矿山采矿设备配套分析

摘 要：结合当前矿山采矿设备发展趋势和具体矿山生产设备配套实例分析，文章提供了设备选型思路，以及制定矿山采矿设备配套方案的计算方法。

关键词：采矿设备；选型；配套；备用；配套计算

1 国内外矿山采矿装备发展趋势

目前世界地下矿山都在追求高效、安全，所以机械化水、自动化水平不断在提高，已有自动遥控铲运机、凿岩机，无人驾驶汽车和装载机器人在矩形巨型井下试运行，自控挖掘机系统也正在开发过程中，全球卫星定位系统（GPS）技术已用于钻机、挖掘机及矿用汽车等移动设备的定位、监控与运营。

根据对国内外矿山工业装备现状面临的形势及国内外发展趋势的分析，中国地下采矿装备逐步完成由劳动密集型向技术密集型转变；耗能型向节能型转变；单纯的技术设备引进向技术培训设备出口与转让的转变；设备维修由分散向专业化、社会化的转变；最终促进矿山企业的生产完成由经验型向科学型的转变和经济增长方式由粗放型向集约型转变。

仅以我国有色、黑色金属矿山为例，目前主要以地下开采为主，采矿作业的技术装备普遍比较低下，只有冬瓜山铜矿、德兴铜矿、金川钼矿、凡口铅锌矿、安庆铜矿、梅山铁矿等矿山的装备达到先进水平，这部分矿山在凿岩、铲装设备方面有些已经基本接近于或达到国际先进水平，如凡口铅锌矿从芬兰等国引进了ST-2D、ST-3.5、TORD30D、CTX5N等型号的铲运机数十台。

矿山发展需要装备技术支撑，21世纪地下矿山现代化首要的任务是提高装备水平。我国矿山发展缺少装备技术的支撑，致使矿山规模小，矿山建设周期长，采矿效率低，劳动生产率低。因此提高装备技术水平，是当前迫切的任务。

选择矿山机械设备是矿山企业生产和经营决策中的一个重要课题，既要使有限的投资获得最大的生产、经济效益，使矿山企业的装备处于最佳技术经济状态，充分发挥设备的效能、最大限度地实现矿山生产规模。设备的选型，应考虑以下因素：生产性、可靠性、维修性、耐用性、通用性、节能性、成套性、适用性、安全性、经济性、环保性、先进性。

2 采矿设备选型

根据国内外矿山装备发展趋势，现在以安徽草楼铁矿前期采矿设备选型配套为例，进行实例分析。

草楼铁矿赋矿岩层为新太古界霍邱群吴集组，为一沉积变质矿床。矿体埋深在地表172～194m以下，为隐伏矿体。根据草楼铁矿的详查地质报告等资料分析，如果采用崩落法回采，矿体上部第四系粘土层和流沙含水层将被破坏，地下水和粘土的混合物涌入坑内，不仅加大矿石的贫化损失指标，还将直接威胁到矿山生产安全。若用空场法回采并留永久矿柱支撑空区，只能在短时间内保证矿体上部第四系粘土层和流沙含水层不被破坏，不能彻底解决矿山因矿柱破坏产生冲击地压和地下水涌入造成的生产安全问题。

鉴于以上分析，初步确定矿山采矿需要充填。后经矿山采矿方案讨论，采矿方案聚焦到了阶段垂直深孔崩矿嗣后充填采矿法与分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法，后来又经设计院计算机模糊综合评价，阶段垂直深孔崩矿嗣后充填采矿法的相对选择率高，最终确定草楼铁矿首采区的采矿方法为阶段垂直深孔崩矿嗣后充填采矿法。

在该采矿方法施工中，凿岩需使用YGZ-90钻配TJ25台架拉低，后期使用Simba-261高风压潜孔钻机（或国产化的T-150钻机）回采矿房上部矿体，矿山前期出矿采用的出矿设备为：前期拉底使用ZL-30C型前端式装载机配农用车，矿房上部矿体回采时使用Toro400E型铲运机（或前端式转载机）。

设备配套中，前期凿岩能力、出矿、运输能力按60万t/a考虑，2007年100～120万t产量时，凿岩以大孔为主，主要用Simba-261高风压潜孔钻机（或国产化的T-150钻机），使用铲运机出矿，矿石经采区溜井从下一中段运出。

3 设备配套计算

3.1 凿岩设备

草楼铁矿前期-230m中段拉底采矿采用中深孔凿岩，凿岩设备采用YGZ-90钻配TJ25抬价，Φ65mm钎头，接杆凿岩。-230中段北区11-19线矿体长400m，平均水平厚度66.72m左右，矿体倾角40°～50°，拉底高15米，矿房长为矿体厚度，宽为15米，拉底爆破平均横断面积151.57m2。其凿岩平巷断面积原味12m2，后为13.2m2，采用矿房中间拉槽，往两边推进，每次爆2～3排炮孔，炮孔排拒1.4m，每排炮孔长124.6m，每次爆破步距2.8～4.2m，矿石体重3.4t/m2，单边每次爆破量151.57×2.8×3.4=1443（t）。

采用YGZ-90型凿岩钻机凿岩，每米炮孔崩矿量5.5t/m，2006年要完成60万t的出矿量，除开掘进副产，按产量均衡安排，上半年主要以拉底采矿为主，每天完成1818t/d出矿量。

每个采场保持2台钻同时作业，台班效率30m。

5 结束语

矿山采矿生产作业环节多，设备类型多、数量多、投资大，采、装、运各主要环节中的设备，不但要选型合理，而且必须实现配套。其一是采装运设备的规格，要适应矿山生产环境、工艺流程以及矿山生产能力的需要；其二是采装运各作业环节之间，要达到最佳配合与衔接；其三，井下矿山一般要求回采作业能力大于铲装能力，铲装能力大于运输能力，这样才能保证整个生产系统的可靠、高效运行。

本文通过实例分析，以及各作业生产环节生产能力的定量计算，提出了设备选型与配套的原则。根据采装运各个生产环节生产能力需要，对回采环节的凿岩机、铲装环节的装运机、运输环节的农用车进行了合理设备选型及数量配套，并在后来的实际生产中得到全面应用，为草楼铁矿仅用8个月实现达产提供了良好条件。

参考文献

[1]范庆霞.梅山大间距采矿技术与主体采掘设备应用[J].宝钢技术，2006.

作者简介：温春生（1982-），男，江西赣州人，采矿助理工程师，从事采矿生产与技术管理工作。