[科普中国]-挖掘机生产能力

挖掘机生产能力是指在某一计算单位时间内，从工作面装入运输容器中的矿岩实方体积或质量。它是露天矿一项很重要的技术经济指标。工程上常用的生产能力有技术生产能力和实际生产能力，技术生产能力是考虑了铲斗装满程度、矿岩松散系数和装载条件等因素的连续工作的生产能力，是采取措施后有可能达到的最大生产能力，实际生产能力是考虑了挖掘机在工作时间内的利用程度的生产能力，是制定挖掘机计划产量的基础。

简介挖掘机生产能力是指在某一计算单位时间内，从工作面装入运输容器中的矿岩实方体积或质量。它是露天矿一项很重要的技术经济指标。工程上常用的生产能力有技术生产能力和实际生产能力，技术生产能力是考虑了铲斗装满程度、矿岩松散系数和装载条件等因素的连续工作的生产能力，是采取措施后有可能达到的最大生产能力，实际生产能力是考虑了挖掘机在工作时间内的利用程度的生产能力，是制定挖掘机计划产量的基础1。

确定挖掘机生产能力的方法确定挖掘机生产能力的方法主要有分析计算法和统计对比选取法两种。

(1)分析计算法

影响挖掘机生产能力的因素主要有：装车工作循环时间、铲斗容积、挖掘系数和时间利用率。

(2)统计对比选取法

确定挖掘机台年生产力。常在露天矿制定矿山采剥计划和新建矿山设计时采用。生产矿山在制定年度采剥计划时。根据本矿近年挖掘机实际生产能力统计指标，结合下年度生产具体情况确定年度挖掘机生产能力、新建矿山的挖掘机生产能力通过理论计算，再采用其他类似矿山实际指标综合确定。

铲斗容积为3-4.6m3的挖掘机的生产能力，中国一般为170-200万t/台·a；世界用汽车运输的一些矿山为250-350万t/台·a。提高挖掘机生产能力途径主要是提高司机操作水平，加强设备维修，改善爆破质量和合理装运组职配合2。

挖掘机的生产能力分类挖掘机的生产能力分为额定生产能力 (也称理论生产能力)、技术生产能力、有效生产能力和实际生产能力 4 种。

挖掘机的理论生产能力只取决于其组成：电动机的功率、工作机构的线性尺寸、挖掘机构的计算容积和形状以及工作机构的传动系统和运动速度。它是与一定的工艺要求相适应的，用于比较各种类型的挖掘机在同一工作条件下的工作能力。

挖掘机的技术生产能力是指在具体的开采技术条件下，挖掘机最大可能的小时生产能力。挖掘机的有效生产能力是指在具体工况下，挖掘机连续工作时的实际小时生产能力。

挖掘机的实际生产能力是指根据技术、工艺和管理情况所消耗的时间与停歇时间，设备完成的或实际上可能完成的工作量，分为台班、台月和台年生产能力。

挖掘机的理论生产能力是设计出来的，是确定其技术生产能力、有效生产能力和实际生产能力的基础3。

提高挖掘机理论生产能力的方法通过对影响挖掘机生产能力因素的分析，除合理的管理制度之外，从现场调研中发现，技术上采取以下方法可提高生产能力。

(1) 合理的岩石爆破块度及合理匹配的运输设备容积与铲斗容积；

(2) 缩短挖掘循环时间，如回转角减小 15°，可使生产能力大约增加 10%；

(3) 在软岩中采用半约束的挖掘方式，以最大的提升速度和推压速度进行挖掘，从工作面外部向内部顺序切割。对于爆破后的岩石，按划分的区段进行挖掘；对于致密的岩石，采用混合方式挖掘，单独挖掘时采用全约束的挖掘方式，剩余的部分则采用任意挖掘的方式，这样可以缩短挖掘时间。

挖掘机理论生产能力挖掘机理论生产能力的计算是指一台挖掘机在“计算条件”下连续工作 1h所得到的生产率。计算条件包括以下几个方面。

(1) 土壤为“计算土壤”。

(2) 工作面高度为标准高度。对于正铲挖掘机，工作面高度等于推压轴高度，等于最大挖掘高度的0.70～ 0.75 倍；分析美国 P&H 挖掘机，得出工作面高度为最大挖掘高度的 0.58～0.60 倍。

(3) 挖掘半径为平均半径，卸载高度和卸载半径都不大于最大值的 0.90 倍。

(4) 工作速度为计算速度；回转 90° 后堆弃物料。

(5) 挖掘机工作时，充分利用机器的可能性，各动作尽可能同时进行2。

总结除生产管理因素之外，通过以上分析、计算与现场考察，可得出以下结论：

(1) 提出的提高挖掘机生产能力的方法切实可行；

(2) 提出的挖掘时间、回转时间及工作循环时间的经验计算公式，对生产能力的计算具有指导意义2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学