金屬礦山多階段復(fù)合開采工藝改進研究

何澤源

（河南省煤炭地質(zhì)勘察研究總院，河南 鄭州 450000）

多階段符合開采工藝是指在一種類型的礦山當(dāng)中同時利用兩種或兩種以上的開采工藝完成對礦山的開采。在多階段復(fù)合開采工藝當(dāng)中，不同類型的開采工藝可以在礦區(qū)當(dāng)中進行任意的組合從而滿足礦山開采的各項需求，同時也可以在礦山立面或平面上進行任意組合，充分發(fā)揮各個開采工藝的技術(shù)優(yōu)勢，并針對礦山本身的特點及資源的覆蓋特征，選取各自對應(yīng)的單一開采工藝進行綜合，從而有效的提高開采的效率[1]。本文在盡可能不影響復(fù)合開采工藝的總效率的前提下，對多階段復(fù)合開采工藝進行改進。

1 金屬礦山多階段復(fù)合開采工藝改進

1.1 改變前部輸送機撤除位置

首先針對多階段復(fù)合開采工藝的改進可從工作面的邊采邊撤工藝進行，邊采邊撤的開采方法是由切眼開始，這種工藝的特點是隨著開采工作面的進行，工作面的長度會逐漸縮短，在某開采中長度可由348m縮減到88m，因此，需要射出部分支架以及相應(yīng)的輸送機[2]。

輸送機的撤除工作是由現(xiàn)場的檢修人員完成的，根據(jù)輸送機前后的空間位置，優(yōu)先撤除前部輸送機，后撤除支架，最后撤除后部輸送機。但在實際的撤除工作中，工作效率低且在進行撤除工作時其它工作也要停止，因此在一定程度上延緩了開采工作效率。針對這一問題，本文對其進行改進的方法為 ：將前部輸送機的起始撤除位置設(shè)置在前部機尾，且超出回采輸送機。將最晚撤除位置設(shè)置在工作面推進到機尾與非工作面之間的距離為300mm ～ 400mm的位置。根據(jù)實際開采工作的進程和工作面的實際推進位置，在起始和最晚撤除輸送機位置上選擇撤除一節(jié)或多節(jié)前部輸送機。在撤除完畢后，需將未被撤出的輸送機中部與周圍的連接位置斷開，使其處于游離的狀態(tài)，利用其它設(shè)備將其轉(zhuǎn)移到進風(fēng)巷中，再將其運輸?shù)竭叢蛇吋与A段設(shè)定位置存放。

以此實現(xiàn)在進行礦山開采的過程中將其它不再使用的設(shè)備撤除，實現(xiàn)工作面的順利進行，提高開采工作效率。同時在撤除的過程中，采用已經(jīng)被撤除的支架代替原有支柱，用于對機尾部分進行加強支護，以此提高支護的強度，減少采礦區(qū)域的巷道發(fā)生變形，避免人員傷亡事件發(fā)生，在提高工作效率的同時，為開采人員創(chuàng)造更加安全的工作區(qū)域。

1.2 旋轉(zhuǎn)開采增設(shè)上竄下滑控制

在金屬礦山多階段復(fù)合開采工藝的旋轉(zhuǎn)開采階段，為了進一步保障支架的旋轉(zhuǎn)要求，在設(shè)置支架時，使用單體支柱對支架進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。當(dāng)開采的過程中，開采工作面每推進4刀～ 6刀，工作面上的割通刀完成以此平推，從而緩解支架之間的相互作用力，避免出現(xiàn)支架與支架間的相互擠壓造成的安全問題。

由于進行旋轉(zhuǎn)開采時，支架會持續(xù)給輸送機某一方向上的力，導(dǎo)致輸送機出現(xiàn)明顯的變形趨勢，因此，在進行旋轉(zhuǎn)前，首先要讓輸送機在運輸巷內(nèi)的長度足夠長，從而抵消在旋轉(zhuǎn)過程中輸送機的變形問題，以此保證開采工作的順利進行。

為了進一步保證旋轉(zhuǎn)開采過程中轉(zhuǎn)載機與拐彎裝置中的輸送機架桿的搭接需要，應(yīng)在最大程度上增加拐彎的半徑，通過多個機尾共同輸送的方式實現(xiàn)輸送機的下滑，并保證機頭處至少有兩個支架完成運輸。在達到旋轉(zhuǎn)位置時，輸送機的機頭與機尾應(yīng)按照4 ：1的比例進行旋轉(zhuǎn)回采工作，在旋轉(zhuǎn)初始階段，后一輸送機的機頭搭接較長的問題，可以通過改變后部鏈條的方式，使輸送機向機頭的方向進行竄動，從而保障后一輸送機的機頭能夠順利對接。

1.3 帶式輸送機拐彎改造

在對帶式輸送機拐彎進行改造前，首先要對工作面進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，按照上文方式，保證輸送機的機頭滑動順利對接，為轉(zhuǎn)載機和殊榮及創(chuàng)造有利條件，并嚴格控制開采過程中開采金屬量。當(dāng)開采工作只剩最后三組正常架桿時，應(yīng)將與其相鄰的6組裝置中的過渡架桿進行拆除，再將第2、4組的過渡架桿進行移動，并將其與轉(zhuǎn)彎裝置對接。每拆除一次轉(zhuǎn)彎裝置，都要將原有的第2、4組過渡架桿外移。

當(dāng)轉(zhuǎn)載機進入到運輸巷的拐彎位置時，轉(zhuǎn)載機整體要向著非工作面的方向進行調(diào)整，輸送機隨轉(zhuǎn)載機一起調(diào)整，從而保證轉(zhuǎn)載機和輸送機之間的正常連接。指導(dǎo)最后一個轉(zhuǎn)彎裝置被拆除后，再將剩余的用作過渡的架桿更換為正常的架桿。

表1 開采結(jié)果對比

改進前在進行旋轉(zhuǎn)開采的過程時，為了保證轉(zhuǎn)載機能夠順利經(jīng)過拐彎位置并且正常對接，轉(zhuǎn)彎裝置需要進行適當(dāng)?shù)钠揭?，這一過程會消耗大量的人力和物力，且改進后的膠帶可能會出現(xiàn)一定的偏移，因此還需要對馬鞍架進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。改進后增設(shè)的過渡架桿對順利完成改進其到關(guān)鍵性的作用，經(jīng)過改進之后的轉(zhuǎn)彎裝置能夠更加良好的完成相應(yīng)的工作任務(wù)，且滿足了開采工作的生產(chǎn)需要，實現(xiàn)開采工作的順利進行，提高開采工作效率。

2 實驗論證分析

本次實驗通過選取同一金屬礦山，利用本文改進后的開采工藝與改進前的開采工藝進行對比，進一步證明改進后的開采工藝的工作效率更高。設(shè)置改進后的多階段復(fù)合開采工藝為實驗組。改進前的傳統(tǒng)多階段復(fù)合開采工藝為對照組。利用兩組方法分別對同一座礦山進行開采，并保證開采過程中的其它影響因素完全相同的情況下，完成對比實驗。實驗對比的主要內(nèi)容是在完成相同的開采次數(shù)后，兩組方法的工作效率。將實驗組與對照組開采的相應(yīng)數(shù)據(jù)進行記錄，如表1所示。

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)可以得出，實驗組的工作效率明顯高于對照組，因此，通過實驗證明了，經(jīng)過本文改造后的多階段符合開采工藝有效提高了開采工作效率，同時在提高效率的同時又為開采人員提供了更加安全的工作環(huán)境，因此更適用于實際的金屬礦山開采。

3 結(jié)語

本文明確指出了多階段復(fù)合工藝開采是未來金屬礦山發(fā)展的主要方向，并對原有的工藝進行了改進，通過實驗證明了改進后的開采工藝工作效率更高。希望本文的研究能夠為礦山多階段復(fù)合開采工藝的研究提供一定程度上的理論根據(jù)。