谈机械生产设备运用于井下采掘

张宪民

摘要：我国矿物资源存储量巨大，随着社会主义经济的快速发展，三大产业经济在变革过程中对物质资源的需求量持续增长。其中，工业经济每年消耗的矿物资源量日趋增多，造成了严重的资源危机。新时期国家对自然资源的利用提出了新的指导，井下采掘是人类开采自然资源的重要方式。鉴于此，本文分析了机械生产设备在井下采掘中的运用。

关键词：机械设备；井下采掘；生产；管理

Abstract: our mineral resources large storage capacity, along with the rapid development of the socialist economy, three big industry in the process of economic transformation of the material resources increasing demand. Among them, the industrial economy of mineral resources consumed every year in an increasing number, caused a serious crisis of resources. In the new period of the use of natural resources country puts forward the new guidance, underground mining is human exploitation of natural resources important ways. In view of this, this article analyzes the mechanical equipment in the use of the underground mining.

Key words: machinery and equipment; Underground mining; Production; management

中图分类号：TE92文献标识码：A 文章编号：

工业制造行业不断研制了新的机械设备，使得人们的生产劳动逐渐转向自动化操作，大大降低了人工作业的难度。作为采矿企业，应充分利用机械生产设备改善作业模式，保证井下采掘活动“安全、高效、持续”地运行。

一、新时期井下采矿的具体流程

矿石是自然界中长期积累的资源，其在开采期间必须采用特殊的工艺流程，以此保证较高的开采效率。企业在制定开采方案前，应对矿井周围的地质情况详细勘测，根据所得的数据结果编制科学的开采方案。目前，国内矿石井下采掘的主要内容是爆破、采装、运输、排土，每个环节协调运行才能保证井下采掘的效率。

1、矿井爆破。矿石处于地下特殊的结构层面，开展操作时面临的难度较大，仅靠人工处理则难以完全开采矿物资源。爆破是井下采掘的第一步，其通过把炸药安放在选定的位置，爆炸后达到粉碎矿石的效果。爆破前，现场人员要开凿孔洞，以放置炸药。

2、矿石采集。经过爆破处理之后，现场需安排人员对矿石进行采集、装货，为矿石的运输做好准备。随着科学技术的快速发展，矿石开采基本实现了采装一体化操作，许多机械设备在矿石采装操作中得到充分运用，如：挖掘机、轮斗铲、前端式装载机等。

3、定点运输。井下采掘得到的矿石属于半成品，其还需经过特殊工艺处理才能产出成品。运输是矿石井下采掘不可缺少的环节，负责将半成品或成品运输到加工点。比较常见的运输方法：海运、空运、陆运等，企业可根据运输成本费用的高低合理选择。

4、现场清理。考虑到井下采掘是一种自上而下的工艺方式，开采操作会出现大量的废土、岩石，若不及时清理排出则会影响现场作业的便捷性。矿石开采现场，应安排专业人员把土壤运输到指定场地存储，可利用自动化排土设备，如：推土机排土。

二、综合机械化采煤技术的应用

目前世界上最先进的采煤工艺是综合机械化采煤，简称为“综采”，综采之所以先进是因为破、装、运、支、处等五个主要生产环节全部实现了机械化，减少了中间人力参与的环节，提高了劳动效率。

1、机械装备特点

煤炭井下开采的发展方向是实现矿井高产高效集中化生产。而实现矿井高产高效的前提是提高综采工作面的单产，实现工作面高产高效，达到一矿一面或一矿二面的高度集中化生产。设备能力大。大功率(>800kW)电牵引采煤机的小时生产能力在1000～1200t以上，运输机、转载机、破碎机的小时生产能力在500～2000t以上；自动化程度高，实现了机电一体化；为了适应采煤机快速割煤的要求，采煤机具备自动调高等功能；液压支架采用电液控制，能实现采煤机、刮板输送机和液压支架的自动控制；设备性能好、可靠性高。

2、综合机械化采煤工艺

长壁综采是巴兰布矿近10年来利用中国综采成套设备获得良好效益的采煤法，其工作面巷道布置仅有回风平巷、运输平巷和开切眼，通风系统完善良好。一般来说，加大综采工作面的长度，增加采煤机割一刀的煤量，相应地可减少工作面斜切进刀及端头作业等工序对生产的影响时间，因此能获得较高的产量。确定综采工作面的合理长度，一般以工作面日产量最高或吨煤成本最低为准则，制约工作面长度的主要因素是工作面地质条件和刮板输送机的铺设长度。增加工作面的推进长度是减少工作面搬家次数最有效的方法。制约工作面走向长度增加的主要因素是回采巷道的掘进和支护、可伸缩带式输送机的铺设长度以及采场的地质构造。

三、电气自动化在机械设备中的应用

采煤机从中厚煤层起步，发展到薄煤层、大功率、大采高强力滚筒采煤机。从有链牵引、无链液压牵引方式，逐渐发展到了电磁滑差无链电牵引和变频调速无链电牵引。液压支架高度从薄煤、中厚到厚煤层，支架型式由占主导的掩护式，逐渐发展到有四柱支撑式低位放顶煤、两柱式的高位放顶煤(单输送机)、两柱掩护式低位放顶煤液压支架等多种架型。液压支架电液控制系统在美国、澳大利亚、德国等煤炭生产发达国家得到了普遍的应用，液压支架电液控制系统是实现综采工作面高产高效的关键技术设备，是今后发展的必然方向充分发挥机电一体化技术在煤矿开采中的作用。

电气自动化的应用使采煤的过程更加人性化，综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容。近年来企业重点解决采煤机的工矿在线检测、故障诊断及预报、显示与传输系统、采煤机自动运行控制系统等问题，使综合机械化水平上一个新的台阶。

四、井下采掘活动的安全管理措施

由于井下采掘是从地表层开采矿石资源，这种由上而下的开采模式会出现许多潜在的安全隐患，给现场人员、机械设备等均造成了较大的危害。为了避免意外事故的发生，矿石井下采掘应设计综合性的管理方案。具体措施：

1、思想指导。对现场人员进行思想教育，全面贯彻“安全第一”的生产理念，使开采人员严格按照标准操作。井下采矿属于隐蔽性生产作业，若生产过程出现问题则会影响整条生产流水线的顺利进行，对采矿企业的经营发展造成诸多不利。机械设备运用于井下采掘后，应从思想上加强人员的教育，提高其参与活动的

2、技术改良。科学技术是第一生产力，采用高科技投入井下采掘生产是保证质量、产量、效率的根本条件。考虑到机械一体化生产运用于采矿作业，企业应对现有的井下采掘技术优化调整，选择更加先进的采掘模式及采掘技术。如：定位开采技术，选用符合采矿工程要求的开采方案，避免生产操作失误带来的不利影响。

3、综合监督。根据现场采矿的具体情况，设置自动化监控系统，对可能发生的安全事故监测防范。企业需安排管理人员在现场协调施工，从细节上控制矿石开采作业的有序性，避免生产期间发生意外事故。此外，井下采矿还需要考虑生产技术标准的规定，对潜在的安全隐患及时处理，为机械设备运行创造有利的条件。

结论

总之，工业科技改造之后，机械设备在井下采掘活动中的运用更加广泛，促进了采矿业生产效率的提升。伴随着机械生产设备的普及运用，井下采掘生产活动也要做出相应的调整，以适应机械一体化生产的要求。

【参考文献】

[1]王树璞;煤矿综采设备机电一体化的现状和发展[J];能源基地建设;1995年04期

[2]王洪波;;机电一体化技术及其应用研究[J];中国集体经济(下半月);2007年06期

[3]孙长春;;煤矿机电一体化技术研究进展[J];现代矿业;2009年04期

[4]张莉;;机电一体化技术在煤矿的应用[J];山西煤炭管理干部学院学报;2007年01期

[5]张念超;;我国煤矿机电一体化技术的发展现状浅析[J];商业文化(学术版);2008年03期