井下采矿机械及运输机械的合理配置研究

冯 岩

(西安铁路职业技术学院，陕西 西安 710000)



井下采矿机械及运输机械的合理配置研究

冯 岩

(西安铁路职业技术学院，陕西 西安 710000)

采矿过程中，为了保证开采质量，提高井下采矿运输效率，必须合理配置采矿机械和运输机械。对于凿岩机械而言，主要有地下潜孔钻机、地下牙轮钻机、气动凿岩机等。对于运搬机械设备而言，运搬方法有振动放矿、连续运搬、电耙运搬、重力自溜、无轨设备运搬等。就机械配置问题进行了探讨。

采矿机械；运输机械；合理配置

在井下进行采矿时，由于工程量大，作业人员的劳动强度很大。例如采煤工作面的单产每年超过千万吨，如果只依靠人力操作，或者机械设备搭配不合理，直接影响开采的效率。必须将采矿机械和运输机械合理的配合，保证工作效率最高。在实际地下采矿工作中，可以选择的开采设备、运输设备很多。但是必须深入了解这些设备的特点，结合工程实际需求，合理的将采矿机械和运输机械搭配到一起。开采设备满足工程开采需求，运输设备满足开采的量，提高实际的生产运输效率。

1 井下采矿机械和运输机械的重要性

在进行矿石开采的时候，出矿设备非常重要，在整个施工环节最好不要出现故障，保持出矿设备的性能[1]。在开采规划中已经设计了单日生产矿石量，只要矿设备正常工作，完全可以满足这一要求，但是在设计时也考虑了一些其他因素的影响。国外生产的出矿设备[2]，性能优良，适合在大规模矿石开采，保证工作效率。使用符合实际要求的无轨设备，例如铲运机、凿宕台车等，可以发挥上向水平分层充填采矿的作用。还引入了全液压凿宕台车和电动铲运机，保证整体的开采运输效率。在矿石开采过程中，为了以后工作维护方便，确保资源的回收率[3]，减少出矿运输的距离，应用了脉外布置的方式。在下盘设计两条沿脉运输平巷连通运输线，成为环形运输系统。使用无轨采掘设备让其处于一个水平作业环境，能保证操作的质量，提高了工作效率。

2 施工中合理的配置凿岩机

2.1 对潜孔凿岩机的选用分析

通常情况下，在进行井下采矿工作中，潜孔凿岩机是最常用的一种机械设备。该设备在井下采矿、钻凿管缆孔，钻凿充填孔，钻凿天井，钻凿通风孔时都有很大的作用。一般工程中直径在100～165 mm深孔，都使用潜孔凿岩机进行钻凿。

2.2 对牙轮钻机的选用分析

对于凿岩机而言，在井下施工中经常使用，尤其是矿岩有很大腐蚀时，可以进行凿钻操作。在实际凿钻过程中，要利用岩石的特点，开启设备的自动调节功能，这样设备就可以进行自我控制。在轴压方面牙轮钻机的钻井效果是最好的。牙轮钻机属于电力直接驱动模式，因此在施工操作中不需要进行能量转换，因此消耗的能量有限。除此之外，设备在运行过程中，不会产生很大的噪音，有利用施工人员的身体健康，属于节能产品。而且该机械有很多功能，如果钻凿直径在100～165 mm以上，也可以进行钻凿，在钻凿更大直径的孔时，更能体现出其优越性。

2.3 对液压凿岩机的选用分析

对于凿岩机而言，其优势体现在能耗方面，实际应用中不仅能耗低，而且机械施工中产生的噪音小。和上述两种设备相比，该设备的钻凿速度以及使用寿命都很长，因此有很高的性价比。但是也存在一些弊端，例如这种液压凿岩机结构较为复杂，无论是在钻凿施工还是日常的维护检修，都有很高的要求，只有专门的技术人员才可以准确高效掌握。另一方面，该设备的泵站是随机移动的，内部的液压系统也是随机移动的，设备外观美观，但是占地面积较大。尤其是在井下操作时，如果空间不足就不能使用该设备。和类似的设备相比较，其采购价格较高。在施工地点小，井巷断面小的地方不适合使用；同时也不适合操作维护技术条件不够的井巷采矿工作。

2.4 对凿岩钻车的选用分析

凿岩钻车主要有3种，分别是采矿钻车、锚杆钻车、掘进钻车。在井下采矿时，科学合理的使用凿岩钻车，能够提高实际的采矿效率，推动工程的稳步进行。除此之外，还能减轻井下操作人员工作劳动强度，对井下采矿工作环境进行充分的优化。进行井下采矿时，还必须对矿体的赋存条件，以及采矿方式进行考虑，必须符合实际情况。在此基础上，选择最合适的凿岩钻车，就能提高采矿效率，企业在以后的发展中，在经济利益方面肯定有突破。

3 井下采矿运输机械的科学配置

3.1 对井下运搬设备的选用分析

进行井下采矿工作时，有不同的搬运方式，应结合实际情况，选择正确的搬运矿石的方式。常用的主要有3种搬运设备，分别是电耙运搬、无轨运搬、电动铲运机搬运。对于电耙运搬而言，该设备有很强的供应能力，无论是实践操作，还是日常的设备维护非常简单。在实践运行操作时，发生故障的概率很低，有一定的施工可靠性[4]。和其他的搬运设备相对比，其搬运矿石的成本是最低的，因此在地下采矿行业中得到了广泛应用，深受一线施工技术人员的青睐。对于无轨运搬而言，其选择余地较多，可以选择气动装运机，还可以选择电动铲运机，或者是柴油铲运机。这3种无轨运输方式中，气动装运机在矿石搬运中会耗费很大的气量，而且产生的噪音也是最大的，运搬时距离较短，综合经济效益不高。柴油铲运机还没有很好的将尾气问题处理掉，在净化方面还要予以改进；设备发生故障和日常维护中，维修、配件更换是很大的问题，相关配件的质量难以合格，而且对维修人员的技术水平要求较高。综合这几点进行分析，气动装运机就比较适合于大多数小型或中型的采矿运搬工作。电动铲运机是在柴油铲运机的基础上，通过改进和创新而研发出的一款新产品。结构方面和柴油铲运机是最相似的。在使用中其产生的振动波能够完善矿石的流动性，设备实际操控方便，可操作性强，运行简单，计量准确，对计划放矿工作有很大的帮助，有效避免了贫化矿石问题。但是这种电动铲运机也有一定的弊端，就是在进行震动放矿时，其灵活机动性不是很好，再加上运搬距离有限，因此一直被使用人员加以诟病。

3.2 对平巷转(装)运设备的选用分析

平巷装运、转运设备都是在平巷掘进作业中应用的。在对装岩机进行选择的时候，必须对巷道的规格进行细致分析，得到其对掘进速度、械化程度的要求。 通常情况下会选择使用铲插装岩机，或者是选择铲斗正装后卸式的装岩机。如果对机械化程度、掘进速度要求较高， 同时该工程的巷道断面允许，就要选择使用蟹爪、蟹立爪式装岩机。国内目前的矿山巷道掘进实践中，应用范围比较广的是气动或电动的铲斗正装后卸式的装岩机。

3.3 对巷道运输设备的选用分析

在确定地下矿山运输方式时，运输系统一般都会在矿床开拓设计中确定。但是选择要遵循一定的原则，考虑矿床的实际开采规模和赋存条件，确定生产服务的年限，确定使用的开拓系统，确定实际的采矿方法。除此之外，还应该对运输设备进行分析，引入最先进的机械设备，提高企业的管理水平。对于国内矿山的地下巷道运输而言[5]，都是以机车轨道运输为主；有些矿山的采场同溜矿井之间应用无轨运输方式，但主要的巷道仍然是轨道运输。有轨运输机车具有无污染，运输距离长，运输量大的优势，而且实际运输消耗低，总体性价比高。一些条件比较优越的地下矿山则会以汽车无轨运输为主。

4 结 语

通过以上对井下采矿机械、运输机械的合理配置研究，发现机械设备的选择非常重要。结合采矿工程实际要求，分析开采现场的具体情况，综合考虑企业经济效益因素，合理的选择采矿机械、运输机械，科学的将二者组合到一起，提高工作效率。除此之外，在开采的过程中，一定要加强现场设备的管理，相关管理人员必须到岗执勤，保证各个环节操作的流畅性，如果发生故障，应及时进行处理，不能影响整体的工作效率。

[1] 宋洋. 试分析井下采矿机械、运输机械的合理配置[J]. 山东工业技术, 2016(1): 49.

[2] 石振军. 论井下采矿机械、运输机械的合理配置[J]. 黑龙江科技信息, 2013(34): 6.

[3] 张随周. 论井下凿岩、运输、提升设备的合理选用[J]. 低碳世界, 2014(22): 170-171.

[4] 郭锐, 宁超, 赵静一, 等. 矿井复杂环境下的分体式重载运输车转向控制研究[J]. 机械工程学报, 2016, 52(6): 116-123.

[5] 严明林, 张言杰, 雷延峰, 等. 复杂煤矿条件下的运输方案研究与设备选型[J]. 矿山机械, 2016(3): 24-28.

Reasonable Allocation of Underground Mining Machinery and Transportation Machinery

FENG Yan

(Xi'anRailwayVocationalTechnicalInstitute,Xi'an,Shanxi710000,China)

To ensure the quality of production and improve the efficiency of the underground mining transportation, we must be in the rational allocation of mining machinery and transportation machinery. For drilling machinery, there are underground rock drills, pneumatic drills to handle machinery and equipment, including the handling method with vibration ore, continuous handling, scraper carrying, gravity from slip and trackless equipment handling, etc.

Mining machinery; Transport machinery; Reasonable configuration

2016-11-08

冯岩(1973-)，女，辽宁鞍山人，副教授，研究方向：现代运输机械及工程机械，手机：13630252273，E-mail：fengyan924@Hotmail.com.

TD803

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.021