O “dilema da eficiência” causado por um raspador
Em 2019, uma mina de cobre investiu uma grande quantia de dinheiro para introduzir dois raspadores a diesel com capacidade de caçamba de 4 m³. Esperava-se originalmente que o gargalo do minério fosse resolvido de uma vez, mas foi inesperado que o problema foi descoberto depois que o equipamento caiu na mina: o raio de giro do túnel era insuficiente e os raspadores estavam em um dilema; a largura do realce era de apenas 3,5 m, e o equipamento de grande volume não conseguia nem completar a direção;
depois que a distância de transporte ultrapassou 200m, a eficiência dos raspadores a diesel caiu drasticamente e a produção de minério em um único turno não foi tão boa quanto a do antigo equipamento original de 2m³.
Esse tipo de situação não é um caso isolado.
Na área de mineração de metais, é comum que cenários de “bons equipamentos não atinjam a capacidade de produção esperada”: a eficiência das plataformas de perfuração de rocha é inferior à metade dos parâmetros da placa de identificação, o raspador não pode passar em túneis estreitos e a capacidade de produção de minério é muito maior do que a capacidade de perfuração de rocha, resultando em equipamentos ociosos por um longo tempo.
O cerne do problema não está no equipamento em si, mas na ligação seleção e correspondência. A seleção de equipamentos não se trata de “apenas comprar o mais caro”, nem apoiar a otimização “apenas montar o equipamento e colocá-lo em funcionamento”. É um projeto sistemático que se “adapta às condições da mina”: as condições do corpo de minério determinam a direção da seleção, os parâmetros do equipamento atendem às necessidades do local e toda a capacidade do processo pode ser adaptada entre si para maximizar os benefícios.
1.
A lógica subjacente da seleção: condições do corpo de minério → parâmetros do equipamento → capacidade de produção
Quando muitas empresas escolhem equipamentos, elas primeiro olham a tabela de parâmetros e depois comparam os preços antes de tomar uma decisão final. Na verdade, isso é colocar a carroça na frente dos bois.
A cadeia lógica de seleção correta deve ser: Condições do corpo de minério (espessura, inclinação, estabilidade da rocha circundante) → Determinar os parâmetros estruturais do realce (seção, distância de transporte, altura de mineração) → Determinar o tipo e especificações do equipamento → Verificar se a capacidade de produção atende às necessidades de mineração.
Por exemplo, para um veio fino fortemente inclinado com uma espessura de 2m e um ângulo de inclinação de 65°, a largura do realce é de apenas cerca de 2m.
É impossível entrar no realce com raspador de 3m³. Neste caso, um pequeno raspador telecomandado com capacidade de caçamba de 0,9m³ e largura de corpo de 1,4m é a melhor escolha.
De acordo com estatísticas relevantes da indústria, a Zijin Mining investiu um total de mais de 24 milhões de yuans desde 2022 para desenvolver 6 tipos de equipamentos pequenos e leves adequados para quatro cenários típicos de perfuração de rocha, transporte, suporte e socorro em desastres. Um total de 92 conjuntos foram promovidos e aplicados.
Entre eles, um pequeno raspador controlado remotamente tem capacidade de escavação de até 80 toneladas em um único turno de 6 horas sob condição de distância de transporte de 50m, e a eficiência de mineração é três vezes maior que a de um guincho elétrico de mesma potência. O primeiro princípio da seleção do modelo: o equipamento deve ser capaz de “entrar, trabalhar e sair”.
2. Seleção de raspadores: o “parceiro de ouro” da capacidade da caçamba e da distância de transporte
O raspador é o principal equipamento para extração de minério em minas subterrâneas.
A seleção principal refere-se a três dimensões: Capacidade da caçamba, distância de transporte e espessura do corpo de minério.
2.1 Cálculo da capacidade de produção horária do raspador
A capacidade de produção horária do raspador determina diretamente o limite superior da capacidade de produção do sistema de mineração. A fórmula de cálculo é: Q = 3600×q×k₁×ρ/ (k₂×T), onde Q é a capacidade de produção horária do raspador (t/h); k₁ é o coeficiente de enchimento do balde, geralmente 0,8; T é o(s) tempo(s) de ciclo único, incluindo carga, descarga, tempo de retorno e tempo de viagem de ida e volta;
q é a capacidade da caçamba raspadora (m³); ρ é a densidade do minério (t/m³); k₂ é o coeficiente solto.
Tome como exemplo um raspador de 3m³ em uma mina de cobre: a densidade do minério é 2,88t/m³, o coeficiente de frouxidão é 1,6, a distância de transporte é 80m, a velocidade de operação é 8km/h, o tempo de retorno de carga e descarga é de 2min e o coeficiente de enchimento é de 0,8. A capacidade de produção horária calculada é de 126t/h; se a distância de transporte aumentar para 200 m, a capacidade de produção horária cai diretamente para 81 t/h. Quando a distância de transporte aumenta de 80m para 200m, a eficiência cai diretamente em 36%. Esta é também a principal razão pela qual os raspadores a diesel de grande capacidade não são adequados para cenários de transporte de longa distância, e os raspadores movidos a cabo elétrico são mais econômicos em cenários de transporte de longa distância.
2.2 Regras práticas para seleção da capacidade de combate
| Espessura/largura do corpo de minério | Capacidade recomendada da caçamba | Distância típica de transporte | |
|---|---|---|---|
| <2,5m | 0,6~1,0m³ | <80m | |
| 2,5~5m | 1,5~3m³ | 80~200m | |
| 5~8m | 3~5m³ | 100~300m | |
| >8m | 5~8m³ | 150~500m |
| Tipos de armadilhas | Desempenho | Perigos | Soluções |
|---|---|---|---|
| Carrinho puxado por cavalos grande | Raspador de grande capacidade equipado com túnel de seção pequena | O equipamento é intransitável e extremamente ineficiente | Selecione de acordo com o tamanho do realce |
| Elo do gargalo | A capacidade de perfuração de rochas é muito inferior à capacidade de produção de minério | As minas e equipamentos, como raspadores, estão ociosos | Perfuração de rochas primeiro, correspondência de capacidade |
| Transporte preso | O transporte por locomotivas elétricas não consegue acompanhar o ritmo da mineração | O poço deslizante está cheio e a mineração é interrompida | Melhorar a capacidade do sistema de transporte |
