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