山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿 山东烟台 261442
摘要：社会经济的快速发展，对地下矿山无轨采矿设备的应用带来了新的机遇与挑战，有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，并采取最优化的实施措施，达到事半功倍的应用效果。本文介绍了我国无轨采矿设备存在的主要问题，分析了地下矿山应用无轨采矿装备的经验，并研究了无轨采矿设备技术发展趋势。望该课题的研究，对后续相关工作的实践能够起到借鉴与参考作用。
关键词：地下矿山；无轨；采矿设备；趋势
1前言
在地下矿山开采工作中，无轨采矿设备的应用是一项综合性较强的系统性工作，如何取得最为理想的效果，保证顺利进行，备受业内人士关注。本文从实际出发，结合相关先进理念，对该课题进行了深入研究，阐述了个人的几点认识。
2我国无轨采矿设备存在的主要问题
由于地下无轨采矿设备的应用，促进了无轨采矿技术的发展，改革了传统的采矿工艺，发展了无轨采矿方法和采矿新工艺。如:机械化充填法，大直径深孔采矿法、崩落法与空场法的新工艺等，使我国地下采矿技术取得了重要的突破。但我们也不能不看到，虽然工艺技术进步了，但装备还相当落后，大多数中小型地下矿山依然是小巷道、小采场、多分段分散作业，没有摆脱小生产的模式，机械化水平低，繁重的体力劳动充斥井下各生产环节，劳动生产率低，地下矿山采矿效率仅达到发达国家同类矿山的10%左右，目前只有少数骨干矿山从国外引进先进装备的矿山企业，实现了机械化开采，这些企业通过提高矿山的装备水平，大大加快了矿山的生产建设速度，提高了劳动生产效率，增强了企业竞争能力。当前我国矿山在装备方面存在的主要问题是:
2.1工艺、设备不配套，机械化水平低。我国无轨采矿设备品种不全、规格不齐，对矿石赋存条件复杂、开采难度大的矿山，满足不了其高效采矿工艺的要求，影响矿山进一步缩小与发达国家装备水平的差距，制约了采矿工艺的发展，严重危及到矿山的生存和可持续发展。
2.2劳动生产率低。由于矿山的整体装备水平落后，繁重的体力劳动充斥井下各生产环节，40%的劳动仍靠人力，地下矿山采矿效率仅为发达国家同类矿山的5%～10%，矿山全员劳动生产率仅为0.5t/人日。
2.3难以实现规模经济。年产100万t矿石的大型骨干矿山仅10几个，且达产率60%左右。而国外大型矿山居多，且年产矿石1000万t以上的特大型地下矿山在不断增加。
2.4缺乏高效成熟的国产化设备。除了一些个别产品外，国产设备在可靠性和质量上不如国外产品，存在着一些差距。
2.5我国地下无轨采矿设备的制造还处于传统状态。地下无轨采矿设备生产的批量无法与汽车和工程机械等产品相比，且设计和制造难度大，大的制造厂不愿意干，小的制造厂又干不了。现有的加工制造厂的设计和制造技术都处于传统状态。计算机辅助分析、辅助设计、辅助测试及辅助制造系统还没有形成体系，制造系统装备落后，工艺水平较低，与国际水平有差距。
2.6未形成产业化规模，不能满足我国地下金属矿山无轨采矿的需求。
3探析地下矿山应用无轨采矿装备的经验
在传统的地下金属矿产的开采过程使用保守的浅眼留矿式开采法不仅耗时耗力，同时还开采效率不高，同时在进行实际操作的过程中还会对金属矿石产生一定的损害，整个的作业环境也非常差，基于此种情况无轨采矿设备开始出现，将无轨采矿设备应用在地下矿山的开采中，不仅大大的将传统采矿方式进行更新，同时还大大的改善了地下开采作业环境。而这些无轨采矿设备往往是从发达国家引进而来，要想促进我国地下矿山的真正开发利用，就必须在自身条件下对引进的设备进行移植和消化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而我国在实际的矿山开采中正是遵循了这样的原则，通过对引进的0.5规格型号的铲运机以及2.7规格型号铲运机进行研究以及分析，在国家众多冶金机械厂的配合下，将这两种规格的铲运机进行功能上的融合，同时结合我国地下金属矿产在开采过程中遇到的具体情况来进行国产铲运机的研制，并且成功研制出国产0.5规格型号铲运机。相较于从发达国家引进的两种先进铲运机相比，在功能上完全结合了这两种设备应有的功能。同时还对其中的运行散热功能进行了一定程度的改进，并且将国产0.5规格型号铲运机投入焦家金矿进行检验，结果显示在使用效率上和其他两种引进铲运机毫无差别，同时更加应用于我国的地下矿山的开采。
除此之外还对无轨采矿设备进行了一定的改造，在实际的地下金属矿产的开采中并不是所有引进的设备都运行良好，因而在依据具体的开采情况对引进的开采设备进行结构上的一定改造，进而促进被引进的无轨采矿设备能够更好应用于金属矿产开采中。
4无轨采矿设备技术发展趋势
4.1装备成龙配套，机械化程度高。国外地下采矿装备从凿岩装药到装运，井下全部实现了机械化配套作业，各道工序无手工体力操作。各种类型的液压钻车、液压凿岩机、柴油或电动及遥控铲运机都形成系列化，配套作业。为了适应采矿要求，装备大型化、微型化、系列化、标准化、通用化程度高。
4.2采矿装备向大型化和微型化方向发展。铲运机斗容已由普通的2m3扩大到8～10m3，单位斗容年效率达到15～20万t以上;通用底盘的载重量由4～6t增加到8～10t，而电动或遥控铲运机逐步向微型化方向发展，最小斗容仅0.38m3。
4.3采矿装备向机电液仪一体化方向发展。无轨采矿设备越来越多地应用汽车技术领域通用的先进技术，如:自动控制技术、液压控制技术、计算机控制技术、电子控制燃油喷射技术、实时监测技术、故障诊断技术、遥控遥感技术及机器人技术等，设备更新换代快，自动化程度高。在自动化方面，已成功地引进了无人驾驶、机器人作业等新技术。
4.4凿岩设备向全液压化方向发展，其凿岩输出能量更高、更稳定。
4.5辅助车辆向多功能化方向发展，通过通用底盘快速叉接不同工作机构就可以完成运送人员、运送物料、运油、检修、装药、支护、起重等辅助作业，且灵活、方便、高效。
4.6地下出矿向连续化方向发展。连续出矿可大大提高出矿和全员劳动效率，实现规模生产。
4.7现有设备完善化。运用人机工程学原理使产品向高效、安全、可靠、耐用、舒适、环保、便于操作和维修的方向发展。装备技术性能成熟，可靠性高。
4.8采用现代设计方法设计。应用计算机仿真技术、有限元技术、多体动力学理论和技术、CAD技术，CAM技术及CAE技术等现代设计方法和手段分析和设计，确定整机最佳方案，确保整机性能的实用性和先进性，大大缩短了设计周期，提高了设计质量和可靠性。
随着信息时代的到来，信息技术的引入及GPS、GIS和GPE以及遥控机器人采矿的巧妙应用，通过实时控制系统将给采矿方法带来实质性的变革。采矿新技术是以智能采矿为特征的，遥控采矿设备代表了21世纪采矿设备的发展趋势。世界上一些采矿发达国家正在极力利用遥控、无线电通讯、仿真、计算机管理信息系统、实时监控等先进技术来控制采矿设备和系统。已相继研制出遥控深孔凿岩、遥控装运、遥控装药和爆破及遥控喷锚支护等设备。
5结束语
总之，在当前各种条件下，地下矿山无轨采矿设备的应用实践中依旧存在着多方面的问题，我们应该从这些问题的实际情况出发，深刻分析其产生的多方面原因，统筹并进，多措并举，克服该项工作中的诸多难点问题，进而获得最为优化可行的实施策略与效果。
参考文献：
[1]郭子源.地下矿山上行开采技术与围岩移动变形规律研究[D].中南大学.2017（01）：115-116.
[2]王嫱.地下矿山采装运装备配置遗传优化模型及应用研究[D].中南大学，2013.
[3]夏国彬，张培民.浅析我国地下矿山的采掘[J].科技创新与应用，2013，36：103.
论文作者:杨加祥
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/20
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