礦山采礦設(shè)備配套分析

摘 要：結(jié)合當(dāng)前礦山采礦設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)和具體礦山生產(chǎn)設(shè)備配套實(shí)例分析，文章提供了設(shè)備選型思路，以及制定礦山采礦設(shè)備配套方案的計(jì)算方法。

關(guān)鍵詞：采礦設(shè)備；選型；配套；備用；配套計(jì)算

1 國(guó)內(nèi)外礦山采礦裝備發(fā)展趨勢(shì)

目前世界地下礦山都在追求高效、安全，所以機(jī)械化水、自動(dòng)化水平不斷在提高，已有自動(dòng)遙控鏟運(yùn)機(jī)、鑿巖機(jī)，無(wú)人駕駛汽車和裝載機(jī)器人在矩形巨型井下試運(yùn)行，自控挖掘機(jī)系統(tǒng)也正在開發(fā)過(guò)程中，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)已用于鉆機(jī)、挖掘機(jī)及礦用汽車等移動(dòng)設(shè)備的定位、監(jiān)控與運(yùn)營(yíng)。

根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外礦山工業(yè)裝備現(xiàn)狀面臨的形勢(shì)及國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)的分析，中國(guó)地下采礦裝備逐步完成由勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變；耗能型向節(jié)能型轉(zhuǎn)變；單純的技術(shù)設(shè)備引進(jìn)向技術(shù)培訓(xùn)設(shè)備出口與轉(zhuǎn)讓的轉(zhuǎn)變；設(shè)備維修由分散向?qū)I(yè)化、社會(huì)化的轉(zhuǎn)變；最終促進(jìn)礦山企業(yè)的生產(chǎn)完成由經(jīng)驗(yàn)型向科學(xué)型的轉(zhuǎn)變和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變。

僅以我國(guó)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(yè)的技術(shù)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(dá)到先進(jìn)水平，這部分礦山在鑿巖、鏟裝設(shè)備方面有些已經(jīng)基本接近于或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，如凡口鉛鋅礦從芬蘭等國(guó)引進(jìn)了ST-2D、ST-3.5、TORD30D、CTX5N等型號(hào)的鏟運(yùn)機(jī)數(shù)十臺(tái)。

礦山發(fā)展需要裝備技術(shù)支撐，21世紀(jì)地下礦山現(xiàn)代化首要的任務(wù)是提高裝備水平。我國(guó)礦山發(fā)展缺少裝備技術(shù)的支撐，致使礦山規(guī)模小，礦山建設(shè)周期長(zhǎng)，采礦效率低，勞動(dòng)生產(chǎn)率低。因此提高裝備技術(shù)水平，是當(dāng)前迫切的任務(wù)。

選擇礦山機(jī)械設(shè)備是礦山企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)決策中的一個(gè)重要課題，既要使有限的投資獲得最大的生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益，使礦山企業(yè)的裝備處于最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)，充分發(fā)揮設(shè)備的效能、最大限度地實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)規(guī)模。設(shè)備的選型，應(yīng)考慮以下因素：生產(chǎn)性、可靠性、維修性、耐用性、通用性、節(jié)能性、成套性、適用性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、先進(jìn)性。

2 采礦設(shè)備選型

根據(jù)國(guó)內(nèi)外礦山裝備發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)在以安徽草樓鐵礦前期采礦設(shè)備選型配套為例，進(jìn)行實(shí)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(zhì)礦床。礦體埋深在地表172～194m以下，為隱伏礦體。根據(jù)草樓鐵礦的詳查地質(zhì)報(bào)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(nèi)，不僅加大礦石的貧化損失指標(biāo)，還將直接威脅到礦山生產(chǎn)安全。若用空?qǐng)龇ɑ夭刹⒘粲谰玫V柱支撐空區(qū)，只能在短時(shí)間內(nèi)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(chǎn)生沖擊地壓和地下水涌入造成的生產(chǎn)安全問(wèn)題。

鑒于以上分析，初步確定礦山采礦需要充填。后經(jīng)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(lái)又經(jīng)設(shè)計(jì)院計(jì)算機(jī)模糊綜合評(píng)價(jià)，階段垂直深孔崩礦嗣后充填采礦法的相對(duì)選擇率高，最終確定草樓鐵礦首采區(qū)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(tái)架拉低，后期使用Simba-261高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)（或國(guó)產(chǎn)化的T-150鉆機(jī)）回采礦房上部礦體，礦山前期出礦采用的出礦設(shè)備為：前期拉底使用ZL-30C型前端式裝載機(jī)配農(nóng)用車，礦房上部礦體回采時(shí)使用Toro400E型鏟運(yùn)機(jī)（或前端式轉(zhuǎn)載機(jī)）。

設(shè)備配套中，前期鑿巖能力、出礦、運(yùn)輸能力按60萬(wàn)t/a考慮，2007年100～120萬(wàn)t產(chǎn)量時(shí)，鑿巖以大孔為主，主要用Simba-261高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)（或國(guó)產(chǎn)化的T-150鉆機(jī)），使用鏟運(yùn)機(jī)出礦，礦石經(jīng)采區(qū)溜井從下一中段運(yùn)出。

3 設(shè)備配套計(jì)算

3.1 鑿巖設(shè)備

草樓鐵礦前期-230m中段拉底采礦采用中深孔鑿巖，鑿巖設(shè)備采用YGZ-90鉆配TJ25抬價(jià)，Φ65mm釬頭，接桿鑿巖。-230中段北區(qū)11-19線礦體長(zhǎng)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(zhǎng)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(jìn)，每次爆2～3排炮孔，炮孔排拒1.4m，每排炮孔長(zhǎng)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(jī)鑿巖，每米炮孔崩礦量5.5t/m，2006年要完成60萬(wàn)t的出礦量，除開掘進(jìn)副產(chǎn)，按產(chǎn)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(gè)采場(chǎng)保持2臺(tái)鉆同時(shí)作業(yè)，臺(tái)班效率30m。

5 結(jié)束語(yǔ)

礦山采礦生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)多，設(shè)備類型多、數(shù)量多、投資大，采、裝、運(yùn)各主要環(huán)節(jié)中的設(shè)備，不但要選型合理，而且必須實(shí)現(xiàn)配套。其一是采裝運(yùn)設(shè)備的規(guī)格，要適應(yīng)礦山生產(chǎn)環(huán)境、工藝流程以及礦山生產(chǎn)能力的需要；其二是采裝運(yùn)各作業(yè)環(huán)節(jié)之間，要達(dá)到最佳配合與銜接；其三，井下礦山一般要求回采作業(yè)能力大于鏟裝能力，鏟裝能力大于運(yùn)輸能力，這樣才能保證整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠、高效運(yùn)行。

本文通過(guò)實(shí)例分析，以及各作業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力的定量計(jì)算，提出了設(shè)備選型與配套的原則。根據(jù)采裝運(yùn)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力需要，對(duì)回采環(huán)節(jié)的鑿巖機(jī)、鏟裝環(huán)節(jié)的裝運(yùn)機(jī)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)的農(nóng)用車進(jìn)行了合理設(shè)備選型及數(shù)量配套，并在后來(lái)的實(shí)際生產(chǎn)中得到全面應(yīng)用，為草樓鐵礦僅用8個(gè)月實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)提供了良好條件。

參考文獻(xiàn)

[1]范慶霞.梅山大間距采礦技術(shù)與主體采掘設(shè)備應(yīng)用[J].寶鋼技術(shù)，2006.

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