趙海兵　鄭成英

摘 要：該文主要從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性等方面出發(fā)，對(duì)我國(guó)地下非煤礦山開采工藝中機(jī)械化應(yīng)用情況進(jìn)行了探討，同時(shí)還對(duì)地下非煤礦山開采工藝中機(jī)械化的系統(tǒng)知識(shí)進(jìn)行了普及，結(jié)果顯示，機(jī)械化對(duì)我國(guó)地下非煤礦山開采具有十分重要的作用，希望對(duì)我國(guó)地下非煤礦山開采事業(yè)有所幫助。

關(guān)鍵詞：礦山開采 機(jī)械化 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TD63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（c）-0038-02

在地下非煤礦山開采中，開采工藝的好壞直接影響到整個(gè)礦山的生產(chǎn)能力，因此，要選用最先進(jìn)的開采工藝，才能達(dá)到地下非煤礦山高效高產(chǎn)的目的。將機(jī)械化技術(shù)用于地下非煤礦山開采中，絕對(duì)是我國(guó)非煤礦山開采史中一次重要變革，隨著我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，地下非煤礦山開采工藝中機(jī)械化的應(yīng)用也越來(lái)越多，由于礦山開采是高危行業(yè)，提高機(jī)械設(shè)備自身的自動(dòng)化程度和可靠程度，最大限度的減少開采人員，是實(shí)現(xiàn)地下非煤礦山長(zhǎng)治久安的關(guān)鍵所在，因此，地下非煤礦山開采工藝中機(jī)械化應(yīng)用有力的推動(dòng)了企業(yè)的安全、高效、又快又好發(fā)展。機(jī)械化礦山開采具有高效、高產(chǎn)、高安全、低能耗的特點(diǎn)，這種具有高度時(shí)代氣息的方式完美的頂替了過(guò)往的人力開采，給礦山開采技術(shù)提供了無(wú)限的活力。

1 地下非煤礦山開采中機(jī)械化發(fā)展趨勢(shì)

1.1 鉆孔設(shè)備

目前，長(zhǎng)沙礦山研究院與宣化采掘機(jī)械廠共同研制的CBH-10型和SC-165E型潛孔鉆機(jī)，已將氣壓升高至1.6～1.8 Pa，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理、誤動(dòng)作保護(hù)、故障自動(dòng)診斷和自動(dòng)作業(yè)，我國(guó)衡陽(yáng)有色冶金機(jī)械總廠與長(zhǎng)沙研究院共同研制的YZ-55型牙輪鉆機(jī)，鉆孔孔徑為280～380 mm，其技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)已經(jīng)趕超美國(guó)60RⅢ型牙輪鉆機(jī)，從礦山鉆孔設(shè)備設(shè)計(jì)研發(fā)階段來(lái)看，國(guó)內(nèi)技術(shù)水平已經(jīng)基本能夠與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平接軌。

從國(guó)內(nèi)礦山企業(yè)運(yùn)用礦山機(jī)械設(shè)備的現(xiàn)狀來(lái)看，大多數(shù)的露天礦山已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)潛孔鉆穿孔進(jìn)行中深孔爆破和機(jī)械鏟裝等機(jī)械化采礦，但是地下礦山特別是礦體賦存較薄的礦山仍然主要采用手風(fēng)鉆進(jìn)行淺孔留礦開采方式。從我國(guó)地下礦山開采鉆孔設(shè)備的現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)地下礦山開采鉆孔技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平還有較大的差距，造成這種差距的主要原因是由于國(guó)內(nèi)礦山未使用與之相配套的更為先進(jìn)的采礦方法。

礦山鉆孔設(shè)備的發(fā)展應(yīng)該逐漸向著機(jī)械設(shè)備精度化、自動(dòng)化和大型化的趨勢(shì)發(fā)展，并逐漸采用與之相配套的采礦方法。

1.2 裝運(yùn)設(shè)備

礦山裝運(yùn)設(shè)備包括鏟裝設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備兩部分，從地下開采的裝運(yùn)設(shè)備與露天開采的裝運(yùn)設(shè)備相比來(lái)看，地下礦山主要是受到地下運(yùn)輸巷道的圍巖巖性和尺寸大俠等因素的影響，而露天礦山裝運(yùn)設(shè)備的發(fā)展與更新則取得了更為長(zhǎng)足的發(fā)展。

地下開采的主要裝運(yùn)設(shè)備有電機(jī)車（柴油機(jī)車）、井下自卸機(jī)車和鏟運(yùn)機(jī)三種，目前，我國(guó)有許多地下礦山仍然采用有軌運(yùn)輸，有軌運(yùn)輸在一定程度上降低了運(yùn)輸效率，像美國(guó)、加拿大、瑞典、芬蘭等采礦業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家，地下礦山已經(jīng)廣泛推廣無(wú)軌化采礦技術(shù)，他們采用的井下自卸汽車、鏟運(yùn)機(jī)等井下無(wú)軌運(yùn)輸設(shè)備的出礦量已經(jīng)占據(jù)總出礦量的80%～85%。一般來(lái)說(shuō)，日產(chǎn)1000～3000 t的地下礦采用20～35 t的礦用汽車，日產(chǎn)15000～40000 t的地下礦采用45～60 t的汽車，20 t以下的井下礦用自卸汽車很少采用。

地下無(wú)軌運(yùn)輸方式的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)逐步吸引絕大多數(shù)大中型地下礦山企業(yè)的目光，無(wú)軌運(yùn)輸必將會(huì)取代有軌運(yùn)輸成為國(guó)內(nèi)地下礦山運(yùn)輸方式的主流，同時(shí)與之相適應(yīng)的井下裝運(yùn)設(shè)備也呼之欲出。

1.3 大能力的新型綜合開采裝備

大能力的新型綜合開采裝備的運(yùn)用也是未來(lái)地下非煤礦山采礦機(jī)械化的發(fā)展方向，大能力的新型綜合開采裝備的主要特點(diǎn)是能力大，破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)和運(yùn)輸機(jī)每小時(shí)的生產(chǎn)能力在500～2000 t，大功率點(diǎn)牽引采礦機(jī)每小時(shí)的生產(chǎn)能力在1000～1200 t以上，自動(dòng)化水平較高，機(jī)電一體化得到實(shí)現(xiàn)。為了適應(yīng)采礦機(jī)快速采礦的需要，液壓支架采用電液進(jìn)行控制，采礦機(jī)具有自動(dòng)調(diào)高等功能，實(shí)現(xiàn)了液壓支架、刮板輸送機(jī)和采礦機(jī)的自動(dòng)控制，大能力的新型綜合開采裝備可靠性高，設(shè)備性能好。隨著機(jī)械化程度的不斷提高，地下礦山開采效率也達(dá)到了一個(gè)嶄新的水平，機(jī)械化采礦的世界平均效率可以達(dá)到13.327 t/工，而普采工作效率只有4.761 t/工，機(jī)械化采礦效率是普采工作效率的2.8倍。機(jī)械化在地下礦山開采的多個(gè)環(huán)節(jié)都存在著明顯的優(yōu)勢(shì)，機(jī)械化開采不僅大幅度提高了工作面產(chǎn)量，還減輕了采礦工人的體力勞動(dòng)。

2 地下非煤礦山開采中機(jī)械化工作面的各種設(shè)備及生產(chǎn)系統(tǒng)

2.1 機(jī)械化非煤礦山開采設(shè)備作用解析

地下礦山開采工藝中所包括設(shè)備主要包括生產(chǎn)系統(tǒng)和工作面中的電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備，主要包括液壓支架、乳化液泵站、采礦機(jī)、輸送機(jī)、端頭支架、可彎曲刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)、橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、單軌吊車、移動(dòng)變電站、牽引絞車、照明設(shè)備、移動(dòng)變電站、電纜車、可伸縮膠帶運(yùn)輸機(jī)、冷卻滅塵泵、低壓防爆磁力起動(dòng)器等。

2.1.1 乳化液泵站

乳化液泵站由乳化液箱和乳化液泵兩部分組成，乳化液泵站是機(jī)械化中液壓支架和其他液壓裝置的動(dòng)力源，可以向外輸送壓力液。

2.1.2 液壓支架

液壓支架就像是采礦機(jī)械系統(tǒng)的外殼，主要用于管理工作面頂板，為地下采礦作業(yè)提供一個(gè)安全可靠的工作空間，液壓支架的前移和升降都能夠?qū)⒁簤恨D(zhuǎn)為動(dòng)力，通過(guò)推移千斤頂能夠推移工作面移液壓支架和可彎曲跨版輸送機(jī)。

2.1.3 輸送機(jī)

輸送機(jī)的主要作用是運(yùn)礦，除此之外，輸送機(jī)還可以作為液壓支架前移的支點(diǎn)和采礦機(jī)的導(dǎo)航，電纜槽內(nèi)設(shè)置有水管和電纜。

2.1.4 采礦機(jī)

現(xiàn)代地下非煤礦山開采中采用的都是雙滾筒采礦機(jī)，雙滾筒采礦機(jī)可以在工作面可彎曲刮板輸送機(jī)上沿著工作面進(jìn)行工作。

2.2 地下非煤礦山開采生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

地下非煤礦山開采生產(chǎn)系統(tǒng)是由許多分系統(tǒng)組成的，在生產(chǎn)過(guò)程中，只有不同分系統(tǒng)正常運(yùn)行，工作面才能夠順利生產(chǎn)。

2.2.1 供水系統(tǒng)

國(guó)內(nèi)有很多地下非煤礦山噴霧滅塵都是用地面水池提供靜壓水，一方面供給采礦機(jī)的冷卻滅塵泵，在加壓之后供給采礦機(jī)進(jìn)行滅塵和冷卻；另一方面用來(lái)給運(yùn)輸順槽的各轉(zhuǎn)載點(diǎn)供水滅塵。

2.2.2 運(yùn)礦系統(tǒng)

運(yùn)礦系統(tǒng)是由可伸縮交代輸送機(jī)、順槽橋式轉(zhuǎn)載機(jī)和可彎曲刮板輸送機(jī)組成的，將工作面上開采出來(lái)的礦物進(jìn)行運(yùn)輸至倉(cāng)庫(kù)。

2.2.3 信號(hào)、通訊系統(tǒng)

信號(hào)、通訊系統(tǒng)是有控制臺(tái)、通訊電纜和電源箱等組成的，控制臺(tái)控制順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和工作面輸送機(jī)的啟動(dòng)，順槽、工作面或者是控制臺(tái)控制順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和工作面輸送機(jī)的停止。

3 機(jī)械化地下非煤礦山開采的工序分析

3.1 采礦

采礦的工序包括破礦和裝礦兩部分，采礦機(jī)是完成采礦工序的主要機(jī)械設(shè)備，采礦的一般方法是采用前滾筒在上割頂?shù)V，后面滾筒在下割底礦和裝剩礦。

3.2 運(yùn)礦

完成運(yùn)礦工序的主要設(shè)備是工作面可彎曲刮板輸送機(jī)，由于工作面可彎曲刮板輸送機(jī)的一側(cè)裝有鏟礦板，所以采礦機(jī)在割過(guò)礦之后再推移給輸送機(jī)時(shí)，余下的礦就已經(jīng)被輸送機(jī)運(yùn)走了。

3.3 支護(hù)區(qū)和采空區(qū)

地下非煤礦山采礦工藝機(jī)械化中一個(gè)非常重要的機(jī)械設(shè)備便是液壓支架，工作面上的前移、護(hù)幫、切頂、支撐和推移等多項(xiàng)工作都需要利用液壓支架來(lái)完成。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化水平不斷提高的大背景下，地下非煤礦山開采工藝中機(jī)械化的應(yīng)用是企業(yè)生存和發(fā)展的必經(jīng)之路，將機(jī)械化技術(shù)用于地下礦山開采中，絕對(duì)是我國(guó)礦山開采史中一次重要變革，綜合機(jī)械化在地下礦山開采中的應(yīng)用取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益，地下礦山開采工藝中機(jī)械化的應(yīng)用還有利于降低安全事故的發(fā)生率，是企業(yè)進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展的基本途徑，也是企業(yè)提高企業(yè)整理競(jìng)爭(zhēng)力的根本保證，實(shí)現(xiàn)了地下礦山開采的高產(chǎn)高效和現(xiàn)代化。

參考文獻(xiàn)

[1] 侯恩科，吳立新.西北五?。▍^(qū)）非煤礦開采機(jī)械化進(jìn)程統(tǒng)計(jì)[J].西安科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2000.

[2] 尚煥成.尋求礦山設(shè)備更有效的設(shè)備管理與維修模式[J].西部探礦工程，2006，11.

[3] 方祖烈，蘇永華.大型地下采礦區(qū)穩(wěn)定可靠性分析建模方法探討[J].中國(guó)礦業(yè)，1998，7（4）.