电动铲运机在倾斜壁式充填法采场的应用研究.pdf

北京矿冶研究总院余婆刘坚杨和平 【 摘要】为 了 利于 充 填 悻的 稳 定． 采 坜按 倾 斜 壁划分． 在这种 采准 工程布 置 下． 电 动铲运 帆在采场 中的应用遇到许多新的技术 问题。本文详细论述谊种条件下铲运机的应用研究过程与使用效果 ．并对出现的 嗍 饕 鍪 笋 塾，电 塑 ，亳 兰 墨 至 一， 钐专≠ ∥关 键 词 倾 斜 壁 式 采 场电 动 铲 运 机 充 填 采 矿 一 彳 尹 幽咖 乙 j’ 一J 一 一’，～I AP P LI CAT I ON RE S EAR CH OFMOT ORI Z E DS CR AP ER I N I NCLI NED BACK FI LLI NG S T OPE Be i i i n gG e n e r al Re s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n g a n dM e t a l l u r g yYu B i n Li uJ i a nYa n g He p i n g 【 A B S T R A C T】T o b e b e n e fi c ia l t os t e a d y o f f i l l i n g b o d y ，s top e s a r e d i v i d e db a s e d 0 n i n e l i n e dwa nI n t h i sc a s e ，i twi l lme e tma n vn e w t e c h n o l o g yp r o b l e mswh e n dec t r i c d r i v e n s c r a p e ri su s e d i n i n c l i n edwa l ls t o p e ． I n t h i sp a p e r ， t h ea p p l i c a t i o n r e s e a r c h e x p e r i me nt sa n de f f e c ta r ed e scr i b ed i nd e t a i l ，i na d d i t i o n，e ffe c t i v eme a s u r ea n d s u g g e s t i o nf o rt h ep r o b l e msa r eo f f e r e d 。 KEY W ORDS I n c l i n ed wa l ls t o WEl e c t r i c dr i v e n ser a pe rFi l l i n gmi n e 1 引言 金属矿床地下开采方法经过不断的发展 积累了较为丰富的实践经验。对于赋存条件 各异的矿体，其中倾角小或急倾斜矿体，地 下开采方法基本成熟和定型，并在矿山生产 中广泛应用。但对倾斜、缓倾斜中厚矿体的 开采 ，仍存在着顶板管理、矿石运搬和矿柱 回采等三大难题。这一难题给不少此类赋存 条件矿体的矿山，带来了生产被动局面 ，已 经引起广大采矿工程技术人员的普遍重视。 世界锑都锡矿山，其锑矿床是一个典型 的中厚似层状缓倾斜至倾斜、赋存条件复杂 的特大型锑矿床。在 6 0年代 以前 ，锡矿山 大都采用房柱法开采 ，7 0年代以后改用 二 步骤 回采的胶结充填法开采，这种方法存在 着回采工艺复杂，矿石贫化、损失率高，采 场综合生产能力低和采矿成本高等缺点。为 解决以上问题 ，试验研究成功了一种新型的 “ 倾斜壁式粗颗粒水砂充填采矿方法” 。 2 采矿方法特征与采准工程布置 倾斜壁式采矿方法是将盘区内矿块沿走 向布置，沿倾向每隔一定宽度划分矿块 ，每 一 矿块又称一个分段 ，每个分段之问接斜壁 划分 ，回采矿块顺序依次 由下丽上连续 回 采，采一分段 ，充填一分段 ，因分段之间按 斜壁划分 ，所 以充填后的充填体 ．侧壁 自然 形成斜壁 ，自身能保持稳定。每个分段的回 采工作包括在矿体下部沿走向掘进凿岩和 装矿巷道，简称凿装道。在凿装道内完成中 深孔凿岩工作后，由矿块 中央拉开切割槽 ， 以此为 自由面向两端后退回采 ，凿装道两端 与盘区联络道相连 ，铲运机由两端进入铲 矿 ，矿石由联络道侧旁的出矿溜井下放至下 中段运输道 。 维普资讯 采准工程包括 分段凿装道 、分段联络 道 、放矿溜井 、充填通风井等 。每个分段采 准工程量 1 3 0 m，采准 比为 1 6 4 m／ t ，采准 工程布置见图 1 。 图 1 采准 工程 布置 示意 图 1 斜坡道；2 一联络道 ；3 赦 矿浩井 ；4 _运输平 巷；5 --凿装道；6 一脏结矿壁 ； 7 一斜壁矿房 分段凿装道布置在分段沿矿体倾向的下 角部位 ，规格为3 ． 6 m36 m ；分段联络道 布置在采 区两翼的边缘部位规格为36 m 3 ． 6 m ；放矿 溜井 分别与联 络道 和 中段 运 输巷相通 ，盘区两端各布置一个放矿溜井 ， 规格为2 ． O m2 ． O m ；充填通 风井布 置在 整 个盘区靠近矿体顶板最高处，规格为2 ． O m 2 O m 。 3 铲运机选型及其主要技术参数 根据锡矿山南矿的具体条件 ，铲运机选 型时，主要考虑铲运机的运输能力、运距、 通风要求以及铲运机的可靠性和价格合理性 等原则，要求铲运机能满足如下要求 1 铲运机 出矿能力大 ，3 0 --4 0 m 的中 等运距 ，出矿能力应达到 5 0 t ／ h以上。 2 要求铲运机性能良好 ，有一定的灵 活性 ，而且备品备件供应有保障，厂家售后 服务 良好 。 3 由于井下作业环境限制，通风条件 不太好 ，所 以要求出矿设备不得排放过多的 废气枵染作业面。 4 铲运机价格台理 ，能与矿山的现有 设备装备水平相适应。 依据以上原则，综台分析比较国内外各 种型号的电动及液压铲运机，最后决定采用 南昌通用机械厂生产的 WJ D一1 ． 5 型电动铲 运机 。 wJ D一15型电动铲运机采 用交 流 电动 机驱动，不会园排废气而污染作业环境 ，液 压机械传动系统性能可靠 ，前后桥 四轮驱 动 ，驱动力大 ，爬坡能力强 ，中央铰接 ，转 弯半径小，机动性强；全液压转向机构 ，转 向平稳灵活，操作简易。 4 铲运机在 采场 中的应用 4 1 铲运机操作及维修人员培训 在倾斜壁式粗颗粒水砂充填采矿法中， 出矿工序是关系到采矿生产效率及采场生产 能力的重要因素，因而对铲运机司机及维修 人员的技术水平及熟练程度均有 较高的要 求。锡矿山矿务局南矿在前期生产准备工作 中，对有关人员进行 了理论和实际操作技能 相结合的综合性培训。根据铲运机生产厂家 提供的技术资料 ，编制了铲运机操作及维修 培训教材 ，制订了安全操作及维修保养技术 规程 ，并且组织操作及维修人员去南京梅山 铁矿进行了一个月的实习。经过培词 l ，使铲 运机司机在正式上岗前能够熟练地掌握操作 要领，保证正确操作 ，尽量避免人为的不正 当操作对设备或人员造成伤害。 42出矿试验 为了及时总结分析采矿生产中存在的问 题 ，提高回采效率，降低采矿成本，对铲运 机出矿进行了跟班标定。在长达两个多月的 跟班标定中，对电动铲运机在斜壁采场出矿 时 ，在 各种 不同运距情况下 的实 际出矿 能力 进行了测定 ，以大量的统计数据 ，标定出铲 运机的平均运行速度 ，其结果如表 1 。 分析表 1 可知，在锡矿山南矿目前 的出 矿条件下 ，电动铲运机的正常行驶速度空载 为1 ． 3 4 m／ s，重载为1 ． 2 1 m／ s 。当运距小于 3 0 m时，运行速度明显偏小 ， 一般在 1 ． D m／ s 以内， 只有 当运距不 小 于 3 0 m 时 ， 铲 运机 才 容易达到其正常行驶速度。从安全与经济的 维普资讯 表 1 WJ 1 -1 ． 5型 电动 铲运 机运行 速度 表 角度考虑 ， 推荐斜壁充填法采场中电动铲运 机出矿时空载运行速度为1 ． 2 5 ～1 ． 5 3 m／ s， 重载运行速度为1 ． 1 1 ～1 ． 3 9 m／ s 。此外 ，铲 运机 出矿试验表 明，当运行 速 度 小 于1 ． 1 l m／ s 时，铲运机尽管能耗较低，但出矿效率 也较低 ；当运行速度大于1 ． 6 7 m／ s 时，由于 井下照明及路 面条件较差，因而安全性较 差，所以在该矿目前条件下 ，建议出矿运行 速度不大于1 ． 5 3 m／ s 。 依据大量的标定统计数据，还可求得在 各种运距条件下，铲运机每装运铲矿石所 需的平均时问，结合测量人员统计的实际出 矿车数和采出矿量，就可求得铲运机出矿时 每车的平均载重量，并求得统计条件下 ，电 动铲运机的出矿效率，具体结果见表 2 。 表 2 WJ 1 一1 ． 5型电动铲运机出矿效率表 分析表 2 可知 ，铲运机的出矿能力与运 距 成 反 比．但 在 运 距 由 1 5～ 2 0 m 增 大 到 3 0 m时，铲运机出矿能力却减少不多 ，这是 由于运距仅 1 5 ～2 0 m 时 ，运 行速 度较小 ， 影响了其 出矿能力的发挥 。运距大于 3 0 m 时．铲运机可达正常行驶速度 ，其运行速度 较为稳定 ，此时铲运机出矿效率随运距的增 大而减小 。 4 ． 3 铲运机出矿成本计算 铲运机 出矿试 验半年来 ，累计 出矿约 1 2 万 t ，经统计计算，其出矿直接成本构成 列于表 3 。 表 3 WJ D一1 ． 5型铲运机 出矿直接成本构成 从表 3可知，铲运机的出矿直接成本为 2 ． 8 8元／ t ，其中各种材料 费1 ． 3 0元／ t ，占 出 矿 成 本 的4 5 ． 2 6 ％，仅 轮 胎 一 项 就 占 2 6 ． 8 3 ％。另外，工人工资在出矿成本中也 占有较大比重 ，达2 3 ． 4 3 ％。分析成本构成 可知．要想大幅度降低铲运机出矿的直接成 本，必须注意改善出矿条件，加强轮胎、电 缆的检修与保养，节约使用油品材料，同时 应加强生产管理，提高出矿效率以降低工资 成本 。 5 主要问题及改进措施 5 ． 1 出矿试验中存在的问题 1 电动铲运机工时利用率低。电动铲 运机的有效开动时问仅有 2 ～3 h ／ 台 班 ， 有效时间利用率不足 4 0 ％，铲运机出矿能 力高的特点远远没有发挥出来。 2 铲运机出矿工作条件较差。试验采 场矿岩节理裂隙发育，矿石脱层现象时有发 生，致使凿岩困难、爆破效果不佳、大块产 出率高 ．严重影响了铲运机的出矿效率。 3 设备故障多 ，维修保养仍 需加强。 这不但有人为的操作不当造成的原因，同时 铲运机本身的设计也有不尽完善之处 ，机械 下转第 1 4 页 有色矿山l 9 9 9 ．3 维普资讯 有 对应 以上 两类混合矿 的特点及矿石搭配和 选矿处理方法外 ，又有本身含氧化铜矿物多 的特点，通过选矿试验证明，此类矿石的回 收率仅 为 6 0％左 右 ， 目前永 平铜 矿 正小 规 模应用 “ 浸出 一萃取 一电积”法处理该类矿 石 ，收到较 好效 果 。 4 2 提高 出矿预报准确性 由于高氧化矿是影响入选原矿质量最主 要的因素，如何合理有效地利用矿产资源 ， 提高供矿质量，提高矿石选别指标 ，提高企 业效益 ，其工作质量的好坏，需有地质 、采 矿、选矿、生产调度等部门的分工协作与紧 密配合。笔者认为，根据高氧化矿各类型矿 石的分布特征 ，矿物工艺性质及选矿性能， 做好供矿、配矿预报， 调采、选之间的衔 接 ，是加强采矿、出矿管理的～项重要工作 内容 1 采矿技术部门根据矿石类型空间分 布情况，制定采矿计划，报送采矿场和调度 等部 门。 [ 2 出矿管理部门根据采矿计划 ，合理 制定季、月、周出矿配矿方案，报送生产调 度 。 3 地质部门准确圈定爆堆的矿石7 - l k 类型及铜硫品位，提供给现场调度。 4 现场调度及时将当班供矿性质及品 位情况汇报矿调度，并送达选矿厂。 5 矿 调度室协 调采 、选有关供矿事 宜。 6 选 矿厂根据人选 的矿 石性 质及 铜硫 品位 ，及时调整碎矿、磨矿及选矿药剂的合 理添加 ，切实提高选别指标和经济效益。 ∞一 ⋯ _。． ～⋯⋯一～一⋯⋯～⋯～一。_。一～一。．。一～ ⋯ 上接第 加 页 传动部分零部件装配质量不好，导致铲运机 传动轴、差速器、轮边减速器中间铰接多次 出现故障，因而对电动铲运机维修保养技术 力量要求较高。 5 ． 2 改进措施 1 合理设计 回采顺序，增加有效工作 面，提高铲运机出矿工时利用率。 2 加强凿岩爆破施工管理，提高凿岩 爆破效率 ，改善爆破质量，为铲运机创造较 好的出矿条件 ，提高出矿的台班效率。 3 加强维修人员的技术培训 ，及时进 行设备检修，使铲运机处于 良好 的工作状 态。 6 结束语 1 在倾斜壁式充填采矿法 中，采用 wJ D1 ． 5型电动铲运机 出矿具有明显的优 越性 ，其出矿能力及对通风的要求等均能与 采矿工艺相适宜。 2 电动铲运机的故障率低于柴油铲运 机。相对来说 ，维修工作量和维修费用也要 低一些 ，尤其是适宜井下环境的作业条件。 3 目前矿山整体检修保养力量较弱 ， 同时设备 自身也存在或多或少的设计 、制造 或装配上的问题 ，这些都需在今后的工作中 进一步改进和提高。 有色矿山广1 9 9 9 ．3 1 维普资讯