智能化高效采矿设备..doc

第五章 采矿设备大型化与智能化 5. 1 现代采矿设备的发展[1-16] 5.1.1 采矿装备支撑着采矿技术的发展 回顾采矿历史，生产率的阶梯形增长主要就是由设备的进步而产生的。在过去的20多年里，采矿机械化程度得到快速发展，极大地改变了采矿方法和工艺，推动了采矿技术的发展。 在地下开采矿山，依靠大孔径的潜孔钻机、牙轮钻机和凿岩台车、铲运机和装载机、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。采矿装备进步还极大地改变了充填采矿方法和工艺的面貌，大幅度地提高了充填采矿法的生产效率，扩大了应用范围，也创造了许多充填采矿方法的变形方法，例如块石胶结充填采矿方法、膏体胶结充填采矿方法和高浓度全尾砂胶结充填采矿方法等。与此同时，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。 从世界范围来看，瑞典的基律纳铁矿和加拿大国际镍公司的矿山是两个依靠采矿装备进步来提高采矿效率和促进矿山稳步发展的典型代表。以基律纳铁矿为例，尽管长期开采使得该矿的开采条件逐渐变差，但其年生产能力一直维持在千万吨以上，其中虽有管理水平的因素，但装备和采矿技术的进步是最基本和最重要的因素。在1983年，基律纳铁矿分段崩落法的分段高度为12m，使用阿特拉斯·科普柯(Atllas Copco)公司钻孔直径57mm的Simba 323型风动凿岩台车钻孔、8t斗容的Cat 980型柴油装载机装载；目前分段崩落高度已增加到30m，钻孔主要用重型液压凿岩机或潜孔液压钻机，钻孔直径115mm，85%的矿量采用斗容为15～25t的电动装载机装载，装载作业也由每周5个工作日改为7天，有些采区还采用夜班工作制。在我国，凡口铅锌矿和金川公司是两个依靠装备进步，改进采矿技术与工艺，提高生产效率的典型地下金属矿山。 近30年来，地下矿山依靠装备进步，大约使生产效率提高了3～5倍或更高。目前，人们又在努力研制和开发适合连续开采的采矿装备，以期进一步提高采矿效率。 在露天矿，依靠装备进步改进生产工艺、提高经济效益、扩大开采边界的效果更为明显。目前，虽然露天矿的数量明显减少，但规模却在急速增大。世界最大的露天矿（油页岩矿等）的年采剥总量已达到20亿吨，美国莫伦西铜矿、宾厄姆铜钼矿、纽曼山铁矿等许多露天金属矿的年采剥总量也都已超过1亿吨，年生产千万吨矿石的德兴铜矿和鞍钢齐大山铁矿5.1.2 采矿设备大型化及其智能化 地球上的矿物资源逐渐枯竭, 品位逐步下降，为维持人类对矿物资源的需求，同时使矿业开采公司要有利可图，人们逐渐将目光投向边界品位矿体, 扩大工作面尺寸,使用大型设备,加大开采规模。这是最有效的提高经济效益的方式之一。 近20多年来，采矿设备大型化的趋势十分明显，特别是没有作业空间限制的露天矿设备，工作质量达数百上千吨、乃至数千吨设备种类繁多。例如PH 5700XPA型电铲的工作重量达1500多吨，最大电机功率近4000kW；RH400型液压挖掘机的工作重量达800吨，柴油机功率2500kW；L—1800轮式装载机的工作重量217吨，柴油机功率近1492kW；Cat797型矿用汽车的工作重量达558吨（满载），功率2404kW；T282型矿用汽车的工作重量为528吨（满载），功率2000kW；而小时生产能力为10000吨的大型可移动（或全移动）破碎站的重量达2000吨以上，配备动力2000多kW。 与此同时，地下矿采矿设备也在悄然地变得越来越大。例如，在上世纪80年代，常用铲运机斗容0m3 、装载质量1～2t的铲运机铲运机Toro 2500型铲运机Bison电动铲运Toro 2500E型铲运机钻深度达Simba W469型凿岩台车5. 2 露天穿孔爆破设备——牙轮钻机[4、6、17] 5.2.1 牙轮钻机技术发展与现状 半个多世纪来，露天矿穿孔设备经历了“磕头钻”、喷火钻、冲击（潜孔）钻的发展，最终牙轮钻机以钻孔孔径大、穿孔效率高等优点成为大、中型露天矿目前普遍采用的穿孔设备。 目前世界上生产牙轮钻机的主要三家公司都在美国：布塞路斯一伊利（BE）、英格索兰公司（I-R）和哈尼希费格（Harnisch　Feger 即 PH）公司。其中布塞路斯一伊利英格索兰公司哈尼希费格公司1991年收买了加德纳 -丹佛公司的牙轮钻机生产线后进入牙轮钻机市场的。 布赛路斯-伊利公司是世界最大、历史较悠久而技术先进的牙轮钻机制造厂之一。49-R 和65-R、67-R 及其派生系列是该公司目前主要的产品，代表了21世纪初该公司的产品水平。 英格索兰公司以潜孔冲击器和潜孔钻机闻名于世，在矿用牙轮钻机方面主要生产全液压牙轮、潜孔两用钻机。其主要产品有DM-25、DM-