摘要：铝土矿因首次采用走向长壁式回采工艺与综合机械化采矿方法，打破了有色金属矿山常用的传统房柱式采矿工艺与传统爆破落矿方法，在采用长壁式综采工艺后，可以安全有效的提高矿井安全生产的效率，但是对不适合采用综采的区段，本着提高资源回收率的原则，同时做到安全、高效的目的，需要采用与综采相配套和适用的机械化联掘联采工艺。因此，在铝土矿山应用机械化联掘联采技术进行采矿研究非常有必要。
关键词：铝土矿；机械化；联采联掘；技术研究
前言
铝土矿因地质赋存条件与煤矿基本相似，为了保障矿产品的质量降低传统爆破采矿方式造成的贫化现象，在前期的理论研究过程中计划采用煤矿行业成熟的综合机械化采矿工艺与方法。但是整个矿区并不是所有的区段都适合综合机械化采矿方式，为了增加矿产品回收率有效利用有限资源，矿方与相关设备制造企业与部分院校就如何在采用壁式开采的同时研发一种集采矿与掘进一体化的设备对矿产品质量较好但是不适合综合机械化开采的区域进行有效回采，同时还要安全高效快速。
研究背景与意义：根据综合机械化开采工艺的特点，重点研究矿山在不适合采用综采的区段如何采用机械化联掘联采工艺进行掘进与回采相结合的作业方法，主要研究的内容体现在以下四个方面：
1重点研究机械化设备的适用范围
“自动化减人，机械化换人”的理念已经成为矿山等高危行业今后高度体现“以人为本”实现“本质安全”的一个主要解决路径。
2研究机械化设备的合理配置
2.1给料机结构
给料机由伸缩机头、架桥槽、凸槽、机尾、液压系统、履带系统组装而成。通过液压马达驱动无极刮板链绕溜槽转动。溜槽为板式焊接箱式结构，机尾大料斗通过铰接机构的作用可以旋转一定角度，并始终对着采掘机的尾部，承接物料并运至中间机。
2.2中间机结构
除机尾外，中间机结构与首机相同。
中间机机尾将首机的大料斗结构改成销轴滑轨滑架结构，确保前、后两个单元之间有一定行程的稳定搭接。
2.3销轴滑轨支撑结构，确保前、后两个单元之间相对转动且有一定行程的稳定搭接、转载。
通过机头架、机尾架及销轴滑轨支撑结构，实现前、后两个单机水平面相对转动± 90°，确保两者之间有一定长度的稳定搭接行程，同时保证转载卸载的货物不外露。满足了连续运输系统在纵横交错的回采巷道内连续运输的要求。
2.4转载机结构
除液压系统、履带系统外，尾机结构与中间机相同。
尾机机头架架在刚性滑轨皮带机的落地槽上，并始终在其上滑移。为保证两者之间不干涉，分体液压系统挂在架桥槽两边。
尾机的履带驱动装置为外悬臂结构，以便尾机相对刚性滑轨皮带机有更大的旋转角度。
2.5刚性滑轨皮带机
刚性滑轨皮带机是一个快速装运结构的刚性滑轨架皮带机，当连运系统随掘进机前进后退转向时，操作员控制最后一台移动式桥式输送尾机在刚性滑轨皮带机的刚性结构架上搭接并滑移。刚性结构架在机尾部分与普通皮带机相连接，作为皮带机的一部分运行使用。该设计能帮助连运系统的尾机在传输皮带上方自由地前后移动，将采集的物料运出。落地段中部槽每节长度3米，可在井下自由组装。
2.6针对工作面倾角大，采取的措施：
a采用俯伪斜采矿法，降低工作面倾斜角度；
b优化物料装载断面，适应倾角变化；
c适当加宽设备宽度；
d降低设备自身爬坡角度；
e履带系统增设铰接机构；
f增加锚固机构。
3研究机械化设备在实现联掘联采过程中地采矿、支护方法
a按规划，用小型综合机械化连采设备开拓主巷，依掘进机技术参数，建议主巷宽度4.6米.随着掘采机的掘进，跟进给料机、中间机、转载机；随后靠主巷一侧铺设刚性滑轨皮带，留人行通道，并与主巷皮带机相连，建立临时运输系统，向外运输开拓主巷时采下的矿石。待主巷开拓完成时，连采设备铺设完毕，矿石运输系统准备完毕。
b小型机械化连采设备按短壁后退式作业。根据工作面地质条件计算短壁开采主参数，包括矿硐长度、宽度、与主巷相对斜角及矿柱宽度。按设备性能参数，矿洞最小宽度3.8米。
c刚性滑轨皮带每天拆除一次。检修班除完成检修任务外，还需拆卸一定数量的刚性滑轨皮带落地中部槽，以备次日生产接序。
d采矿：采用EBZ160B掘采机完成采矿工序，采矿方式与掘进时相同。
e装矿：采用掘进机自装矿方式。掘进机割矿时，矿石落入收集头上，装在收集头上的趴爪连续运转，将矿石装入掘进机的输送机（一运）中，一运输送机将矿石卸载到后面的给料机内。
f运矿：给料机将接收的矿石通过中间机、转载机、刚性滑轨皮带连续不断地转运到主巷皮带机上，由主巷皮带机传送到地面。
g支护：落矿、装矿工序都在采硐内进行，并由遥控操作，采硐不支护，当采硐割到规定长度时，掘进机退出，回采下一个采硐。主巷与采硐的交岔口采用单体液压支柱配合迈步抬棚，进行支护。
4研究机械化联采联掘设备在使用过程中，运输系统的合理性、可行性、科学性
根据铝土矿地质条件特点，对小型机械化设备提出特殊要求，保证设备正常使用：
a铝土矿遇水容易软化、变粘，并且含水量越高，冶炼成本也越高。采矿时，掘进机采用喷雾降尘；既起到喷雾降尘效果，又不会造成铝土矿的软化变粘。
b重新设计截割头，保证工作过程中既能防止炮头糊死，又能保证截割平稳性。
c在设计过程中要结合工作面输送长度和矿石比重，计算工作面输送载荷，选择合理的电机功率，确保工作面的正常、连续生产。
d因铝土矿矿石比重较大，且粘滞度与附着性较强，对输送设备的磨损较大。要保证设备的高效运转，在设计中必须根据铝土矿的特性，如增加设备中板的厚度，选用NM400以上高强度耐磨钢材，特殊部位采用进口信铬钢复合材料。
e圆环链必须选择耐磨性强的特殊钢材制造，同时考虑加强链条强度。
f由于工作面矿层底板松软，全部采用封底结构，行走机构采用履带型式。
g铝土矿碎粒硬度较高，会加速对机体的磨损，因此对机体的材料与热处理工艺进行改进，提高机体的强度与硬度。
结论
这种安全灵活又短平快的采矿方式为大多数矿山在安全高效利用有限资源提供了一种全新的机械化采矿与掘进方向，如果能引起矿山企业的高度重视必将给矿山企业和矿山设备研发与制造企业带来新的机遇。
参考文献
[1]有色金属设计采矿规范（试行）GB50771-2012
[2]煤矿综采采区设计规范GB-2009
论文作者:吴延平
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/23
标签：滑轨论文; 铝土矿论文; 刚性论文; 结构论文; 设备论文; 工作面论文; 机尾论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;