第二篇 采矿方法——地下矿无轨采矿设备.ppt

第二篇采矿方法,第五章空场采矿法,第六章充填采矿法,第七章崩落采矿法,第八章地下矿无轨采矿设备,第九章采矿方法选择与单体设计,基本内容,,第八章地下矿无轨采矿设备,8.1概述,8.2地下矿无轨凿岩设备,8.4地下矿无轨运输设备,8.3地下矿无轨装运设备,,8.5地下开采设备的自动化、智能化与连续采矿机,第八章地下矿无轨采矿设备,8.1概述,,为避免因资源逐渐枯竭和品位下降而使矿物开采业陷入困境，人们不断地努力研制高效的采矿设备，提高采矿效率，降低开采成本；在地下矿山，依靠大孔径的潜孔钻机、牙轮钻机和凿岩台车、铲运机和井下矿用汽车、装药机械和锚杆台车等辅助采矿机械，VCR采矿法、高分段崩落采矿法、自然崩落采矿法、水平和缓倾斜厚大矿体的房柱法等高效采矿方法和工艺相继诞生；,采矿装备的进步还使一些以前无法开采或难以开采的复杂难采矿体得到有效开采和利用；原载重5吨的Toro501E型电动铲运机，已发展为载重25吨的Toro2500E型电动铲运机；瑞典的井下汽车已用120吨的七轴大型卡车来取代45吨和65吨卡车;井下钻机中，配水力潜孔冲击式凿岩机的Simbaw型自动遥控台车，正取代原有台车;钻凿大直径深孔的QL4型潜孔钻机已经问世，其凿岩效率提高25-35％。,第八章地下矿无轨采矿设备,8.1概述,,据英国采矿杂志MiningMagazine统计，由于井下矿山使用无轨化设备，使全员劳动生产率提高5～7倍；近20年来，国外地下采矿技术发展很快，地下采矿装备在实现无轨化和液压化的基础上，向大型化、智能化方向发展；在我国地下矿山中，如凡口铅锌矿、金川公司、新桥硫铁矿等都使用无轨化开采，效率极高。,第八章地下矿无轨采矿设备,8.1概述,,第八章地下矿无轨采矿设备,8.2地下矿无轨凿岩设备,,地下无轨凿岩设备主要指凿岩台车；凿岩台车是用以安装一台或多台重型凿岩机，可实现同时钻孔的高效凿岩设备；主要由凿岩机、支臂及摆动（回转）机构、推进器及平动机构、行走机构等组成；在国外，目前先进的钻机和凿岩台车大部分都是电动或以液压为动力，气动冲击钻机一般采用高风压（1Mpa左右）；国内虽然也生产电动或液压钻机，但生产中使用的基本还是低风压（0.5～0.6Mpa）的冲击钻机，与国外差距较大；,在井下中深孔凿岩方面，国外有潜孔和牙轮两种形式的钻机；国内虽然也开发了KY系列的牙轮钻机，但仅在部分矿山的天井掘进中得到应用，采矿凿岩则基本采用YQ系列或进口的潜孔钻机；瑞典基律纳铁矿使用AtlasCopco公司推出的SimbaW469型凿岩台车最大钻孔深达55ｍ左右，将分段崩落法的分段高度提高到30ｍ；台车配用了双顶尖稳车系统，钻凿扇形和环形孔的要求精度是角度偏差小于0.1，接杆钻管长2.3ｍ，装满钻管后其总重量达2.5t（图8-1）；,第八章地下矿无轨采矿设备,8.2地下矿无轨凿岩设备,,图8-1SimbaW469潜孔凿岩台车,新桥硫铁矿使用的Boomer281型全液压凿岩台车（图8-2）技术参数如下（1）外形尺寸和重量最大单件长≤4m，最大单件重≤6t；井下行驶通道最小通过尺寸宽3m、高2.8m；工作面覆盖面积宽≥6m、高≥6m。（2）钻臂系统液压控制，可全方位平行保持，可钻上向、下向孔；单钻孔作业（不需接杆），一次可钻孔深度≥4m。（3）液压凿岩机工作压力≥210bar，冲击功率≥19kw，穿孔速度≥2.5mmin-1，钻孔直径≥48mm，钻孔深度≥4m。（4）底盘最小拐弯半径内侧≤3m；外侧≤5.5m。（5）生产能力台车年钻孔进尺230000m/台年。,第八章地下矿无轨采矿设备,8.2地下矿无轨凿岩设备,,图8-2新桥矿BOOmer281全液压台车,第八章地下矿无轨采矿设备,8.2地下矿无轨凿岩设备,,1998年AtlasCopco公司发布了新型液压台车RocketBoomerM2C型巷道掘进双臂台车（图8-3）；,图8-3M2C巷道掘进液压台车在作业,无轨采矿核心设备是铲运机LHDLoad-Haul-Dump,具有“装载-运输-卸载”的功能图8-4,有柴油机和电动机两种驱动形式供选择;这种无轨出矿设备，操作方便，运行灵活，工作可靠，出矿效率高;目前世界上知名的生产铲运机厂商有芬兰的SandvikTamrock公司Toro铲运机分公司、美国的AtlasCopcoWagner公司及德国的HFH（HerbstFǒrder-undHebettechnikGmbH）公司等（图8-5）；,第八章地下矿无轨采矿设备,8.3地下矿无轨装运设备,,图8-4铲运机运输-举升-卸载状态图,图8-5Toro00系列铲运（装载）机的几种主要型号,坦罗克装载机公司推出了目前世界最大的Toro2500E型铲运机（图8-6）；AtlasCopcoWagner公司最近推出的ST1510型铲运机，运载能力15t、配DetroitS-60299kW发动机，铲斗的配置号称“全范围的fullrange”（图8-7）；,第八章地下矿无轨采矿设备,8.3地下矿无轨装运设备,,图8-6世界最大的LHDToro2500E在作业,图8-7Wagner公司的ST1510铲运（装载）机,新桥硫铁矿的DCY-1.5电动铲运机（图8-8），1台正常生产，1台备用；主要技术参数如下（1）斗容1.5m3；（2）额定载重3000kg；（3）铲取力≥54KN，牵引力≥78KN；（4）最小转弯半径内侧≤2.89m；外侧≤5m；（5）最大转向角40，最大卸载高度1460mm，最小卸载距离1030mm，最大卸载角度45；（6）最大爬用坡能力20；（7）理论生产能力10-12万吨/台年。,第八章地下矿无轨采矿设备,8.3地下矿无轨装运设备,,图8-8新桥硫铁矿有的DCY-1.5电动铲运机,第八章地下矿无轨采矿设备,8.4地下矿无轨运输设备,,铲运（装载）机的完善和发展带动了井下运输汽车（UndergroundHaulTruck）的进步与应用，最新柴油发动机井下汽车制造技术，已使得采深1000m，年产量150万t的地下矿山应用了汽车运输；澳大利亚大约只有1/3的地下矿山使用竖井提升，并且这个比例还在下降；KanownaBelle矿选用斜坡道和WagnerMT5000汽车（图8-9）的运输系统，与竖井提升系统相比可节省5000万澳元的费用；在采深超过600m的Stewell金矿，3台Toro50D井下运输汽车年运输矿石约70万t；,图8-9AtlasCopcoWagnerMT5000汽车（载重50t）,目前，世界上知名的专业生产井下汽车厂商有芬兰的SandvikTamrock公司、美国的AtlasCopcoWagner公司、CaterpillarElphinstone公司、加拿大DuxMachineryCorp公司和瑞典ABB公司等；井下运输汽车从结构上可分为铰接式和整体结构式；按卸载方式可分为推卸式、侧卸式和后卸式；英国采矿杂志评述，载重50t的汽车是目前地下与地表之间大规模运输的合适设备，它们以大约9km/h的速度，在1/7～1/5（即14～20）的坡道上行驶；该载重级别的井下运输汽车的代表有Wagner公司的MT5000汽车（载重50t）和Tamrock公司的Toro50汽车（载重50t）及其改进型号；,第八章地下矿无轨采矿设备,8.4地下矿无轨运输设备,,Super0012H型汽车可以方便地在66m断面的巷道里运行；该型汽车是设计用于长距离运输，载重可以自动分配到各个车轮上，在2左右的坡度行驶速度可达30km/h；借助先进的仪器装置，驾驶Super0012H型井下运输汽车非常容易和舒适，感觉和驾驶一辆家庭轿车相似（图8-10）。,第八章地下矿无轨采矿设备,8.4地下矿无轨运输设备,,图8-10Super0012H汽车在井下运行及在地表卸载,采矿设备的遥控和自动化作业技术目前，自动化遥控作业的设备已包括凿岩、出矿与装载、运输与提升等地下矿的主要生产设备；例如，基律纳矿的铲运机基本都由操作人员在设于775m水平的控制中心遥控，每个操作人员可遥控3台铲运机；其中铲运机的装载与卸载是遥控的，而铲运机在放矿口与卸矿点之间的运行、运行中的变速和制动及铲斗的升降与倾翻均是自动控制系统根据传感器和摄像装置传到控制中心的数据自动控制的（图8-11）；,第八章地下矿无轨采矿设备,8.5地下开采设备的自动化、智能化和连续采矿机,,图8-11瑞典基律纳矿操作人员在中心控室左控制铲运机作业右,目前，世界上地下矿山遥控采矿设备和自动化作业的典型技术范例有加拿大国际镍公司采用自动化采矿系统公司的计算机生产网络、视频系统和无线电遥控装置进行的铲运机遥控和自动装载试验;2芒特艾萨矿的铲运机是按机况监控方式装备的，可以监控油料的温度、铲装斗数和重量以及运行距离等参数，可以从1.5km以外的中央控制室里操纵遥控铲运机;3瑞典LKAB公司与Tamrock公司合作开发的铲运机遥控和自动装载技术，装载和卸载是遥控的；在放矿口到溜井之间运行是自动控制的;,第八章地下矿无轨采矿设备,8.5地下开采设备的自动化、智能化和连续采矿机,,第八章地下矿无轨采矿设备,8.5地下开采设备的自动化、智能化和连续采矿机,,4美国Wagner公司的RockTough电子监控系统是一种可供井下或地面机动设备使用的多模块式微处理机系统;5AtlasCopco公司的Boomer353ES“Eagle”型凿岩台车装备的是COP1838／ECS型凿岩机组并配有周边导向控制系统，可消除周边孔定位误差;61994年Tamrock公司推出了可供铲运机、汽车和凿岩台车使用的CECAM组合件监控系统，此系统可逐日、逐周和逐月地监控设备的生产情况，也可对设备工况进行监控来优化设备的操作以提高其工作效率。,井下连续采矿机（1）美国Joy公司是世界最著名的生产连续采掘机的公司之一，2002年该公司为英国Winsford盐矿生产一台目前世界最大的12HM36型连续采掘机，机重128t，装有2台285kW的矿岩切割机，总装机功率为1005kW（图8-12）。（2）我国三一重型装备股份公司2005年末推出的EBZ200连续采掘进机，截割岩石最大抗压强度达80MPa，截割电机功率200KW，整机重56t（图8-13）。,第八章地下矿无轨采矿设备,8.5地下开采设备的自动化、智能化和连续采矿机,,图8-12目前最大的12HM36型连续采掘机,图8-13EBZ200连续采掘机,,Thanks,