露天礦山設備全面管理流程研究

劉 卓， 吳 智 勇， 張 琳， 沈 佳 興

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

1 概 述

萊比塘露天銅礦位于緬甸實皆省(Sagaing)南部，設計年采剝總量6 900萬 t，其中廢石剝離量為3 865萬 t、礦石開采量為3 035萬 t，破碎站、堆浸場日處理礦石量為9.2 kt/d。項目主要配置了大型牙輪鉆機10臺，大型挖掘機14臺，大型卡車89臺等總計113臺(套)大型采剝設備，加上各類生產輔助設備，該礦山設備已達289臺(套)。

設備管理面臨的突出問題：(1)設備種類多、數量大，全面管理復雜。(2)設備維修保養信息不能及時共享，過程監管難度大。(3)設備運行過程不能全面監督，存在監管盲區。(4)生產原始數據統計準確性偏低，分析不夠全面、徹底，難以對設備管理問題溯源。

2 露天礦山設備全面管理流程

為解決露天礦山設備管理中存在的諸多突出困難及問題，萊比塘銅礦項目部的技術人員探索出了露天礦山設備全面管理流程，該流程主要包括設備采購及入場驗收、操作人員招聘與技術培訓、設備試運行、設備首次保養、日常維修保養、正常運行、設備周期性大修、報廢退場等。該流程實現了設備運行全過程監督、生產數據全方位查詢、維修保養信息及時共享、生產維修數據全面準確分類統計，從而為露天礦山提質增效、高效管理、持續發展奠定了基礎。露天礦山設備全面管理流程見圖1。筆者分項依次對管理流程進行闡述。

圖1 露天礦山設備全面管理流程圖

2.1 采裝運輸設備的管理

2.1.1 前期管理

(1)采購及入場驗收。采裝運輸設備的采購主要根據生產任務及設備報廢退場后的補充計劃進行申報，在通過公司物資采購審批流程后集中統一采購。入場驗收主要是通過審驗相關資質文件、查驗設備是否具有完整的技術文件及合格的審驗流程，并通過建設單位、設備供應商、施工使用單位三方聯合對設備實物進行驗收并在設備管理系統中建立唯一的設備IP,以方便設備系統性流程化管理。

(2)操作人員的招聘及技術培訓。根據設備采購及入場計劃提前按照“統一招聘，擇優錄取”的原則進行操作人員的招聘，必須保證招聘人員的學歷、年齡、身體條件、工作經驗等滿足要求，遴選人員經過專業技術培訓、試用并考核合格、具備了必要的理論知識和一定的實踐經驗后方能持證上崗。為保證新入職員工可以快速掌握操作要點、熟悉設備性能以及老員工技能的持續提升，項目部聘請了設備廠家駐場工程師對操作人員進行周期性技能培訓，為設備的正確使用、高效運行提供了保障。

(3)試運行及首保。采裝運輸設備在試運行期間必須嚴格按照“慢速、半載運行，異常情況立即停機處理”的原則進行，交接班時嚴格按照操作規程對設備進行全面點檢并填寫交接班點檢記錄，設備運輸應安排在坡度平緩、路況良好的路段運行[1]。當設備達到首次保養時間時，嚴格按照設備首次保養的技術文件由專業維修保養工程師完成保養并填寫設備首次保養記錄，并對設備試運行期間的運行狀況進行必要的技術分析和評估，為設備的后續維修保養和其它設備的試運行總結經驗。

2.1.2 運行管理

(1)設備狀態。萊比塘銅礦項目依托GPS智能調度系統(以下簡稱系統)進行采裝運輸設備的運行管理。為實現對設備的數字化、智能化管理，系統將所有設備的狀態分為作業、延誤、備用、故障等四種類型：

①作業狀態：指采裝運輸設備處于有效工作時間的狀態(簡稱作業，亦稱為“作業時間”)。

②延誤狀態：指采裝運輸設備完好但因受外界因素影響而不具備生產條件的狀態(簡稱延誤，亦稱為“延誤時間”)，包括設備加油、等待清理工作面、挖掘機待鏟、挖掘機走鏟、避炮、降雨延誤等情況。

③備用狀態：指無故障采裝運輸設備因技術安排、調度管理等原因中斷生產而處于待工的狀態(簡稱備用，亦稱為“備用時間”)，包括車少鏟多時鏟備用、車多鏟少時車備用、設備修復后暫無司機的備用、交接班、班餐時暫停等情況。

④故障狀態：指采裝運輸設備因故障原因不能正常工作的狀態(簡稱故障，亦稱為“故障時間”)。

(2)設備狀態管理。采裝運輸設備的狀態由設備操作手根據設備所處狀態進行實時變更、調度中心調度員負責檢查監督、技術管理人員定期進行相關知識的培訓及技術交底。當出現設備狀態變更不及時或不正確時，調度員通過系統車載對講機呼叫操作手進行更改，以保證設備狀態變更的及時性、準確性及完整性。系統可根據操作手更改的設備狀態自動繪制設備運行圖表，使設備運行狀態清晰明了。

(3)采裝運輸設備的“四率”管理。采裝運輸設備的“四率”系指設備完好率、利用率、使用率和實動率。“四率”管理是基于準確的設備狀態變更進行，項目GPS智能調度系統開發時對“四率”的定義如下：

設備完好率=

(1)

設備利用率=

(2)

設備使用率=

(3)

設備實動率=

(4)

以上公式均應用于GPS智能調度系統。采用GPS智能調度系統，可以在任何時間段查詢設備的“四率”，并通過查詢的數據進行分析與比較，進而有利于對“四率”的改進和提高。

該項目2017～2019年采裝運輸設備“四率”統計情況見表1。

表1 萊比塘項目2017～2019年采裝運輸設備“四率”統計表

對表1進行分析可知：該項目2017～2019年主要采裝運輸設備完好率逐年提高且幅度較大，其它“三率”基本持平，表明采裝運輸設備的實際作業時間增加，設備工效提高，亦反映出“四率”管理的有效性。

2.1.3 設備的日常維護管理

(1)管理調度流程。采裝運輸設備的日常維護管理是對設備維修保養進行過程管理，以實現設備維修保養時長記錄、故障類型統計、故障原因分析、報表分析和設備維修保養記錄查詢等功能。設備處于維修保養狀態時，通過系統設置對維修保養超時的設備進行報警提醒[2]。

采裝運輸設備的維修保養管理調度流程包括調度室調度員(設備管理方)、設備操作手(設備使用方)、修理廠(設備維護方)。采裝運輸設備維修管理調度流程見圖2。

(2)設備維修管理。采裝運輸設備的維修管理分為故障待修、待件、維修中、維修完成、設備維修查詢五部分。其中：故障待修系指設備因故障原因等待設備工程師維修處理的狀態；待件系指設備處在維修過程中，但因某些備件缺少或未及時到位而處于等待維修處理的狀態；維修中系指故障正處于由設備工程師維修處理的狀態；維修完成系指設備故障已排除，處于等待操作手恢復運行的狀態；設備維修查詢系指利用報表形式查詢具體的維修過程，利于工作調度及數據分析。通過以上五步能夠保證設備維修過程清晰、記錄完整準確，實現設備維修保養時長記錄、故障類型統計、故障原因分析和設備維修保養記錄查詢。

圖2 采裝運輸設備維修管理調度流程圖

設備維修管理的難點在于如何在設備發生故障時能快速進行專業化的維修處理、在減少設備備件積壓與減輕缺少備件影響上做到最佳平衡，從而既減輕了缺件影響，又降低了備件庫存以及專業人員對于維修報表的查詢分析處理能力[3]。

(3)設備周期性大修。采裝運輸設備周期性大修主要考慮的是設備類型、設備發動機小時數、日常保養維修記錄等因素，由設備維修工程師根據設備大修計劃提前完成相關物資備件的采購，在滿足設備大修條件后即可組織進行設備的大修[4]。由于萊比塘露天銅礦采裝運輸設備種類多、數量大，設備進場相對集中，意味著有較多設備幾乎同期達到周期性大修，因此大修任務比較艱巨繁重，大修時必須堅持“周密計劃、全面準備、人員專業、高標準嚴要求”的原則，以確保完成設備周期性大修。

2.2 生產輔助設備的管理

(1)管理原則。為保證礦區既能安全高效生產，又能充分提高設備效率的要求，生產輔助設備始終堅持“分區服務、專人管理、合理調度”的原則。礦區的生產輔助設備服務于礦坑、采區、堆浸場、排土場等所有場地及運輸道路。萊比塘銅礦項目現有生產輔助設備40臺，包括履帶式小型挖掘機、履帶式推土機、裝載機、平地機、壓路機、輪式推土機、灑水車、加油車等，其中履帶式設備的服務對象基本固定，只允許其小范圍移動，若需大范圍、長距離移動必須按管理流程審批并進行轉場安全技術交底；輪式設備可以長距離快速移動，應充分發揮其優勢，實時調度以達到高效利用的目的。

為促進生產輔助設備的高效運行，對其實行了分區使用管理，分區匯總情況見表2。

(2)設備運行路徑優化。生產輔助設備運行路徑的優化主要為道路及工作面灑水降塵的灑水車、完善安全擋坎及道路落石清理的裝載機等。萊比塘銅礦礦區的道路長達28.2 km，全年平均溫度均在30 ℃以上，年蒸發量為1 876 mm，礦區道路及工作面的灑水降塵工作非常艱巨。為保證礦區的開采環境，根據灑水車的完好情況，分別制定了3臺灑水車、4臺灑水車工作時的灑水線路圖，利用GPS智能調度系統及時對灑水車的灑水線路進行調度優化。根據現場施工需要，利用數字集群對講機對裝載機、平地機、加油車等輔助設備進行合理調度，保證了礦區生產的正常高效運行。

表2 萊比塘項目生產輔助設備分區使用匯總表

2.3 抽排水設備的管理

(1)抽排水系統及設備情況。根據氣象、水文地質資料及設計文件要求，目前在礦坑內形成了L-60 m、L-30 m固定泵站，L-75 m及L-90 m臨時泵站及其所屬管線進行抽排水，最后通過L-60 m固定泵站及管路將礦坑內的廢水排往礦區東部的雨水調節池，最終回用于礦石堆浸及礦區灑水降塵，實現了礦區水的內部循壞利用，不僅保護了當地的環境，而且降低了生產成本。礦區抽排水設備配置情況見表3。

(2)抽排水設備及報表管理。為保證采裝運輸設備擁有良好的工作環境，減輕礦坑內酸性廢水對設備的影響，抽排水工作人員實行“四班三倒”工作制，在需要時及時進行必要的抽排降水以保證干地施工。抽排水過程由當班人員準確記錄，當日夜班結束時將抽排水日報上報調度室，由調度員錄入GPS智能調度系統，最終形成日報、周報、月報，以便于相關數據的統計分析及上報。通過建立抽排水報表制度，可以清晰了解水泵的抽排水量、完好率、利用率等信息，有利于合理地安排水泵運行。

表3 礦區抽排水設備配置表

3 露天礦山設備全面管理流程運行取得的效果

萊比塘項目通過探索制定露天礦山設備全面管理流程，使采裝運輸設備、生產輔助設備、抽排水設備從采購入場到運行退場的全流程管理清晰，實現了生產過程數據化、監督全面無盲區，取得的具體效果如下：

(1)2017～2019年，項目部的主要采裝運輸設備完好率明顯提高，其中采裝設備完好率提高了5.7%，運輸設備完好率提高了4.1%，實質上增加了其作業時間，提高了設備工效，為進一步提高采裝運輸設備的管理提供了有效方案。

(2)露天礦山設備全面管理流程的探索實現了生產設備、管理人員、維修保養人員等多方信息共享與快速聯動，準確統計了設備故障分類、故障原因、維修過程耗時等信息，便于維修人員重點監

控和采取應對策略與措施，有針對性的進行防范和控制，避免造成重大或災難性損失[5]。

(3)露天礦山設備全面管理流程的探索提高了生產輔助設備的完好率、利用率，實現了設備運行路徑的優化調度，為礦區道路及工作面的灑水降塵、永久邊坡處理、安全擋坎完善、道路落石清理等及時提供設備支持，創造了良好的工作環境，降低了生產安全隱患。

(4)露天礦山設備全面管理流程的探索實現了生產過程數據報表化，杜絕了設備運行數據統計準確性不高的問題，能夠充分利用大量的原始生產數據進行專題分析，找出問題的根源，然后針對具體原因采取具體有效的措施，達到全面實現提質增效管理目標的目的。

4 結 語

緬甸萊比塘露天銅礦項目一直致力于露天礦山開采研究、設備管理優化，經過多年實踐總結，探索出了集采裝運輸設備、生產輔助設備、抽排水設備為主體的露天礦山設備管理流程，包括設備采購及入場驗收、操作人員招聘與技術培訓、設備試運行、設備首次保養、日常維修保養、正常運行、設備周期性大修、報廢退場等全流程的設備管理模式。露天礦山設備全面管理流程探索并實現了設備運行過程的全面監督可查詢、維修保養信息及時共享、生產維修數據統計準確全面，為礦山高效管理、可持續發展、提質增效奠定了堅實地基礎。