澳大利亚的硬岩凿岩技术

兖州矿区 17 层煤厚 0.6～1.2 m， 可采储量2.6 亿多吨，其中北宿煤矿近3700 万吨，杨村煤矿及各大矿均有同类薄煤层可采，但由于煤层中有坚硬的硫化铁结核存在，曾在3 个薄煤层矿试用采煤机组均未获成功。国家安全生产监督管理总局和兖州矿业（集团）公司东滩煤矿等单位经过研究后，认为澳大利亚对UG2 岩石、辉长岩及典型的Merensky 铂脉矿利用现有技术进行机械化开采，解决了我国的硬岩开采技术难题，尤其是含硬夹矸的煤炭难以截割而不能回采的难题。

利用机械化开采不产生烟雾， 效率非常高。对采场进行优化设计可提高资源回收率，减少对围岩破坏，优化作业环境，保证工作人员在安全的位置操作，提高了安全系数。

⑴原始试验。首先利用凿割破岩技术对UG2矿石进行试验。 矿石取自英国的铂矿，其单轴抗压强度为26 MPa。 以含碳量不同的凿具对矿石各部分以不同频率进行割凿试验，结果表明凿具寿命不高，性能最好的凿具也仅冲击4 次。

⑵阶段试验。试验表明利用冲击凿进行采矿是不成功的，因此考虑采用圆形刀具的机械化截割方式，结论认为这是铂脉硬矿石进行开采最有效的方法。 第二块试验样品是典型的Merensky脉石，加工的规格为 4 m×3 m×3 m。 将 3 个φ300 mm 的圆形刀具安装在ABM 105 型巷道掘进机上，一次能切割宽800 mm、深240 mm 的槽缝。通过监测仪器同步进行监测分析表明，靠近表面的岩石易破碎，易切割。

⑶截割理论依据。现有机械开采理论的观点认为，截割部位尖端下部的矿石易破裂，当截割部进入岩石后，由于截割部尖端下部压力大导致产生压力球或破碎带，裂隙带的压力促使裂隙扩展直至贯穿连通，并广泛传播。 当压力达到一定程度或裂隙扩展与相邻的截割部位连通或与岩石表面贯穿，从而完成切割。 过去的切割失败是由于在岩石表面进行切割导致的。

⑷截割注意事项。所有的截割圆盘安装在同样的刨子上；从矿石侧面下部进行截割可降低阻力、矿石易破碎；截割深度以50～60 mm 为宜；截割机有足够的稳定性，截割部的短臂尽量短和结实，以利于固定截割机；截割机不需安装爬行装置，其行走依靠支撑系统；截割机能自开缺口；截割机机构简单、寿命长效率高；截割机能适应不同的地质条件（如适应脉石的起伏）；及时将破碎矿石从采场转走。

⑸实施效果。 机械截割机构自动化程度高、截割机的主要元件寿命长、液压传动、截割机设计简单、适应性强。 工作面的设计范围以长×宽=100 m×3.9 m 为最佳， 适应的采高在 0.85～1.2 m范围内。 操作人员在面上进行操作，可使截割机的自动化程度更高。 采完1 个工作面后，截割机自开缺口进入邻近工作面。