連續採礦機

連續採礦機是一種採礦設備，根據採礦位置分為露天和地下連續採礦機。地下連續採礦機分為滾筒式、螺旋鑽式、懸臂式和擺輪式四種。通常所說的連續採礦機指的是地下連續採礦機。

基本介紹

• 中文名：連續採礦機
• 外文名：continuous m-iner
• 學科：採礦工程
• 分類：露天、地下
• 實例：懸臂式連續採礦機
• 主要組成：破岩機構、岩碴裝運機構等

地下連續採礦機

連續剝落礦石並將其裝入運輸設備內的地下採礦機械。用於較軟和中硬礦岩的地下礦山採礦。適宜的礦層高度為1～4m，工作面寬度為3.3～6.7m。與鑿岩爆破法採礦機械相比較，它的主要優點是作業人員少，採礦效率高，勞動條件好，對頂板破壞較輕，有利於地壓控制，容易滿足環保要求。地下連續採礦機主要由破岩機構、岩碴裝運機構、行走底盤、降塵系統、液壓泵站、電氣和操縱系統組成。地下連續採礦機按破岩機構型式分為滾筒式、螺旋鑽式、懸臂式和擺輪式四種。

滾筒式連續採礦機

美國喬依公司(Joy Manu-facturing Co.)於1968年推出的機型。主要用於採煤和抗壓強度<80MPa的軟礦岩採掘，台班落煤效率達90～320t，最高可達900t。破岩機構由滾筒刀頭、電動機、減速器、懸臂伸縮與升降機構和迴轉台組成(圖1)。滾筒刀頭垂直安裝在支臂的端部，筒徑為660～970mm，其上鑲有硬質合金截齒，齒尖運動速度為2.8～3.3m/s;最大掏槽深度取決於筒徑、岩性、底板狀況和操作水平，一般為460～760mm;裝載機構主要為蟹爪裝載機，轉載主要採用刮板輸送機，小型低矮式多採用帶式輸送機、螺旋輸送機或橋式連續輸送機，岩碴用推板從機前移到輸送機上，輸送機後部高度由液壓缸調節，且能左右擺動45°;行走底盤一般為履帶車;降塵系統由水泵、水箱和噴嘴等組成，一路供刀頭噴水降塵，另一路供刀頭內水套冷卻電動機。

螺旋鑽式連續採礦機

破岩機構為周邊鑲有硬質合金齒的兩個方向相反的螺旋體，前端裝有大直徑切削鑽頭，依借旋轉體旋轉，鑽臂用機內絞車牽引，繞底盤中心左右弧形擺動和液壓缸推進鑽削礦岩，齒尖運動速度為2.8～3.3m/s;轉載用刮板輸送機;工作時機體用液壓千斤頂固定在采場頂板和底板之間，行走移位採用絞車、鋼繩(圖2)。第一台樣機是由威爾科克斯(A.G.Wilcox)於1955年開始在美國研究和由傑佛里公司(Jeffrey Manufacturing Co.)製造的，主要用於採煤;在美國套用很成功，但在英國因有引發瓦斯爆炸的危險而未能推廣。

懸臂式連續採礦機

既用於地下連續採礦，也用於平巷掘進，可切割抗壓強度達124MPa的礦岩。

按機重分為輕型、中型和重型三類。輕型機機重20～25t，機寬≤2.1m，刀頭功率為75～150kW，總功率160～260kW;中型機機重35～50t，機寬≥2.4m，刀頭功率高達205kW，總功率達370kW;重型機機重50～110t，機寬達5m，刀頭功率高達410kW，總功率達650kW。

按破岩刀頭型式分為縱軸銑刀頭式、橫軸切割輪式和衝擊式三種。(1)縱軸銑刀頭式連續採礦機 刀頭為鳳梨狀，表面鑲有硬質合金截齒，由電動機或液壓馬達、減速器串聯傳動，繞懸臂中心線旋轉;主切削力側向作用於礦岩上，在懸臂上下或左右運動配合下從工作面銑切下礦岩，落入底板的破碎礦岩由蟹爪機構裝到刮板輸送機上，轉運到後續運輸設備內。工作中採用噴水降塵。採用履帶車行走。這種刀頭結構簡單，直徑小，特別適於選別回採偏豆狀礦體。(2)橫軸切割輪式連續採礦機 支臂前端橫軸上安裝兩個鑲硬質合金的截齒切割星輪，在旋轉扭矩和懸臂向下推力的作用下切入礦岩內形成割槽，槽間岩牆在懸臂迴轉水平力的作用下被破碎。

懸臂式連續採礦機的構思是德國公司於1902年 提出的，直到1949年才由匈牙利採礦工程師阿吉泰(Z.Ajtay)與科斯佐拉斯(I.Koszorus)製造出首台銑刀頭式樣機用於採煤。1953年蘇聯開始製造。20世紀60年代在西歐得到推廣，1969年進入北美礦山。1976年出現第三代產品，加大了功率和提高了採掘硬岩的適應性。開採中硬礦岩的效率達20～50m/h，台班落礦達90～225t。

擺輪式連續採礦機

美國羅賓斯公司(RobbinsCo.)於20世紀80年代末推出的一種新型硬岩連續採礦機。適用於薄礦脈開採、厚礦體分層充填法和房柱法採礦、斜坡道和平巷掘進。破岩機構為一橫軸旋轉輪，周邊裝有滾刀，由水冷電動機經行量減速器驅動旋轉，由兩側液壓缸推動左右擺動;機體用大支撐靴撐住頂板和底板;液壓缸施加軸壓力，破碎的岩碴由擺輪周邊的刮板撥到輸送機上。整個機頭坐在履帶車上，頂部有穩定滾輪。動力站和操縱室設在後部鉸接的履帶車上(圖3)，採用雷射導向，微機自動控制。水平轉彎半徑為20m，爬坡能力為14%;選用不同尺寸的擺輪可在最大和最小斷面範圍內採掘不同形狀的斷面工作面，最大達80m。

露天連續採礦機

旋轉刀頭連續以銑切方式切割礦岩經轉載機構裝載到運輸設備上的採礦機械。用於褐煤、石膏、石灰石、油頁岩、白雲岩、菱鎂礦、鋁土礦、錫石、鋯石等鬆軟和中硬礦岩的露天礦連續和選別回採。工作機構由挖掘頭、推進缸、岩碴輸送帶、控制系統、動力系統、履帶車等組成(見圖4)。挖掘頭有螺旋截齒滾筒式和筒斗式。前者在滾筒螺旋板上鑲有硬質合金截齒，靠液壓缸的推力壓入岩石，隨著履帶車行走和滾筒旋轉，實現連續挖掘。破碎的岩碴由螺旋板匯集到中間，沿滑動斜板送到輸送機上，轉載給可迴轉210°的帶式卸料機上裝入運輸設備。每次挖掘深度由推進液壓缸控制。用γ射線儀、聲納儀測量礦石與岩石分界面，調節挖掘速度，達到選別回採。

連續採礦機用一道工序即完成挖掘、裝載和初碎三道工藝過程，取代了鑿岩爆破工藝。其優點是：開採過程簡單，岩碴塊度小於300mm，無需初碎設備，輸送帶磨損小，礦石損失與貧化低，顯著降低工程初期投資等。在石灰石礦使用，當小時效率為440t時，生產成本比鑿岩爆破工藝降低40%。1981年德意志聯邦共和國沃特根公司(Wirtgen)首次推出露天連續採礦機，已形成系列產品，其滾筒直徑為0.8～1.6m，推進速度為18～27m/min，功率為300～1200kW，機重為27～127t，生產能力為140～2200t/h。

圖4 露天連續採礦機結構原理圖