摘要：以铲运机为核心的地下无轨设备包括：用于凿岩的凿岩台车、用于装运的铲运机、井下汽车及相对于凿岩、装载、运输三大主体生产设备以外的无轨辅助车辆，通常指装药、撬毛、喷锚支护、二次破碎、运送人员与物料、铺设管道与电缆，以及加油和维修等作业的车辆。近几年，地下铲运机进入了一个新的发展时期，技术发展的重点是不断采用新技术、提升整机性能和可靠性，努力开发适应不同作业环境的新产品，增加地下铲运机的自动化程度，改善驾驶人员的工作条件、严格满足各国政府对安全、环保、节能的要求。
关键词：地下矿山；无轨采矿；设备；发展；创新
为满足国民经济对固体矿产资源持续稳定的要求，对深部、低品位、难开采矿产资源的综合开发已迫在眉睫，采用大规模综合强化开采新技术、新工艺、新装备，大力推广无轨采矿技术已势在必行。通过技术创新和新技术装备的开发，研制具有自主知识产权的系列化地下矿山装备，以解决矿山开采环节存在的重大关键技术装备问题，使我国大规模强化开采技术装备达到或接近国际同类产品水平，全面提升我国采矿技术装备市场竞争能力。
一、地下矿山无轨采矿主要设备
（一）掘进凿岩钻车与采矿凿岩钻车
凿岩钻车是随着采矿工业不断发展而研制的一种高效凿岩作业设备。最早出现于19世纪50年代，经过几年生产实践考验之后，1960年得以迅速推广。这种设备是一种将一台或几台凿岩机连同自动推进器一起安装在特制的钻臂上，并配有行走机构(轮胎式或履带式)，使凿岩作业实现了机械化，减轻了工人的劳动强度。
凿岩钻车广泛应用于矿山巷道掘进和采矿作业中，也可用于铁路交通隧道掘进、水利工程和国防工程施工中。随着矿山凿岩爆破工艺的不断改进，凿岩钻车在生产建设中越来越凸显其优越性。
（二）地下装运机和铲运机
在地下矿山的“钻爆—铲装—运输”工艺循环过程中，铲装工作所占工时比例最大，一般可达50%～60%。研制适用的高效铲装设备，历来是行业关注的重点。轮胎自行式铲装设备的出现，使采掘作业效率大幅度提高；特别是在“端部放矿—溜井卸矿”工艺系统中，可使出矿效率达到或接近最大化。
（三）自行矿车和运矿卡车
地下自行矿车和运矿卡车是无轨采矿工艺的主要设备之一。采用这种设备运输矿岩，不但可以提高矿山劳动生产率和总产量，促进矿山生产规模不断扩大，而且还可以改变矿山的采矿方法和掘进运输系统，促进地下矿朝着全面无轨开采的综合机械化方向发展。
二、无轨采矿设备发展和创新
无轨采矿设备的发展趋势是围绕着提高效率、降低成本这一核心，继续向无轨化、微型化、大型化、液压化、自动化方向发展。以铲运机为中心，配以各种辅助车辆的无轨采矿设备及其工艺是当今地下采矿技术的重大变革和发展趋势。
（一）装备成龙配套，机械化程度高
国外先进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，无繁重体力劳动。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。
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（二）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0.38m3。
（三）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。
（四）凿岩设备向全液压化方向发展
国外大多数矿山已用液压凿岩机和液压台车代替了气动凿岩机，节约能源，穿孔速度提高1倍以上。
（五）辅助车辆向多功能化方向发展
多功能辅助车辆通过通用底盘快速叉接不同工作机构就可以完成以下工作。如:运送人员、运送物料、运油、检修、装药、支护、起重等辅助作业，灵活，方便，高效。}b)地下出矿向连续化方向发展。连续采矿的新型设备及工艺是地下开采技术发展的趋势，可大大地提高全员劳动生产率，提高出矿效率，实现规模生产。
（六）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。
（七）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，信息技术的引人即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，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。遥控采矿设备代表了21世纪采矿设备的发展趋势。
三、结语
综上所述，我国矿山机械化工作已经走过一个较长的历程。地下采矿设备无轨化是实现无轨采矿的主要标志。近些年，铲运机作为井下无轨设备的核心装备，无论国际上还是在国内均受到广大用户的关注。井下铲运机在创新技术、整机性能和可靠性、自动化程度、改善驾驶人员工作条件、安全环保、节能降耗等方面均有很大的提升，适应不同作业环境的新产品层出不穷。
参考文献
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[3]成学东，张永彬，冯茂林，商铁军，苑昆. 规模化高效采矿地下无轨设备配套应用研究[J]. 有色设备，2015，(03):41-44+51.
论文作者:赵华民
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：设备论文; 地下论文; 作业论文; 矿山论文; 技术论文; 装备论文; 铲运机论文; 《基层建设》2019年第32期论文;