礦山采礦設(shè)備.ppt

1、采礦設(shè)備大型化與智能化,國土資源工程學(xué)院 2010年4月,1 現(xiàn)代采礦設(shè)備的發(fā)展,1.1 采礦設(shè)備支撐著采礦技術(shù)的發(fā)展 1.1.1地下礦山 1）依靠大孔徑的潛孔鉆機(jī)、牙輪鉆機(jī)、鑿巖臺車、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)、井下礦用汽車、裝藥機(jī)械、錨桿臺車等采礦機(jī)械，VCR法、高分段崩落采礦法、自然崩落采礦法、水平和緩傾斜厚大礦體的房柱法等高效采礦方法和工藝相繼誕生。,2）充填采礦方法 采礦設(shè)備的進(jìn)步極大地改變了充填采礦方法和工藝的面貌，大幅度地提高了充填采礦法的效率，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。 創(chuàng)造了許多充填采礦方法的變形方法： 塊石膠結(jié)充填采礦方法、膏體膠結(jié)充填采礦方法和高濃度全尾砂膠結(jié)充填采礦方法 3）采礦裝備的進(jìn)步使

2、一些以前無法開采或難以開采的復(fù)雜難采礦體得到了有效開采和利用。,國外： 瑞典的基律納鐵礦（Kruna) 1983年，分段崩落法，分段高度12m，鑿巖：阿特拉斯科普柯（Atllas Copco)公司鉆孔直徑57mm的Simba323型風(fēng)動鑿巖設(shè)備，裝載：8t斗容的Cat980型柴油裝載機(jī)。 目前：分段崩落高度30m，鉆孔主要用重型液壓鑿巖機(jī)或潛孔液壓鉆機(jī)，鉆孔直徑115mm。主要采用斗容1525t的電動裝載機(jī)裝載,國內(nèi)： 黑色：梅山鐵礦 有色：凡口鉛鋅礦、金川公司 近30年來，地下礦山依靠裝備技術(shù)進(jìn)步，大約使生產(chǎn)效率提高了35倍。 研制和開發(fā)適合連續(xù)開采的采礦裝備，以期進(jìn)一步提高采礦效率,1.1

3、.2露天礦 數(shù)量明顯減少，規(guī)模急速增大 世界最大的露天礦的年采剝總量已達(dá)到20億噸 美國：年采剝總量達(dá)到1億噸的礦山較多，銅礦，鉬礦、鐵礦 我國：江西的德興銅礦、鞍鋼齊大山鐵礦 現(xiàn)代大型露天礦：規(guī)模大、采礦設(shè)備的總臺數(shù)少、采礦作業(yè)的人員少等優(yōu)勢,1.2 采礦設(shè)備大型化及其智能化,1.2.1采礦設(shè)備大型化 1）露天：近年來，隨著露天開采的不斷發(fā)展，礦用挖掘機(jī)及礦用卡車也在向“大型、高效”方向發(fā)展。 裝載設(shè)備 大型電鏟仍為露天礦山的主要裝載設(shè)備（約占48%）。目前主要的制造公司有美國的BE公司、PH 公司、Marion公司。這些公司不斷地推出新型設(shè)備，其產(chǎn)品幾乎壟斷了全球電鏟市場。,世界大型露天礦

4、山使用裝載設(shè)備中，液壓挖掘機(jī)約占26% P&H5700XPA型電鏟的工作重量達(dá)1500多噸，最大電機(jī)功率4000kw；RH400型液壓挖掘機(jī)的工作重量達(dá)800t，柴油機(jī)功率2500kw；L-1800輪式裝載機(jī)的工作重量217t，柴油機(jī)功率近1500kw；Cat797型礦用汽車的工作重量達(dá)558t，功率2400kw,2）地下礦 鏟運(yùn)機(jī) 1963年美國瓦格納（Wagner）公司Grandview礦試驗(yàn)成功第一臺ST-5型鏟運(yùn)機(jī)。 1.1.1 20世紀(jì)6070年代：地下鏟運(yùn)機(jī)發(fā)展和推廣的年代 在地下礦山的苛刻作業(yè)環(huán)境中，由于鏟運(yùn)機(jī)具有高效、靈活、機(jī)動、多用和生產(chǎn)費(fèi)用低等突出優(yōu)點(diǎn)，隨著無軌化采礦技術(shù)的

5、推廣，而得到了廣泛的應(yīng)用。,進(jìn)入20世紀(jì)70年代，國外地下鏟運(yùn)機(jī)技術(shù)已漸趨成熟，形成了系列化產(chǎn)品。 1.1.2 20世紀(jì)8090年代：地下鏟運(yùn)機(jī)迅速發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的年代 20世紀(jì)80年代，常用鏟運(yùn)機(jī)的裝載重量一般為610t，斗容0.41.0m3 目前，大型地下礦常用鏟運(yùn)機(jī)的裝載重量一般為1520t，裝載重量25t的Toro2500型鏟運(yùn)機(jī)也在礦山獲得實(shí)際應(yīng)用,按動力源來分，可分為以柴油機(jī)為動力的內(nèi)燃機(jī)和以電動機(jī)為動力的電動鏟運(yùn)機(jī)。 按斗容來分，大致可分為： 小型鏟運(yùn)機(jī)：斗容1.5 m3及以下的鏟運(yùn)機(jī)； 中型鏟運(yùn)機(jī)：斗容24 m3及以下的鏟運(yùn)機(jī)； 大型鏟運(yùn)機(jī)：斗容4m3以上的鏟運(yùn)機(jī)。 井下汽車：

6、常用井下運(yùn)輸汽車的基本噸位已從2030t提高到50t,例如：Toro50D、Wagner MT5000汽車，額定載重量均為50t，已成為大型地下礦山優(yōu)先考慮采用的井下運(yùn)輸汽車 Tamrock公司推出的Super0012H型載重量達(dá)100120t 鑿巖臺車 鉆孔深度60m以上的SimbaW469型鑿巖臺車，基律納鐵礦分段崩落法的高度從12m提高到2730m,1.2.2 采礦設(shè)備智能化 隨著微電子技術(shù)和衛(wèi)星通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，采礦設(shè)備在開發(fā)和應(yīng)用方面逐步開始了自動化和智能化進(jìn)程。 GPS（3S） 遙控設(shè)備：井下遙控鏟運(yùn)機(jī) 集中控制設(shè)備,1.3 露天穿孔設(shè)備牙輪鉆機(jī),露天穿孔設(shè)備： 潛孔鉆：中、小型

7、礦山 牙輪鉆：大、中型礦山，鉆孔直徑大、穿孔效率高 目前世界上生產(chǎn)牙輪鉆機(jī)的主要三家公司都在美國： 1）布塞路斯-伊利公司：49-R、65-R、67-R,2）英格索蘭公司：主要生產(chǎn)全液壓牙輪、潛孔兩用鉆機(jī) 3）哈尼希費(fèi)格（Harnisch Feger)公司：P&H120A型，軸壓力達(dá)68t，孔徑最大達(dá)559mm 國內(nèi)： 江西采礦機(jī)械廠、衡陽有色冶金機(jī)械廠 KY系列：國產(chǎn)，KY250、KY310 YZ系列：組裝 達(dá)到美國20世紀(jì)80年代初的技術(shù)水平，總體水平與世界先進(jìn)水平相比還有較大差距,1.4 露天裝載設(shè)備,現(xiàn)代大型露天礦使用的主要裝載設(shè)備主要有電鏟、液壓挖掘機(jī)和輪式裝載機(jī) 目前生產(chǎn)大型電鏟的

8、公司主要有美國的哈尼希費(fèi)格（Harnisch Feger)公司、Bucyrus-Erie(B-E) 公司和馬里恩（Marion)公司，其產(chǎn)品幾乎壟斷了全球電鏟市場。P&H公司推出的P&H5700型是目前最大的礦用電鏟，53.5m3,生產(chǎn)礦用挖掘機(jī)的主要為美國、德國、日本的廠家。德國O&K公司推出的RH400是目前最大的挖掘機(jī)，自重749t，斗容m3 目前批量生產(chǎn)礦用輪式裝載機(jī)的廠家主要為美國、日本 我國： 批量生產(chǎn)的露天大型裝載設(shè)備WK-10電鏟 主要靠引進(jìn)：電鏟 P&H2300XP 、P&H2800,1.5 露天礦用汽車,汽車運(yùn)輸機(jī)動靈活，特別適合需要均衡配礦和多點(diǎn)作業(yè)的礦山。汽車還具有爬坡

9、能力大、轉(zhuǎn)彎半徑小的優(yōu)點(diǎn)。使汽車取代火車運(yùn)輸，成為現(xiàn)代露天礦的主要運(yùn)輸方式。 礦用汽車的有效載重不斷提高，275、300、327t 目前，國際上著名的大型礦用汽車制造商主要有美國、日本（小松Komatsu-Dresser),目前最大的機(jī)械傳動汽車是Cat797，有效載重326t；最大的電動輪汽車是T282，有效載重327t 我國礦用汽車制造企業(yè)的水平和能力與國際水平相比差距非常大。目前，主要通過引進(jìn)技術(shù)或技貿(mào)合作生產(chǎn)108、154t電動輪礦用汽車和2085t載重級別的機(jī)械傳動礦用汽車。,1.6 露天礦間斷連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備,間斷連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)是現(xiàn)代大型露天礦輸送方式的主要發(fā)展方式之一，該運(yùn)輸系統(tǒng)由礦用

10、汽車（或裝載設(shè)備）、破碎站、膠帶機(jī)等組成。 間斷連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng) 間斷連續(xù)開采系統(tǒng)包括三個(gè)功能分系統(tǒng)：采場內(nèi)的集運(yùn)分系統(tǒng)、從露天采場運(yùn)出的干線運(yùn)輸系統(tǒng)及兩個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)之間的破碎轉(zhuǎn)載系統(tǒng)。,發(fā)展趨勢 隨著露天礦開采深度加大， 破碎膠帶運(yùn)輸工藝在國內(nèi)外金屬露天礦的應(yīng)用越來越廣，而且規(guī)模越來越大。 采用可移式破碎站的間斷連續(xù)運(yùn)輸工藝將成為國內(nèi)外金屬露天礦的重要發(fā)展方向。 工作面比較集中的礦山，多采用直接放置在工作面的移動式破碎機(jī)，由大型裝載設(shè)備直接供料；采礦工作面比較分散的礦山，自卸汽車輸送,破碎轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)站 分類： 1）按移動能力可分成：固定式（fixed crusher)、半固定式或半移動式、可移動式和全

11、移動式或自行式。 固定式：整個(gè)服務(wù)年限一般不動，如德興銅礦 半固定式或半移動式：移設(shè)時(shí)間不超過10年，移設(shè)工作幾周，如鞍鋼大孤山鐵礦 可移動式破碎站：12年移設(shè)一次，移設(shè)時(shí)間3天,全移動式或自行式：具有行走裝置履帶、輪胎、液壓和軌道等 2）按破碎機(jī)種類分成： 旋回式破碎站：處理硬巖能力大、但安裝高度大 顎式破碎站：重量輕、體積小、但對硬巖處理能力較低 對棍式破碎站 3）按處理能力大?。盒⌒停?001000t/h）、中型（10003000t/h）、大型（300010000t/h）。,采場破碎站在硬巖礦山的應(yīng)用,膠帶運(yùn)輸機(jī) 普通帶式輸送機(jī)（傾角18） 深凹露天礦，大傾角輸送機(jī)：1986年首臺。世界

12、知名的制造商：美國大陸輸送機(jī)設(shè)備公司（Continental Conveyor Equipment Company)。用上下兩層膠帶夾持物料，承載交代用普通的槽形托棍支承。,1.7 露天開采設(shè)備的智能化,發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 20世紀(jì)80年代以后，隨著微電子技術(shù)和衛(wèi)星無線通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，露天礦設(shè)備在開發(fā)和應(yīng)用方面開始了自動化和智能化進(jìn)程。 1）車載監(jiān)控技術(shù)：監(jiān)控設(shè)備的完好狀態(tài)、提供相關(guān)維護(hù)信息。目前國外生產(chǎn)的露天礦大型穿孔、裝載和運(yùn)輸設(shè)備一般都配有車載監(jiān)控分析系統(tǒng)。,2）礦山調(diào)度系統(tǒng)： 人工調(diào)度自動調(diào)度 監(jiān)控目標(biāo)：重點(diǎn)設(shè)備全礦范圍 如美國模塊采礦系統(tǒng)（Modular Mining Systems

13、）公司推出Dispatch的礦山管理系統(tǒng)：全面提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和前期生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)的設(shè)備監(jiān)控。 3）視線范圍內(nèi)的機(jī)器遠(yuǎn)距離控制 趨勢：在集中控制室內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作,自動化與智能化的全面開采系統(tǒng)（TMS Total Mining System) 車載監(jiān)控和定位系統(tǒng)（以GPS為基礎(chǔ)） 生產(chǎn)控制系統(tǒng) 專用軟件集成化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 礦山模型建立系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)（GIS） 采礦計(jì)劃系統(tǒng) 雙向車載通信網(wǎng)絡(luò),全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),鉆機(jī),電鏟,汽車,推土機(jī),采礦計(jì)劃系統(tǒng),中央調(diào)度設(shè)施,采礦作業(yè)控制,GPS,GPS,GPS,GPS,1.8 地下采礦設(shè)備,受開采空間的生產(chǎn)條件限制，地下采礦設(shè)備要求機(jī)動靈活、適合各種開采

14、條件。 趨勢：發(fā)展智能化、提高設(shè)備自動化作業(yè)水平 鏟運(yùn)機(jī)（Load-Haul-Dump) 世界知名的廠商主要有芬蘭的Sandvik Tamrock公司Toro鏟運(yùn)機(jī)分公司、美國的Atlas Copco Wagner公司及德國的HFH公司,20世紀(jì)60年代以來，鏟運(yùn)機(jī)的工作是從采場出礦并轉(zhuǎn)運(yùn)到階段溜井。 隨著井下汽車的發(fā)展，目前在國外現(xiàn)代化的礦山一般是將汽車開到采場或采區(qū)，接受鏟運(yùn)機(jī)的裝載。 井下運(yùn)輸汽車 鏟運(yùn)（裝載）機(jī)的完善和發(fā)展帶動了井下汽車（Underground Haul Truck)的進(jìn)步與應(yīng)用。在澳大利亞大約只有1/3的地下礦山使用豎井提升；,Kanowna Belle礦在第4期工程中，選用斜坡道和Wagner MT5000汽車的運(yùn)輸系統(tǒng)，與豎井提升系統(tǒng)相比可節(jié)省5000萬澳元。 世界知名的專業(yè)生產(chǎn)井下廠商