瓦厂坪铝土矿1104工作面回采优化

赵贺

摘  要：通过分析瓦厂坪铝土矿1104工作面矿体的物理力学性质和1102工作面的三机配套生产情况，为1104工作面设备改进优化提供参数，在1104工作面回采时更换采矿机总功率增加但电机钻速保持不变，增加采矿机与铝土矿层的摩擦力，改用破岩截齿和提高刮板输送机槽体的耐磨强度，减少维修次数，提高工作面产量。

关键词：铝土矿层;采矿机;破岩截齿;耐磨强度

中图分类号：TD854         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）33-0080-03

Abstract： By analyzing the physical and mechanical properties of ore body in 1104 working face of Wachangping Bauxite Mine and the matching production of three machines in 1102 working face， parameters are provided for the improvement and optimization of equipment in 1104 working face. The total power of replacement mining machine increases while the drilling speed of motor remains unchanged at 1104 working face， the friction between mining machine and bauxite layer is increased， rock-breaking pick-up and scraper conveyor trough are used instead. The wear resistance of the body reduces the times of maintenance and improves the output of the working face.Keywords： bauxite layer; mining machine; rock-breaking pick; wear resistance

在貴州铝土资源丰富，但由于铝土矿自身硬度高，矿层赋存条件复杂等因素的影响，导致实现机械化开采比较困难。国家对资源高效回采的要求不断提高，经过专家们的不懈努力初步实现了铝土矿的机械化开采。瓦厂坪铝土矿根据自身矿床储存条件较好，以1102工作面为例综采试生产取得了一定的成果，但是设备的零配件磨损严重，回采效率低未达到设计生产能力。在生产中不断的探索综采设备与铝土矿床之间的匹配，以1104工作面回采为研究对象对综采设备进行了优化。

1 1104工作面概况

1104工作面对应地表为由南向北倾斜的山体结构，无河流、水体及建筑物存在。该工作面平均可采长度1037m，平均倾斜宽140m，面积145180m2，铝土矿层平均厚度2.3m，可采储量87.5万吨，服务年限10个月。

2 矿层赋存情况

1104工作面位于鹿池向斜东翼，倾角较缓，倾角大部分为14°～29°，走向48°～57°，倾向318°～327°。巷道掘进中发现有明显起伏，倾角在5°左右，存在小型褶曲构造。

老顶为栖霞灰岩底部为深灰～黑灰色、中厚层～厚层细晶灰岩、泥质灰岩夹深灰～黑色薄层生物碎屑泥灰岩，泥质物常包围较纯灰岩团块而形成瘤状、球状构造的特征较为明显，与下伏梁山组为连续沉积。f=3.5～4.5，抗压强度Rc30～60MPa。直接顶梁山组（P2l）顶部的白云质灰岩、泥质灰岩、泥灰岩、炭质泥岩，一般抗压强度Rc30～60MPa，抗剪强度C′=34.1～40.MPa。伪顶板为梁山组（P2l）上部的炭质泥岩和铝土岩。

铝土岩主要呈褐灰色，薄至中厚层。

直接底板为梁山组（P2l）铝土岩下部褐灰～浅灰色中厚层致密块状铝土岩，大部分1～3m厚。老底板为上石炭统黄龙组（C2h）灰岩和下中志留统韩家店群（S1-2hj）顶部页岩。总厚大于400m。

3 1102工作面概况

参考煤矿综采技术的相关参数，并结合《有色金属采矿设计规范》中的相关要求和计算公式，得出采矿机的参数为：总装机功率不小于585kW，截深不小于630mm，采高1.5m～3.0m，平均2.16m左右，生产能力不小于100万t/a，牵引方式为销排式无链电牵引，牵引力不小于345kN，额定电压1140V，最大适应倾角30°～40°。初选MG300/730-AWD1型交流电牵引采矿机。刮板输送机的技术参数如表2所示。

表2 刮板输送机技术参数

由于铝土矿与煤层存在明显的差异，造成采矿机截齿和齿座、摇臂轴组件、行走轮、油缸相应配件消耗量大，采矿机磨损严重。2018年5月9日～11月30日累计开采矿石21万吨，日平均产量为1000吨;截齿消耗4675个，日平均消耗24个。采矿机不但维修次数增多、维修成本增加还大大降低了开机率。由于铝土矿遇水泥化刮板输送机的链条、槽体磨损严重。

4 1104工作面设备改进

矿体中的物质以Al2O3为主体，约占50%～80%，平均为67.53%;SiO2在矿体中分布较为均匀，平均约占矿体5.48%左右;S主要是以FeS（即硫铁矿）的形式存在，平均约占矿体1.67%，溶蚀区S的含量低于0.05%;Fe2O3平均约占矿体5.60%。矿体中的伴生矿产有镓和锂。

为进一步研究铝土矿体的物理力学特性，共采矿石工程试验样25件进行试验，测试结果如表3所示。

通过对矿体物理力学分析和现场的生产实践可以看出铝土矿体硬度大、柔性强只能靠采矿机的硬磨才能采出，这样需要采矿机的功率大，截齿硬度要增强，同时截深改为600mm。MG500/1170-WDA（改进）型采矿机，总装机功率为1170kW，摇臂截隔电机功率为2*300kW，降低功率增加与铝土层之间的摩擦力，截齿由原来的U84普通截齿改为U95破岩截齿合金头的直径由原来的20mm改为30mm，截齿损耗降低到每天5个。同时对刮板输送机槽体进行了焊接增强其耐磨強度，及时更换链条等。由于1104工作面紧邻1102工作面因此工作面压力变化不大，因此液压支架未进行改进。经过设备的改进，缩短了设备维修时间，大大提高了采矿机的开机率，同时日产量达到了3032.7吨。

5 结论

通过在工作面设备的改进，可以得出综采技术能够应用于铝土矿的回采工艺中，但是截深不能太大，同时需要特殊改进的采矿机，要求采矿机的总功率要大，钻速要低，截齿的耐磨强度要高，采用增加采矿机于铝土矿体之间的摩擦力来提高生产能力，同时刮板输送机槽体的耐磨强度也要增加，链条要及时更换，才能达到工作面三机有效的配合，提高铝土矿的生产能力。

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