曲江區背戶山礦區水泥用石灰巖礦主要設備選型

周雁飛

（臺泥 （英德） 水泥有限公司 513000）

曲江區背戶山礦區水泥用石灰巖礦為臺泥（韶關）水泥有限公司1條日產6000噸熟料生產線所需石灰石的原料礦山。依設計水泥廠的運轉率設定為85%（310日），石灰石松方水分設定為2%，石灰石也可作為水泥摻配料使用，為了滿足產能的要求，此處預留5%的用量。熟料生產線年需供應石灰石量：270.8萬噸=1條×6000t/d（熟料）×310日/年×1.51(生熟比）×0.90（石灰石配比）÷（1-2%）（水分）×（1+5%）（水泥摻配料）。

參照國內同類型大型礦山經驗，礦山的開采損失率設定為1%，礦山開采不均衡系數1.1。本石灰石礦山的設計開采能力為：300萬噸/年=273.6萬噸/年×1.1（不均衡系數）÷(1-1%)（損失率）。

根據地質勘探報告內容，水泥用石灰巖礦（332+333）資源儲量：103153kt；夾石剝離總量為6092018m3，剝采比為 0.158：1。但全礦區礦石、夾石厚度加權平均化學成分為CaO 48.19%，MgO 1.09%，石灰石品質能滿足新型干法窯的生產需求，未來礦山固體廢棄物零排放因此選型不將剝土量列入礦場設備產能的預估，未來再視實際發生增加設備。

1 鉆機設備

礦山臺階高度為15m，為降低爆破成本，鉆孔孔徑計劃采用小孔徑鉆頭，選用鉆頭孔徑范圍由127mm－152mm，本報告將以140mm鉆孔直徑來進行鉆機參數計算。

深孔爆破參數為：最小抵抗線4.5m，孔距6m，排距4.5m，超深1.5m。鉆孔延米的爆破量為65.78t/m=4.5m×6m×15m×2.68t/m3÷(15+1.5)m。根據礦山開采能力，每年需鉆孔數量：4.56萬m=300萬/噸÷65.78t/m。

因礦山屬于卡斯特地貌，溶洞較多，參照同類型礦冊，潛孔式鉆巖機可用于本礦場并可達到設計孔徑的要求。目前國內大型石灰石礦場多采用Atlas FlexiROC D50 鉆機。

D50鉆機年產能：4.72萬m/年=鉆進速率×鉆進效率×有效工時×310d/年=28m/hr×80%×（8hr/d×85%）×310d/年，1臺該型號鉆機一班作業可滿足其生產能力。

建議采用的潛孔式鉆機1臺Atlas FlexiROC D50或其他同級品。

2 鏟裝設備

礦山的采場臺階高度為15米高，爆破后石堆進行鏟裝作業時，輪式鏟裝機在大約2/3部份的鏟裝效率非常理想，但進行到石堆內部被壓復部分時，因輪式鏟裝機的掘進能力較差，鏟裝效率便開始降低，因此未來鏟裝設備的配置會考慮輪式鏟裝機搭配反鏟挖掘機。

反鏟挖掘機擬選定與輪式鏟裝機相同品牌的小松PC460-8來搭配，輪式鏟裝機及反鏟挖掘機的相關能力及配置如下表；

另根據所求出的鏟裝機組合：1臺WA500-6+1臺PC850（總投資820萬元，單位投資2.73萬元/噸），1臺WA470-2+1臺PC850（總投資660萬元，單位投資2.2萬元/噸），1臺WA470-2+2臺PC460（總投資680萬元，單位投資2.27萬元/噸），2臺WA470-2+ 1臺PC460（總投資580萬元，單位投資1.93萬元/噸）

表 1鏟裝機相關能力及配置

將每種組合的投資總額及標準單位投資額求出，我們發現初期的投資以組合方式（1臺WA470-2+1臺PC850）最低，其次以組合（2臺WA470-2+ 1臺PC460）方式次低。但考慮礦山石灰石生產將采用高低品位進行搭配，為保證品質的穩定性。建議輪式鏟裝機采用2臺WA470-2或其他同級品，建議反鏟挖掘機采用的1臺PC460或其他同級品。

3 運輸設備

依據上節鏟裝機選型結論必需搭配35噸級的卡車，35噸級卡車的斗容為24M3，第一年礦場平均運輸道路距離為2.2km，礦場的道路設計要求坡度小于6.5%以下，運輸常態為重車下坡，空車上坡，估算以平均下坡速度為25km/hr，平均上坡速度為20km/hr，若輪式鏟裝機平均每卡車的裝車時間為56sec/pass×6pass/車＝336sec/車（占2/3產能），挖掘機平均每卡車的裝車時間為54sec/pass×9pass/車＝486sec/車（占1/3產能）；等待、定位及卸料時間平均預估為2.5min,平均卡車的產能為:373,240t/年。

表 2 35噸級卡車的產能估算

未來礦場開采是由最高點開始開采，碎石機位置預計設標高145米處，卡車的運輸的常態為重車下坡，空車上坡，未來卡車的選擇其剎車性能要列入考慮的要項，剎車性能差除了回造成危險外，還會使單位產能降低，建議采用的35噸級的卡車為小松HD325或其他同級品。