基于悬臂式掘进机的采矿方法探讨.pdf

科学管理 128 2020年第2期 现代社会中采矿技术不断成熟和发展，采煤机的 应用让煤矿实现了机械化的连续开采目标，将煤矿开 采的效率和安全性不断提高，但是由于非煤矿山的岩 性等的不同，在实际开采的过程中使用采煤机并不能 将其作用最大化发挥出来，而采用悬臂式掘进机能够 保证开采的质量，并能实现非煤矿机械化连续开采的 目标，因此对其进行研究具有十分重要的意义。 1 选择进路断面 当掘进机进行掘进作业的过程中，切割臂会将回 转台作为支点实现移动，让全断面实现切割。切割臂 在移动时会有范围的限制，将掘进机切割臂左右移动 的角度设为θ，上下移动的最大仰角为α，最大的俯 角为β。假设a为掘进机的宽度；b为掘进机高度；h为 回转台高度；R为切割臂长度；W为掘进断面的最大宽 度；G为掘进断面最大宽度；γ为矿体倾角。掘进断 面的各个参数示意图见图1。 图1 掘进断面的各个参数示意图 图1中，l1l2分别表示矿体的上边界和下边界。 去掉上图中矿体之外的部分，就能得到掘进的断 面形状。由此可以知道悬臂式掘进机在实际掘进的过 程中，其进路的空间断面形状为多边形，掘进机可以 切割到断面空间内的任意位置，但是如果采用这样的 掘进方法对断面进行截割的过程中，因为沿矿体布置 的情况会导致一些矿体不能采集，所以为了将矿石的 损失有效减少，需要区分出截割断面与作业的空间断 面，也就是悬臂式掘进机的截割断面仅仅是其进行作 业的空间断面中的一部分。其实际的进步布置形式为L 型进路布置，示意图见图2。 图2 布置示意图 由图2可以了解到，当选择的进路截割断面为L型 时，截割矿体的过程中损失将会减少，这样尽管可能 会出现2个作业空间出现断面重叠、重切割的情况，但 是掘进机进行截割的自由面也增多，让截割作业的进 行更加方便，而且空间的重叠情况也可以作为通风巷 道，让掘进机作业的环境质量得到了一定保证。 使用上述进路掘进的方法进行回采的过程中，因 为受到H的限定影响，所以其分层高度相对较低，分 层高度一般与掘进机的宽度等条件相关，因为一次截 割的量相对较少，所以为了提高掘进效率，可以对一 些矿石的损失进行考虑，进一步将掘进量提高。 2 划分矿体的倾角 矿体的倾角不同，与下部边界、巷道的圆弧段等 的交点也不相同，高度也存在一定的差别，而高度存 在差别则会对悬臂式设备的断面形状造成一定的影 响，同时也会影响矿石的开采率。由此可以推导出γ （矿体倾角）与H（高度）的关系 因为高度不同会影响掘进机掘进的断面形状和矿 石损失，且随着矿体倾角的变化而发生变化，所以应 该根据掘进机实际的爬坡能力等对倾角不同的矿体进 行分类，从而设计出更具有针对性和科学性的采矿方 案。 假设某悬臂式掘进机的宽度为2.53m，高位1.8m， 最大的截割高度位4.1m，最大的截割宽度位5.9m，回 转台高度位1.6m。一般情况下掘进机的爬坡能力为 16。 根据倾角不同，对矿体进行分类，主要分为Ⅰ、 基于悬臂式掘进机的采矿方法探讨 张金洋 兰陵鹏辉矿业有限公司 山东 临沂 277713 摘要随着科学技术的不断进步，在硬岩开挖过程中，掘进机的应用越来越广泛，在很大程度上保证了硬岩开挖的连 续性。研究表明，悬臂式掘进机在掘进过程中，其具备的自由性能够满足现代化的截割需求，降低了矿石的损失率，具有 较大的应用价值，因此本文主要对基于悬臂式掘进机的采矿方法进行了探讨，希望能够提供一定的参考。 关键词悬臂式掘进机 采矿方法 连续回采 129 科学管理 2020年第2期 Ⅱ、Ⅲ类。其中Ⅰ类的矿体倾角＜16，该类矿体的 主要特点为可以将盘区进行划分后回采，进路的布置 相对比较简单、方便，矿石的损失率较低；Ⅱ类矿体 的倾角在1650之间，分层的高度以及矿体的倾角 会影响矿石的损失量，所以需要相关工作人员根据相 对的成本费用选择更加合适的分层高度；Ⅲ类矿体的 倾角在5090之间，矿体的回采可以具体的走向 实现一次掘进，但是尽量将最大断面作为基础进行回 采，从而将回采的效率不断提高。 3 基于悬臂式掘进机的矿体回采方案研究 3.1 Ⅰ类矿体 因为该类矿体的倾角相对较小，所以掘进机在掘 进的过程中可以沿着矿体的倾向运行，如果矿体厚度 为4m，掘进机就可以实现一次回采，在使用掘进机对 该类矿体进行回采的过程中，由于一次回采的量相对 较大，所以其可以以围岩的稳定性为根据，及时将其 填充，从而让回采的质量得到保证。 3.2 Ⅱ类矿体 使用长工作面采场进行回采的过程中，不应该在 矿房内留顶底柱，且两侧需要留有框柱，让巷道的布 置等更加方便。当矿房回采工作完成之后，需要使用 钻爆法一次性回采矿柱。在实际回采的过程中首先需 要进行分段，并使用准斜坡道将分段之间进行连通； 其次需要将分段平巷和溜井相连，让出矿更加方便； 最后需要在矿体内掘进采场内斜坡道将采场连接起 来。每一个分段的矿体都需要采用自上而下的回采方 法进行分层回采，分层的高度需要根据实际情况设 定，当上部分回采工作完成之后，需要一次性将其进 行填充，如果发现围岩的稳定性较差，则可以在掘进 几个分层之后再进行填充工作。在对Ⅱ类矿体回采的 过程中，为了让回采实现安全管理，需要严格按照相 关的规定规范，在科学的位置掘进工作平台，让填充 墙的架设工作更加方便。并且在实际回采的过程中， 还需要保证进路回采作业的安全型。如果回采前填 充的距离相对较大时，就必须对其进行临时的空区支 护，并将安全网设置在回采进路的上方，避免上部的 落石落入回采工作区，让回采作业的安全性得到有效 保证。 3.3 Ⅲ类矿体 对该类矿体进行回采时，需要按照进路的高度对 其进行分层，然后由上到下开展回采工作。因为进路 断面比较反正，所以掘进机的截割作业相对比较简 单、方便。但是因为这类矿体的倾角相对较大，因此 回采工作和填充工作不能同时进行，必须等到回采工 作结束之后，才能一次性填充处理采场空区。对急倾 斜矿体采场的空间位置进行分析，发现对回采工作的 安全造成影响的主要因素为矿房中顶柱的稳定性情 况，围岩的稳定效果较好则可以达到预期的暴露面 积。所以在对矿房进行回采工作时，需要采用较高强 度的人工假顶支护对矿房的顶柱进行支护，让顶住的 安全性得到保证。在面对回采过程中出现暴露情况的 围岩时，首先需要支护处理围岩的破碎区，避免破碎 岩石对工作人员的生命财产安全造成威胁，同时每隔 一段距离就需要在回采进路的上方设置安全网，避免 落石造成严重的安全事故，当矿房填充时也可以将安 全网进行回收再利用，降低采矿的成本，也让资源得 到最大化利用。 4 结束语 在进行巷道掘进的过程中，悬臂式掘进机的自由 性相对较高，能够根据实际的需求实现截割工作，有 效降低了在整个截割过程中矿石损失的该类。对回采 的进路合理布置，将矿石的损失和贫化该类有效降低 是使用悬臂式掘进机最大的优势，随着社会经济的不 断发展以及科学技术的不断进步，矿山机械设备的使 用技术将会不断成熟，将会促成矿山非爆开开采的重 大变革实现，让非煤矿山的连续开采质量得到有效保 证，推动采矿企业的进一步发展，最终实现可持续发 展的目标。 参考文献 [1] 沈杨 . 煤矿巷道机械化掘进工艺的优化 [J]. 当代化 工研究， 2019（13） 112-113. [2] 贾文浩， 陶云飞， 符世琛， 等 . 悬臂式掘进机位姿检 测方法研究进展 [J]. 煤炭科学技术， 2016， 44（S1） 96-101. [3] 李伟 . 悬臂式掘进机在采矿中的应用 [J]. 品牌 （下半 月） ， 2014（10） 162. 运行正常，检测泵体振动和温度均正常，观察地下溶 剂罐液位下降趋势，和以往回炼速度相差不多，不存 在泵憋压现象。取样对C801顶底分析，组分变化不 大，各操作参数正常，操作平稳。此优化流程为装置 运行期间临时优化流程，该优化为不合格苯改脱C6塔 C801进料回炼打下理论和实践基础。环丁砜抽提蒸馏 工艺可利用装置检修期，配置苯检验罐经苯直接进入 脱C6塔C801进料线，与地下污油罐及抽提系统隔离， 防止硫含量较高的环丁砜影响重组分产品质量。 （上接第145页）