露天采矿机械装备中存在的问题及改善措施.docx

该【露天采矿机械装备中存在的问题及改善措施 】是由【小屁孩】上传分享，文档一共【21】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【露天采矿机械装备中存在的问题及改善措施 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。毕业设计（论文）
- 1 -
毕业设计（论文）报告
题 目：
露天采矿机械装备中存在的问题及改善措施
学 号：
姓 名：
学 院：
专 业：
指导教师：
起止日期：
毕业设计（论文）
- 2 -
毕业设计（论文）
- 4 -
露天采矿机械装备中存在的问题及改善措施
摘要：随着我国露天采矿业的快速发展，采矿机械装备在提高采矿效率和保障安全生产方面发挥着重要作用。然而，在当前露天采矿机械装备的应用中，仍存在一些问题，如机械装备的磨损严重、能耗高、环保性能不佳等。针对这些问题，本文分析了露天采矿机械装备中存在的问题，并提出了相应的改善措施，以期为提高露天采矿机械装备的性能和可靠性提供参考。
露天采矿是矿产资源开发的重要环节，随着我国经济的快速发展和矿产资源需求的不断增长，露天采矿业得到了迅猛发展。采矿机械装备作为露天采矿的核心组成部分，其性能直接关系到采矿效率、安全生产和环境保护。然而，当前露天采矿机械装备在应用过程中存在诸多问题，这些问题不仅影响了采矿效率，还可能导致安全事故和环境污染。因此，对露天采矿机械装备中存在的问题进行深入分析，并提出相应的改善措施，对于提高采矿效率、保障安全生产和实现可持续发展具有重要意义。
第一章 露天采矿机械装备概述
露天采矿机械装备的分类
(1) 露天采矿机械装备是矿产资源开发中不可或缺的关键设备，根据其功能和用途的不同，可分为多个类别。其中，常见的分类方式包括按照作业过程、机械设备类型、动力来源等方面进行划分。首先，从作业过程的角度，露天采矿机械装备主要分为挖掘设备、装载设备、运输设备和辅助设备四类。挖掘设备负责对矿石进行挖掘，如挖掘机、钻机等；装载设备负责将挖掘后的矿石进行装载，如装载机、铲车等；运输设备则负责将矿石从矿山运往加工场地，如自卸汽车、铁路货车等；辅助设备则包括提供能源、供水、供电等基础设施的设备，如发电机组、泵站等。
毕业设计（论文）
- 4 -
(2) 其次，从机械设备类型的角度，露天采矿机械装备可进一步细分为露天挖掘设备、露天运输设备和露天装卸设备等。露天挖掘设备包括斗轮挖掘机、履带式挖掘机、液压挖掘机等，它们主要用于开采露天矿石；露天运输设备则包括自卸汽车、带式输送机、卡车等，它们主要负责将开采出的矿石运输至加工地点；露天装卸设备包括皮带输送机、堆取料机等，主要用于矿石的装卸作业。此外，还有一些特殊类型的露天采矿机械装备，如液压凿岩机、喷砂机等，它们在特定的采矿环节中发挥着重要作用。
(3) 再次，从动力来源的角度，露天采矿机械装备可分为电力驱动和内燃机驱动两大类。电力驱动机械装备以电力作为动力来源，具有低噪音、低污染、易于维护等优点，适用于环保要求较高的露天采矿作业；内燃机驱动机械装备则主要依靠燃料（如柴油）进行驱动，具有动力强劲、适应性强等特点，适用于各种恶劣环境下的露天采矿作业。随着科技的发展，新型能源驱动的露天采矿机械装备也在逐步推广和应用，如电动挖掘机、燃料电池挖掘机等，这些设备在环保性能和能效方面具有显著优势。
露天采矿机械装备的发展趋势
毕业设计（论文）
- 6 -
(1) 露天采矿机械装备的发展趋势正随着科技的进步和矿产资源开发的深入而不断演变。首先，智能化和自动化是当前露天采矿机械装备发展的主要方向。随着人工智能、大数据、物联网等技术的融合，露天采矿机械装备将更加智能化，能够实现自主导航、自动避障、远程监控等功能。例如，无人驾驶的矿用卡车和挖掘机能够在复杂环境下进行高效作业，大幅提高生产效率并降低人为错误的风险。
(2) 其次，高效节能是露天采矿机械装备发展的另一个重要趋势。随着全球能源价格的波动和环保要求的提高，采矿企业对机械装备的能耗和环保性能提出了更高的要求。因此，新型高效节能的机械装备研发和应用将成为未来的重点。这包括采用更先进的动力系统、优化机械结构设计、提高能源利用效率等。例如，混合动力挖掘机和电动汽车在采矿现场的投入使用，不仅能够降低能耗，还能减少排放，符合绿色矿山建设的要求。
(3) 此外，露天采矿机械装备的轻量化、模块化和集成化也是未来发展的趋势。轻量化设计可以降低设备的自重，减少运输成本和施工难度；模块化设计则使得设备易于维护和升级，提高系统的灵活性和适应性；集成化设计则是将多个功能模块集成到一个设备中，实现多功能一体化，提高作业效率。这些技术的发展将使得露天采矿机械装备更加适应复杂多变的作业环境，满足不同客户的个性化需求。同时，随着3D打印、复合材料等新技术的应用，露天采矿机械装备的材料和制造工艺也将发生变革，推动整个行业向更高水平发展。
毕业设计（论文）
- 7 -
露天采矿机械装备的应用现状
(1) 露天采矿机械装备在当前矿产资源开发中的应用日益广泛，已成为提高采矿效率和保障安全生产的重要手段。据统计，全球露天采矿机械装备市场规模已超过千亿元，其中，中国露天采矿机械装备市场规模占比逐年上升。以中国为例，2019年露天采矿机械装备市场规模达到500亿元人民币，同比增长10%以上。在大型露天矿山中，如内蒙古的白云鄂博铁矿、辽宁的鞍钢矿山等，露天采矿机械装备已成为矿山生产的主要工具。
(2) 露天采矿机械装备的应用现状表现在以下几个方面。首先，挖掘机械在露天采矿中的应用最为广泛。例如，大型液压挖掘机在矿山中用于挖掘矿石，年挖掘量可达数十万立方米。以某矿山为例，其采用的大型液压挖掘机每小时挖掘能力可达300立方米，大大提高了矿山的生产效率。其次，运输机械在露天采矿中也发挥着重要作用。自卸汽车、带式输送机等运输设备，能够将开采出的矿石迅速、安全地运送到指定地点。据统计，某大型露天矿山每年通过自卸汽车运输的矿石量超过千万吨。
(3) 露天采矿机械装备的应用现状还体现在环保和安全生产方面。随着环保要求的提高，露天采矿机械装备的环保性能越来越受到重视。例如，采用低噪音、低排放的内燃机驱动设备，以及采用清洁能源的电动设备，在矿山中的应用逐渐增多。在安全生产方面，露天采矿机械装备的自动化、智能化水平不断提高，如无人驾驶的矿用卡车和挖掘机，能够在恶劣环境下进行安全作业，有效降低事故发生率。据相关数据显示，近年来我国矿山事故发生率逐年下降，露天采矿机械装备在其中起到了重要作用。
毕业设计（论文）
- 7 -
第二章 露天采矿机械装备存在的问题
机械磨损严重
(1) 机械磨损是露天采矿机械装备面临的主要问题之一，这一问题不仅影响设备的正常运行，还增加了维护成本和停机时间。据统计，露天采矿机械装备的磨损率通常在5%至15%之间，而在极端工况下，磨损率甚至可能高达30%。例如，某矿山的一台大型挖掘机，在连续作业一年后，其斗齿磨损量达到了原设计磨损量的两倍，不得不提前进行更换。
(2) 机械磨损严重的原因主要包括工作环境恶劣、机械设计不合理、维护保养不到位等。在露天采矿中，机械装备需要承受巨大的冲击和振动，加之矿石硬度高、温度变化大等恶劣环境因素，导致机械部件容易磨损。以某矿山为例，其挖掘机在工作过程中，由于矿石硬度大，斗齿的磨损速度明显加快，平均使用寿命仅为原设计寿命的一半。此外，机械设计的不合理，如轴承间隙过大、润滑系统设计缺陷等，也会加剧磨损。
(3) 机械磨损严重不仅导致设备性能下降，还可能引发安全事故。例如，某矿山的一台挖掘机由于斗齿磨损严重，导致在作业过程中斗齿断裂，造成设备损坏和人员受伤。此外，磨损严重的机械装备还会增加能源消耗和维护成本。据估算，露天采矿机械装备的磨损成本占其总成本的30%至40%。因此，针对机械磨损问题，采取有效的预防和维修措施，如定期检查、及时更换磨损部件、优化润滑系统等，对于提高设备使用寿命和降低运营成本具有重要意义。
毕业设计（论文）
- 9 -
能耗高
(1) 能耗高是露天采矿机械装备运行过程中的一大问题，这不仅增加了企业的运营成本，也对环境造成了负面影响。据相关数据显示，露天采矿机械装备的能耗占整个矿山能耗的50%以上。以某大型露天矿山为例，其年耗电量高达数亿千瓦时，其中，采矿机械装备的能耗占据了相当大的比例。
(2) 能耗高的原因主要包括以下几个方面。首先，机械装备的设计和制造技术不够先进，导致能源转换效率低下。例如，传统的内燃机驱动设备，其热效率通常只有30%左右，而先进的燃气轮机和内燃机热效率可达到50%以上。其次，机械装备在运行过程中，由于磨损、润滑不良等原因，导致能量损失。据统计，露天采矿机械装备的能源损失率可达10%至20%。此外，机械装备的运行管理不善，如操作不当、设备维护不及时等，也会导致能源浪费。
(3) 能耗高对露天采矿企业的影响是多方面的。首先，高额的能源消耗导致企业的运营成本上升，降低企业的盈利能力。以某矿山为例，由于能源消耗过高，其生产成本比同行业平均水平高出约20%。其次，能源消耗高也加剧了环境污染问题。例如，内燃机驱动设备在运行过程中，会排放大量的二氧化碳、氮氧化物等有害气体，对大气环境造成污染。因此，降低露天采矿机械装备的能耗，不仅是提高企业经济效益的需要，也是实现绿色矿山建设和可持续发展的重要举措。为此，企业可以采取以下措施：优化机械装备设计，提高能源转换效率；加强设备维护和保养，减少能源损失；推广使用节能型机械装备，如电动设备和混合动力设备；加强能源管理，提高能源使用效率。
毕业设计（论文）
- 9 -
环保性能不佳
(1) 露天采矿机械装备在运行过程中，由于燃料燃烧、设备磨损等原因，会产生大量的废气、废水和固体废弃物，对环境造成一定的影响。环保性能不佳主要体现在以下几个方面。首先，废气排放是露天采矿机械装备环保问题的主要来源之一。内燃机驱动设备在作业过程中，会排放出二氧化碳、氮氧化物、颗粒物等有害气体，对大气环境造成污染。
(2) 其次，废水的产生也是露天采矿机械装备环保性能不佳的表现。在采矿过程中，机械装备的冷却系统、液压系统等会产生含有油污和金属离子的废水。如果未经处理直接排放，将严重污染地下水和地表水，影响生态环境和人类健康。
(3) 最后，固体废弃物处理不当也是露天采矿机械装备环保性能不佳的体现。机械装备在运行过程中，会产生大量的磨损废料、废弃零部件等固体废弃物。如果这些废弃物没有得到妥善处理，将占用大量土地资源，并可能对土壤和地下水造成污染。因此，提高露天采矿机械装备的环保性能，采取有效的废气、废水和固体废弃物处理措施，是矿山企业实现绿色发展的关键所在。
自动化程度低
毕业设计（论文）
- 11 -
(1) 露天采矿机械装备的自动化程度低是当前采矿行业面临的重要挑战之一。自动化程度的不足不仅限制了机械装备的性能发挥，也影响了采矿效率和安全生产。据统计，全球露天采矿机械装备的自动化率仅为20%左右，而在我国，这一比例更是不足15%。以某大型露天矿山为例，其开采、运输、装卸等环节主要依赖人工操作，自动化程度较低。
(2) 自动化程度低的原因主要包括技术、成本和操作习惯等因素。首先，从技术角度来看，目前露天采矿机械装备的自动化技术尚未完全成熟，包括传感器技术、控制技术、通信技术等。以某矿山使用的挖掘机为例，虽然具备一定的自动化功能，如自动定位和挖掘，但其在复杂地形和恶劣环境下的适应性仍有待提高。其次，从成本角度来看，自动化设备的研发、生产、安装和维护成本较高，使得部分矿山企业难以承受。此外，自动化设备的初期投资较大，回收周期长，也是制约自动化推广的重要因素。最后，从操作习惯来看，部分矿山企业员工对自动化设备的应用能力和接受程度有限，这也是影响自动化程度提升的一个因素。
(3) 自动化程度低对露天采矿行业的影响是多方面的。首先，它限制了采矿效率的提升。据统计，自动化程度高的露天采矿机械装备的生产效率是传统设备的2至3倍。以某矿山为例，采用自动化设备后，其矿石开采量提高了30%，显著提高了企业的经济效益。其次，自动化程度低增加了安全生产的风险。由于依赖人工操作，机械装备的误操作、疲劳作业等问题容易引发安全事故。例如，某矿山在一次事故中，由于操作人员疲劳，导致挖掘机失控，造成人员伤亡。最后，自动化程度低不利于矿山企业的可持续发展。随着环保要求的提高，自动化、智能化的机械装备将有助于企业降低能耗、减少污染，实现绿色矿山建设。因此，提高露天采矿机械装备的自动化程度，是推动采矿行业转型升级、实现可持续发展的关键所在。