综合机械化快速施工技术研究

摘要：矿产资源作为我国的主要赋存能源，在我国的经济发展中发挥了重要支撑作用，矿井开采机械与矿产资源具有很强的伴生性，尤其综合开采技术的发展，极大提高了我国矿井开采的能力与水平，保障了我国快速发展需要，对国内的矿井综合机械化开采技术现状进行了分析研究，揭示所存在的问题，提出了矿产的发展方向。

关键词：矿井；综合开采；综合机械化

1矿井概况

一矿三水平下延-950水平辅助运输的矿井深度在975m~1075m。S净=22.28m2，S掘=27.08m2。支护形式：采用锚网索喷+壁后注浆+注浆组合锚索联合支护。该矿井位于距丁6矿层底板约22m~43m的泥质砂地质层、细砂地质层中，顶板为中、细砂矿层。丁6矿层厚约2m，倾角5°～9°。

2综合机械化设备分析

一矿三水平下延-950水平辅助运输矿井原采用的凿岩设备，即气腿式凿岩机凿岩打眼效率低，打设炮眼深度以1.8m~2m为宜，眼深超过2m后，钻研速度明显降低，无法实现中深孔爆破，掘进效率低；设备对操作人员的身心健康危害较大，凿矿机开启打眼时噪声达90dB以上，长时间作业使操作人员的听力大幅下降，凿矿机工作时超强力的振动使操作人员周身振动、手臂麻木，严重者小便失禁；操作人员直接在工作面作业易片帮或掉渣伤人，危险性较大；凿矿机打眼时矿体粉尘较大，废气排放较多，易使操作人员患矽肺等职业病；作业人员劳动强度大，人工成本较高[2,3].该钻车结构紧凑、节约能源、噪声低、效率高，适用于矿井的掘进作业，适合在中大断面巷道中工作，适用于的最大矿井开采矿床断面。钻车采用电动液压系统，在施工中与其他类型钻车相比具有以下优点：①凿矿效率高、速度快：经试验对比，在相矿体和相同矿井孔径的条件下，与气动凿矿机相比，用液压凿矿机凿深孔，速度提高2倍以上，液压凿岩速度可达0.8m/min~1.5m/min；②改善工作环境，噪声低：由于液压凿矿设备不必排除废气，因而没有废气夹杂的油污所造成的施工环境污染问题，提高了工作面的能见度，改善了作业环境[4]。液压凿矿除金属撞击声外，无废气排除声音，故比气动凿岩噪声可降低5dB~10dB；③由于钻车操作员操作位置远离矿井工作面，处于完好支护下方，防止了空顶作业及工作面、两帮浮矸围岩的威胁，有利于安全生产[5]。一矿三水平下延-950水平辅助运输矿井原采用的装岩设备，即耙斗式装矿机存在装矿效率与胶带输送机的排矸能力不匹配、频繁前移耙斗机造成正规循环率低及由于不能排净工作面矿产造成两帮永久支护滞后问题，需要选择一种能够解决上述问题的机械化装矿设备。该装载机是一种连续生产的高效率装矿设备，行走方式为履带自移式，靠履带推进扒取矿物送入自身的刮板输送机，输送机从尾部将矿物卸入其他设备。工作时，可利用反铲挖掘臂扒取远处的矿体，也可以用铲斗清理矿井工作区内，可实现全断面装矿物，不需人工进行矿井内清理工作。采用液压马达驱动履带行走机构，结构紧凑，机动灵活，可在有潮湿有积水的矿井内使用。该装矿设备全液压传动和系统负载传感控制及先导阀操作，结构紧凑，推进力大，借助最佳的液压系统，均衡分配油量，令铲斗、小臂、大臂、大臂座进行灵活、快捷、高效的作业；挖斗挖掘力能够满足井下爆破的废弃矿物堆装载，同时清理迎面及两帮浮矸危矿的需要；工作平稳无冲击，设计先进，工作可靠，操作简单，维修方便[2,3]。

3应用效果

一矿三水平下延-950水平辅助运输大巷采用CMJ2-17型矿井开采用液压掘进钻车双臂同时作业打眼,乳化炸药,毫秒延期电雷管,全断面一次光面爆破掘进。掏槽方法采用直眼掏槽,炮眼深2.7m,爆破效率达到90%,每个班循环进尺为2.2m~2.5m。巷道采用“两掘一喷”作业，使用ZWY-150/55L型矿井开采用挖掘式装载机，每班将矿井内废弃矿物排净，达到直接进行锚网支护的要求，缩短施工人员进行喷浆作业的等待时间，进而缩短了整个生产循环的时间。一矿三水平下延-950水平辅助运输大巷原使用气腿式凿岩机凿岩，耙斗机排矸系统每月掘进80m，通入综合机械化系统以来，每月掘进125m，生产效率提高56%。

4结论

①大断面矿井施工，为保证光爆质量，工作面所需炮眼数量多，使用CMJ2-17型矿井开采用液压掘进钻车大大缩短凿岩时间；②操作液压钻车仅需两人，减少了劳动强度，当班其余施工人员，可以同时进行支护作业，提高了劳动效率；③液压钻车司机操作期间远离掘进工作面，确保了施工人员的施工安全。矿井开采工业由劳动密集型转向资本密集型以及技术密集型，其发展具有安全、高效、绿色以及可持续发展的特点。在矿井工程施工当中，矿井的高效开采智能化工作面成套技术与装备成为现在矿井工程的未来发展趋势。