金属矿山多阶段复合开采工艺改进研究

时间：2024-11-02

何泽源

（河南省煤炭地质勘察研究总院，河南郑州 450000）

多阶段符合开采工艺是指在一种类型的矿山当中同时利用两种或两种以上的开采工艺完成对矿山的开采。在多阶段复合开采工艺当中，不同类型的开采工艺可以在矿区当中进行任意的组合从而满足矿山开采的各项需求，同时也可以在矿山立面或平面上进行任意组合，充分发挥各个开采工艺的技术优势，并针对矿山本身的特点及资源的覆盖特征，选取各自对应的单一开采工艺进行综合，从而有效的提高开采的效率[1]。本文在尽可能不影响复合开采工艺的总效率的前提下，对多阶段复合开采工艺进行改进。

1 金属矿山多阶段复合开采工艺改进

1.1 改变前部输送机撤除位置

首先针对多阶段复合开采工艺的改进可从工作面的边采边撤工艺进行，边采边撤的开采方法是由切眼开始，这种工艺的特点是随着开采工作面的进行，工作面的长度会逐渐缩短，在某开采中长度可由348m缩减到88m，因此，需要射出部分支架以及相应的输送机[2]。

输送机的撤除工作是由现场的检修人员完成的，根据输送机前后的空间位置，优先撤除前部输送机，后撤除支架，最后撤除后部输送机。但在实际的撤除工作中，工作效率低且在进行撤除工作时其它工作也要停止，因此在一定程度上延缓了开采工作效率。针对这一问题，本文对其进行改进的方法为：将前部输送机的起始撤除位置设置在前部机尾，且超出回采输送机。将最晚撤除位置设置在工作面推进到机尾与非工作面之间的距离为300mm ～ 400mm的位置。根据实际开采工作的进程和工作面的实际推进位置，在起始和最晚撤除输送机位置上选择撤除一节或多节前部输送机。在撤除完毕后，需将未被撤出的输送机中部与周围的连接位置断开，使其处于游离的状态，利用其它设备将其转移到进风巷中，再将其运输到边采边加阶段设定位置存放。

以此实现在进行矿山开采的过程中将其它不再使用的设备撤除，实现工作面的顺利进行，提高开采工作效率。同时在撤除的过程中，采用已经被撤除的支架代替原有支柱，用于对机尾部分进行加强支护，以此提高支护的强度，减少采矿区域的巷道发生变形，避免人员伤亡事件发生，在提高工作效率的同时，为开采人员创造更加安全的工作区域。

1.2 旋转开采增设上窜下滑控制

在金属矿山多阶段复合开采工艺的旋转开采阶段，为了进一步保障支架的旋转要求，在设置支架时，使用单体支柱对支架进行适当的调节。当开采的过程中，开采工作面每推进4刀～ 6刀，工作面上的割通刀完成以此平推，从而缓解支架之间的相互作用力，避免出现支架与支架间的相互挤压造成的安全问题。

由于进行旋转开采时，支架会持续给输送机某一方向上的力，导致输送机出现明显的变形趋势，因此，在进行旋转前，首先要让输送机在运输巷内的长度足够长，从而抵消在旋转过程中输送机的变形问题，以此保证开采工作的顺利进行。

为了进一步保证旋转开采过程中转载机与拐弯装置中的输送机架杆的搭接需要，应在最大程度上增加拐弯的半径，通过多个机尾共同输送的方式实现输送机的下滑，并保证机头处至少有两个支架完成运输。在达到旋转位置时，输送机的机头与机尾应按照4 ：1的比例进行旋转回采工作，在旋转初始阶段，后一输送机的机头搭接较长的问题，可以通过改变后部链条的方式，使输送机向机头的方向进行窜动，从而保障后一输送机的机头能够顺利对接。

1.3 带式输送机拐弯改造

在对带式输送机拐弯进行改造前，首先要对工作面进行适当的调节，按照上文方式，保证输送机的机头滑动顺利对接，为转载机和殊荣及创造有利条件，并严格控制开采过程中开采金属量。当开采工作只剩最后三组正常架杆时，应将与其相邻的6组装置中的过渡架杆进行拆除，再将第2、4组的过渡架杆进行移动，并将其与转弯装置对接。每拆除一次转弯装置，都要将原有的第2、4组过渡架杆外移。

当转载机进入到运输巷的拐弯位置时，转载机整体要向着非工作面的方向进行调整，输送机随转载机一起调整，从而保证转载机和输送机之间的正常连接。指导最后一个转弯装置被拆除后，再将剩余的用作过渡的架杆更换为正常的架杆。

表1 开采结果对比

改进前在进行旋转开采的过程时，为了保证转载机能够顺利经过拐弯位置并且正常对接，转弯装置需要进行适当的平移，这一过程会消耗大量的人力和物力，且改进后的胶带可能会出现一定的偏移，因此还需要对马鞍架进行适当的调整。改进后增设的过渡架杆对顺利完成改进其到关键性的作用，经过改进之后的转弯装置能够更加良好的完成相应的工作任务，且满足了开采工作的生产需要，实现开采工作的顺利进行，提高开采工作效率。

2 实验论证分析

本次实验通过选取同一金属矿山，利用本文改进后的开采工艺与改进前的开采工艺进行对比，进一步证明改进后的开采工艺的工作效率更高。设置改进后的多阶段复合开采工艺为实验组。改进前的传统多阶段复合开采工艺为对照组。利用两组方法分别对同一座矿山进行开采，并保证开采过程中的其它影响因素完全相同的情况下，完成对比实验。实验对比的主要内容是在完成相同的开采次数后，两组方法的工作效率。将实验组与对照组开采的相应数据进行记录，如表1所示。

根据表1中的数据可以得出，实验组的工作效率明显高于对照组，因此，通过实验证明了，经过本文改造后的多阶段符合开采工艺有效提高了开采工作效率，同时在提高效率的同时又为开采人员提供了更加安全的工作环境，因此更适用于实际的金属矿山开采。