礦山采礦設備配套分析

摘 要：結合當前礦山采礦設備發展趨勢和具體礦山生產設備配套實例分析，文章提供了設備選型思路，以及制定礦山采礦設備配套方案的計算方法。

關鍵詞：采礦設備；選型；配套；備用；配套計算

1 國內外礦山采礦裝備發展趨勢

目前世界地下礦山都在追求高效、安全，所以機械化水、自動化水平不斷在提高，已有自動遙控鏟運機、鑿巖機，無人駕駛汽車和裝載機器人在矩形巨型井下試運行，自控挖掘機系統也正在開發過程中，全球衛星定位系統（GPS）技術已用于鉆機、挖掘機及礦用汽車等移動設備的定位、監控與運營。

根據對國內外礦山工業裝備現狀面臨的形勢及國內外發展趨勢的分析，中國地下采礦裝備逐步完成由勞動密集型向技術密集型轉變；耗能型向節能型轉變；單純的技術設備引進向技術培訓設備出口與轉讓的轉變；設備維修由分散向專業化、社會化的轉變；最終促進礦山企業的生產完成由經驗型向科學型的轉變和經濟增長方式由粗放型向集約型轉變。

僅以我國有色、黑色金屬礦山為例，目前主要以地下開采為主，采礦作業的技術裝備普遍比較低下，只有冬瓜山銅礦、德興銅礦、金川鉬礦、凡口鉛鋅礦、安慶銅礦、梅山鐵礦等礦山的裝備達到先進水平，這部分礦山在鑿巖、鏟裝設備方面有些已經基本接近于或達到國際先進水平，如凡口鉛鋅礦從芬蘭等國引進了ST-2D、ST-3.5、TORD30D、CTX5N等型號的鏟運機數十臺。

礦山發展需要裝備技術支撐，21世紀地下礦山現代化首要的任務是提高裝備水平。我國礦山發展缺少裝備技術的支撐，致使礦山規模小，礦山建設周期長，采礦效率低，勞動生產率低。因此提高裝備技術水平，是當前迫切的任務。

選擇礦山機械設備是礦山企業生產和經營決策中的一個重要課題，既要使有限的投資獲得最大的生產、經濟效益，使礦山企業的裝備處于最佳技術經濟狀態，充分發揮設備的效能、最大限度地實現礦山生產規模。設備的選型，應考慮以下因素：生產性、可靠性、維修性、耐用性、通用性、節能性、成套性、適用性、安全性、經濟性、環保性、先進性。

2 采礦設備選型

根據國內外礦山裝備發展趨勢，現在以安徽草樓鐵礦前期采礦設備選型配套為例，進行實例分析。

草樓鐵礦賦礦巖層為新太古界霍邱群吳集組，為一沉積變質礦床。礦體埋深在地表172～194m以下，為隱伏礦體。根據草樓鐵礦的詳查地質報告等資料分析，如果采用崩落法回采，礦體上部第四系粘土層和流沙含水層將被破壞，地下水和粘土的混合物涌入坑內，不僅加大礦石的貧化損失指標，還將直接威脅到礦山生產安全。若用空場法回采并留永久礦柱支撐空區，只能在短時間內保證礦體上部第四系粘土層和流沙含水層不被破壞，不能徹底解決礦山因礦柱破壞產生沖擊地壓和地下水涌入造成的生產安全問題。

鑒于以上分析，初步確定礦山采礦需要充填。后經礦山采礦方案討論，采礦方案聚焦到了階段垂直深孔崩礦嗣后充填采礦法與分段鑿巖階段出礦嗣后充填采礦法，后來又經設計院計算機模糊綜合評價，階段垂直深孔崩礦嗣后充填采礦法的相對選擇率高，最終確定草樓鐵礦首采區的采礦方法為階段垂直深孔崩礦嗣后充填采礦法。

在該采礦方法施工中，鑿巖需使用YGZ-90鉆配TJ25臺架拉低，后期使用Simba-261高風壓潛孔鉆機（或國產化的T-150鉆機）回采礦房上部礦體，礦山前期出礦采用的出礦設備為：前期拉底使用ZL-30C型前端式裝載機配農用車，礦房上部礦體回采時使用Toro400E型鏟運機（或前端式轉載機）。

設備配套中，前期鑿巖能力、出礦、運輸能力按60萬t/a考慮，2007年100～120萬t產量時，鑿巖以大孔為主，主要用Simba-261高風壓潛孔鉆機（或國產化的T-150鉆機），使用鏟運機出礦，礦石經采區溜井從下一中段運出。

3 設備配套計算

3.1 鑿巖設備

草樓鐵礦前期-230m中段拉底采礦采用中深孔鑿巖，鑿巖設備采用YGZ-90鉆配TJ25抬價，Φ65mm釬頭，接桿鑿巖。-230中段北區11-19線礦體長400m，平均水平厚度66.72m左右，礦體傾角40°～50°，拉底高15米，礦房長為礦體厚度，寬為15米，拉底爆破平均橫斷面積151.57m2。其鑿巖平巷斷面積原味12m2，后為13.2m2，采用礦房中間拉槽，往兩邊推進，每次爆2～3排炮孔，炮孔排拒1.4m，每排炮孔長124.6m，每次爆破步距2.8～4.2m，礦石體重3.4t/m2，單邊每次爆破量151.57×2.8×3.4=1443（t）。

采用YGZ-90型鑿巖鉆機鑿巖，每米炮孔崩礦量5.5t/m，2006年要完成60萬t的出礦量，除開掘進副產，按產量均衡安排，上半年主要以拉底采礦為主，每天完成1818t/d出礦量。

每個采場保持2臺鉆同時作業，臺班效率30m。

5 結束語

礦山采礦生產作業環節多，設備類型多、數量多、投資大，采、裝、運各主要環節中的設備，不但要選型合理，而且必須實現配套。其一是采裝運設備的規格，要適應礦山生產環境、工藝流程以及礦山生產能力的需要；其二是采裝運各作業環節之間，要達到最佳配合與銜接；其三，井下礦山一般要求回采作業能力大于鏟裝能力，鏟裝能力大于運輸能力，這樣才能保證整個生產系統的可靠、高效運行。

本文通過實例分析，以及各作業生產環節生產能力的定量計算，提出了設備選型與配套的原則。根據采裝運各個生產環節生產能力需要，對回采環節的鑿巖機、鏟裝環節的裝運機、運輸環節的農用車進行了合理設備選型及數量配套，并在后來的實際生產中得到全面應用，為草樓鐵礦僅用8個月實現達產提供了良好條件。

參考文獻

[1]范慶霞.梅山大間距采礦技術與主體采掘設備應用[J].寶鋼技術，2006.

作者簡介：溫春生（1982-），男，江西贛州人，采礦助理工程師，從事采礦生產與技術管理工作。