井下采礦機械及運輸機械的合理配置研究

馮 巖

(西安鐵路職業技術學院，陜西 西安 710000)

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井下采礦機械及運輸機械的合理配置研究

馮 巖

(西安鐵路職業技術學院，陜西 西安 710000)

采礦過程中，為了保證開采質量，提高井下采礦運輸效率，必須合理配置采礦機械和運輸機械。對于鑿巖機械而言，主要有地下潛孔鉆機、地下牙輪鉆機、氣動鑿巖機等。對于運搬機械設備而言，運搬方法有振動放礦、連續運搬、電耙運搬、重力自溜、無軌設備運搬等。就機械配置問題進行了探討。

采礦機械；運輸機械；合理配置

在井下進行采礦時，由于工程量大，作業人員的勞動強度很大。例如采煤工作面的單產每年超過千萬噸，如果只依靠人力操作，或者機械設備搭配不合理，直接影響開采的效率。必須將采礦機械和運輸機械合理的配合，保證工作效率最高。在實際地下采礦工作中，可以選擇的開采設備、運輸設備很多。但是必須深入了解這些設備的特點，結合工程實際需求，合理的將采礦機械和運輸機械搭配到一起。開采設備滿足工程開采需求，運輸設備滿足開采的量，提高實際的生產運輸效率。

1 井下采礦機械和運輸機械的重要性

在進行礦石開采的時候，出礦設備非常重要，在整個施工環節最好不要出現故障，保持出礦設備的性能[1]。在開采規劃中已經設計了單日生產礦石量，只要礦設備正常工作，完全可以滿足這一要求，但是在設計時也考慮了一些其他因素的影響。國外生產的出礦設備[2]，性能優良，適合在大規模礦石開采，保證工作效率。使用符合實際要求的無軌設備，例如鏟運機、鑿宕臺車等，可以發揮上向水平分層充填采礦的作用。還引入了全液壓鑿宕臺車和電動鏟運機，保證整體的開采運輸效率。在礦石開采過程中，為了以后工作維護方便，確保資源的回收率[3]，減少出礦運輸的距離，應用了脈外布置的方式。在下盤設計兩條沿脈運輸平巷連通運輸線，成為環形運輸系統。使用無軌采掘設備讓其處于一個水平作業環境，能保證操作的質量，提高了工作效率。

2 施工中合理的配置鑿巖機

2.1 對潛孔鑿巖機的選用分析

通常情況下，在進行井下采礦工作中，潛孔鑿巖機是最常用的一種機械設備。該設備在井下采礦、鉆鑿管纜孔，鉆鑿充填孔，鉆鑿天井，鉆鑿通風孔時都有很大的作用。一般工程中直徑在100～165 mm深孔，都使用潛孔鑿巖機進行鉆鑿。

2.2 對牙輪鉆機的選用分析

對于鑿巖機而言，在井下施工中經常使用，尤其是礦巖有很大腐蝕時，可以進行鑿鉆操作。在實際鑿鉆過程中，要利用巖石的特點，開啟設備的自動調節功能，這樣設備就可以進行自我控制。在軸壓方面牙輪鉆機的鉆井效果是最好的。牙輪鉆機屬于電力直接驅動模式，因此在施工操作中不需要進行能量轉換，因此消耗的能量有限。除此之外，設備在運行過程中，不會產生很大的噪音，有利用施工人員的身體健康，屬于節能產品。而且該機械有很多功能，如果鉆鑿直徑在100～165 mm以上，也可以進行鉆鑿，在鉆鑿更大直徑的孔時，更能體現出其優越性。

2.3 對液壓鑿巖機的選用分析

對于鑿巖機而言，其優勢體現在能耗方面，實際應用中不僅能耗低，而且機械施工中產生的噪音小。和上述兩種設備相比，該設備的鉆鑿速度以及使用壽命都很長，因此有很高的性價比。但是也存在一些弊端，例如這種液壓鑿巖機結構較為復雜，無論是在鉆鑿施工還是日常的維護檢修，都有很高的要求，只有專門的技術人員才可以準確高效掌握。另一方面，該設備的泵站是隨機移動的，內部的液壓系統也是隨機移動的，設備外觀美觀，但是占地面積較大。尤其是在井下操作時，如果空間不足就不能使用該設備。和類似的設備相比較，其采購價格較高。在施工地點小，井巷斷面小的地方不適合使用；同時也不適合操作維護技術條件不夠的井巷采礦工作。

2.4 對鑿巖鉆車的選用分析

鑿巖鉆車主要有3種，分別是采礦鉆車、錨桿鉆車、掘進鉆車。在井下采礦時，科學合理的使用鑿巖鉆車，能夠提高實際的采礦效率，推動工程的穩步進行。除此之外，還能減輕井下操作人員工作勞動強度，對井下采礦工作環境進行充分的優化。進行井下采礦時，還必須對礦體的賦存條件，以及采礦方式進行考慮，必須符合實際情況。在此基礎上，選擇最合適的鑿巖鉆車，就能提高采礦效率，企業在以后的發展中，在經濟利益方面肯定有突破。

3 井下采礦運輸機械的科學配置

3.1 對井下運搬設備的選用分析

進行井下采礦工作時，有不同的搬運方式，應結合實際情況，選擇正確的搬運礦石的方式。常用的主要有3種搬運設備，分別是電耙運搬、無軌運搬、電動鏟運機搬運。對于電耙運搬而言，該設備有很強的供應能力，無論是實踐操作，還是日常的設備維護非常簡單。在實踐運行操作時，發生故障的概率很低，有一定的施工可靠性[4]。和其他的搬運設備相對比，其搬運礦石的成本是最低的，因此在地下采礦行業中得到了廣泛應用，深受一線施工技術人員的青睞。對于無軌運搬而言，其選擇余地較多，可以選擇氣動裝運機，還可以選擇電動鏟運機，或者是柴油鏟運機。這3種無軌運輸方式中，氣動裝運機在礦石搬運中會耗費很大的氣量，而且產生的噪音也是最大的，運搬時距離較短，綜合經濟效益不高。柴油鏟運機還沒有很好的將尾氣問題處理掉，在凈化方面還要予以改進；設備發生故障和日常維護中，維修、配件更換是很大的問題，相關配件的質量難以合格，而且對維修人員的技術水平要求較高。綜合這幾點進行分析，氣動裝運機就比較適合于大多數小型或中型的采礦運搬工作。電動鏟運機是在柴油鏟運機的基礎上，通過改進和創新而研發出的一款新產品。結構方面和柴油鏟運機是最相似的。在使用中其產生的振動波能夠完善礦石的流動性，設備實際操控方便，可操作性強，運行簡單，計量準確，對計劃放礦工作有很大的幫助，有效避免了貧化礦石問題。但是這種電動鏟運機也有一定的弊端，就是在進行震動放礦時，其靈活機動性不是很好，再加上運搬距離有限，因此一直被使用人員加以詬病。

3.2 對平巷轉(裝)運設備的選用分析

平巷裝運、轉運設備都是在平巷掘進作業中應用的。在對裝巖機進行選擇的時候，必須對巷道的規格進行細致分析，得到其對掘進速度、械化程度的要求。 通常情況下會選擇使用鏟插裝巖機，或者是選擇鏟斗正裝后卸式的裝巖機。如果對機械化程度、掘進速度要求較高， 同時該工程的巷道斷面允許，就要選擇使用蟹爪、蟹立爪式裝巖機。國內目前的礦山巷道掘進實踐中，應用范圍比較廣的是氣動或電動的鏟斗正裝后卸式的裝巖機。

3.3 對巷道運輸設備的選用分析

在確定地下礦山運輸方式時，運輸系統一般都會在礦床開拓設計中確定。但是選擇要遵循一定的原則，考慮礦床的實際開采規模和賦存條件，確定生產服務的年限，確定使用的開拓系統，確定實際的采礦方法。除此之外，還應該對運輸設備進行分析，引入最先進的機械設備，提高企業的管理水平。對于國內礦山的地下巷道運輸而言[5]，都是以機車軌道運輸為主；有些礦山的采場同溜礦井之間應用無軌運輸方式，但主要的巷道仍然是軌道運輸。有軌運輸機車具有無污染，運輸距離長，運輸量大的優勢，而且實際運輸消耗低，總體性價比高。一些條件比較優越的地下礦山則會以汽車無軌運輸為主。

4 結 語

通過以上對井下采礦機械、運輸機械的合理配置研究，發現機械設備的選擇非常重要。結合采礦工程實際要求，分析開采現場的具體情況，綜合考慮企業經濟效益因素，合理的選擇采礦機械、運輸機械，科學的將二者組合到一起，提高工作效率。除此之外，在開采的過程中，一定要加強現場設備的管理，相關管理人員必須到崗執勤，保證各個環節操作的流暢性，如果發生故障，應及時進行處理，不能影響整體的工作效率。

[1] 宋洋. 試分析井下采礦機械、運輸機械的合理配置[J]. 山東工業技術, 2016(1): 49.

[2] 石振軍. 論井下采礦機械、運輸機械的合理配置[J]. 黑龍江科技信息, 2013(34): 6.

[3] 張隨周. 論井下鑿巖、運輸、提升設備的合理選用[J]. 低碳世界, 2014(22): 170-171.

[4] 郭銳, 寧超, 趙靜一, 等. 礦井復雜環境下的分體式重載運輸車轉向控制研究[J]. 機械工程學報, 2016, 52(6): 116-123.

[5] 嚴明林, 張言杰, 雷延峰, 等. 復雜煤礦條件下的運輸方案研究與設備選型[J]. 礦山機械, 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

馮巖(1973-)，女，遼寧鞍山人，副教授，研究方向：現代運輸機械及工程機械，手機：13630252273，E-mail：fengyan924@Hotmail.com.

TD803

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.021