坚硬矿料井下机械化连续开采设备论文和设计-章立强

全文摘要

本实用新型涉及一种坚硬矿料井下机械化连续开采设备，包括滚筒式采矿机、工作面输送机和支护架，所述工作面输送机上沿长度方向全长设有滑轨，所述采矿机跨设在所述工作面输送机上并通过所述滑轨与所述工作面输送机滑动连接，所述支护架设置在所述工作面输送机的后方，用于为采矿机、工作面输送机提供运行空间，其上设有能用于抵住矿壁顶部的顶梁组，工作状态下，顶梁组内各顶梁的延伸方向与工作面输送机的延伸方向垂直，所述采矿机和工作面输送机位于所述顶梁组的下方，所述采矿机包括机身、截割机构、清料机构和辅助装料机构。本实用新型生产效率高，安全性好，开采经济性高。

主设计要求

1.一种坚硬矿料井下机械化连续开采设备，其特征在于：包括滚筒式采矿机、工作面输送机和支护架，所述工作面输送机上沿长度方向全长设有滑轨，所述采矿机跨设在所述工作面输送机上并通过所述滑轨与所述工作面输送机滑动连接，所述支护架设置在所述工作面输送机的后方，用于为采矿机、工作面输送机提供运行空间，其上设有能用于抵住矿壁顶部的顶梁组，工作状态下，所述顶梁组内各顶梁的延伸方向与所述工作面输送机的延伸方向垂直，所述采矿机和工作面输送机位于所述顶梁组的下方，所述支护架的底座的前端通过底伸缩机构与工作面输送机的后边缘相连。

设计方案

2.如权利要求1所述的坚硬矿料井下机械化连续开采设备，其特征在于：所述采矿机包括机身、截割机构和清料机构，所述截割机构包括摇臂和截割滚筒，摇臂的一端角度可调地安装在所述机身上，所述截割滚筒旋转连接在所述摇臂的另一端，并悬伸于摇臂的前方，截割滚筒的驱动装置和传动装置均安装在所述截割机构上，所述清料机构安装在所述摇臂上并位于摇臂近地面一侧的下方，其下表面设有导向斜面，所述导向斜面前低后高以及远离截割滚筒一端低、靠近截割滚筒一端高，所述导向斜面的下端向下正对所述工作面输送机。

3.如权利要求2所述的坚硬矿料井下机械化连续开采设备，其特征在于：所述截割机构成对设置，分开安装在所述机身的左右端部，每个所述截割机构上安装有辅助装料机构，所述辅助装料机构包括挡板和连杆，所述挡板的一边铰接在所述截割机构的前表面上并靠近所述截割滚筒，所述连杆一端铰接在所述挡板上并靠近所述挡板的另一边，所述连杆的另一端相对所述截割机构的前表面直线滑动连接，直线滑动的方向沿着截割机构的长度方向，并与所述挡板的铰接轴线的方向垂直。

4.如权利要求3所述的坚硬矿料井下机械化连续开采设备，其特征在于：所述采矿机还包括可拆卸的防护层，所述防护层包括固定在所述截割机构的壳体的前侧面以及与前侧面相邻的左右两侧面上的三个部分。

5.如权利要求1所述的坚硬矿料井下机械化连续开采设备，其特征在于：所述支护架还包括可调高支撑、多级护板和顶伸缩机构，所述顶梁组通过所述可调高支撑支撑在所述底座的上方，所述多级护板安装在所述顶梁组的底部，通过多级油缸作用能够形成收缩和伸展两种状态，伸展状态时上端连接在所述顶梁组，下端向下延伸到所述工作面输送机的电缆槽的前侧，收缩状态时两端均贴近所述顶梁组的下表面，所述顶伸缩机构和底伸缩机构分别安装在所述顶梁组和底座的前端部。

6.如权利要求1所述的坚硬矿料井下机械化连续开采设备，其特征在于：所述工作面输送机包括中板和在所述中板上下分布并周向绕行的刮板及链条系统，中板上与所述刮板及链条系统接触的上表面设置有耐磨层。

7.如权利要求1-6中任意一项权利要求所述的坚硬矿料井下机械化连续开采设备，其特征在于：还包括侧壁输送机，所述工作面输送机的卸料端悬伸于所述侧壁输送机的上料端的上方。

8.如权利要求7所述的坚硬矿料井下机械化连续开采设备，其特征在于：还包括矿体弱化装置，所述矿体弱化装置包括分别用于从工作面开采矿壁的左右两侧进行矿体弱化处理的输送侧弱化装置和动力侧弱化装置，还包括从工作面开采矿壁的正面进行弱化处理的工作面弱化装置。

9.如权利要求7所述的坚硬矿料井下机械化连续开采设备，其特征在于：还设有卸料分装机和多个料仓，所述卸料分装机设置在所述侧壁输送机的卸料端，接收侧壁输送机的卸料，所述卸料分装机具有多角度定位装置，通过调整多角度定位装置的短道与各料仓的仓道对接，使所述卸料分装机的出料口连接不同的料仓。

10.如权利要求7所述的坚硬矿料井下机械化连续开采设备，其特征在于：还设有护排一体机，所述护排一体机平行于所述侧壁输送机设置，其前端并排靠近所述侧壁输送机的上料端，所述护排一体机的前端设有能够伸出到侧壁输送机的上料端的上方并与工作面输送机的卸料端平齐的伸缩输送带。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种井下开采设备，具体涉及一种用于坚硬矿料井下开采的成套设备，尤其可用于金属矿山的坚硬物料的开采。

背景技术

铝土、铝岩等坚硬物料矿体的现有开采方法为炮采，缺乏适宜的开采设备，生产效率低下，矿料贫化率居高不下，输送困难，提炼成本高，也无法保证安全开采，有的甚至严重影响开采经济性，已经不能满足现代化矿井与提炼系统的要求。

发明内容

本实用新型旨在提供一种坚硬矿料井下机械化连续开采设备，生产效率高，安全性好，开采经济性高。

本实用新型的主要技术方案有：

一种坚硬矿料井下机械化连续开采设备，包括滚筒式采矿机、工作面输送机和支护架，所述工作面输送机上沿长度方向全长设有滑轨，所述采矿机跨设在所述工作面输送机上并通过所述滑轨与所述工作面输送机滑动连接，所述支护架设置在所述工作面输送机的后方，用于为采矿机、工作面输送机提供运行空间，其上设有能用于抵住矿壁顶部的顶梁组，工作状态下，所述顶梁组内各顶梁的延伸方向与所述工作面输送机的延伸方向垂直，所述采矿机和工作面输送机位于所述顶梁组的下方，所述支护架的底座的前端通过底伸缩机构与工作面输送机的后边缘相连。

所述采矿机可以包括机身、截割机构和清料机构，所述截割机构包括摇臂和截割滚筒，摇臂的一端角度可调地安装在所述机身上，所述截割滚筒旋转连接在所述摇臂的另一端，并悬伸于摇臂的前方，截割滚筒的驱动装置和传动装置均安装在所述截割机构上，所述清料机构安装在所述摇臂上并位于摇臂近地面一侧的下方，其下表面设有导向斜面，所述导向斜面前低后高以及远离截割滚筒一端低、靠近截割滚筒一端高，所述导向斜面的下端向下正对所述工作面输送机。

所述截割机构成对设置，分开安装在所述机身的左右端部，每个所述截割机构上优选安装有辅助装料机构，所述辅助装料机构包括挡板和连杆，所述挡板的一边铰接在所述截割机构的前表面上并靠近所述截割滚筒，所述连杆一端铰接在所述挡板上并靠近所述挡板的另一边，所述连杆的另一端相对所述截割机构的前表面直线滑动连接，直线滑动的方向沿着截割机构的长度方向，并与所述挡板的铰接轴线的方向垂直。

所述支护架还包括可调高支撑、多级护板和顶伸缩机构，所述顶梁组通过所述可调高支撑支撑在所述底座的上方，所述多级护板安装在所述顶梁组的底部，通过多级油缸作用能够形成收缩和伸展两种状态，伸展状态时上端连接在所述顶梁组，下端向下延伸到所述工作面输送机的电缆槽的前侧，收缩状态时两端均贴近所述顶梁组的下表面，所述顶伸缩机构和底伸缩机构分别安装在所述顶梁组和底座的前端部。

所述坚硬矿料井下机械化连续开采设备还可以包括侧壁输送机，所述工作面输送机的卸料端悬伸于所述侧壁输送机的上料端的上方。

本实用新型的有益效果是：

所述滚筒式采矿机与工作面输送机、支护架形成一套自动化开采设备系统，不仅能截割破碎坚硬物料，同时能将物料螺旋装载进入工作面输送机，实现了工作面矿料边破碎边清理，当前工作面进行完一次全开采后，采矿机、工作面输送机、支护架向前移动一个步距的距离，就可以进行下一个工作面的开采准备，开采的自动化程度和连续性相比现有的炮采明显提升，因此生产效率也明显提高。

所述清料机构与辅助装料机构使采矿机与工作面的开采面间的装料更彻底，避免高品位等级矿料的漏装，以及避免低品位等级矿料混入下一步距开采时获得的高品位等级矿料中，为维持高品位等级矿料的原始品质进一步提供保障。

所述支护架上设置可收缩和伸展的多级护板，采矿机行走时处于收缩状态，当对工作面矿体进行采前弱化处理时，通过将其改为伸展状态实现对可调高支撑、工作面输送机和采矿机各自的动力线等的有效保护，提高了生产的安全性，对于坚硬矿料的井下开采非常实用。

通过所述卸料分装机和多个料仓的设置，使得针对不同品位矿料的开采，只需配合同一套输送系统，就能通过采用不同角度的分流方式实现不同料仓的存储，实现了不同品位等级矿料向不同料仓的自动分装，进一步提升矿料品位，降低提炼成本，提高生产效率，尤其对于坚硬物料开采的改良效果显著。

附图说明

图1为采用本实用新型的开采设备开采时各通道布置示意图；

图2为开采时本实用新型的开采设备的工作面断面示意图；

图3为开采时本实用新型的开采设备的工作面正面示意图；

图4为采用爆破弱化处理方式时的一种装置作业示意图；

图5为采用本实用新型的采矿机对工作面不同品位矿料开采的示意图；

图6a为本实用新型的采矿机的一个实施例的正面示意图；

图6b为图6a的俯视图；

图7为卸料分装机和各料仓的设置与工作方式示意图。

附图标记：1.滚筒式采矿机；11.机身；12.截割滚筒；13.清料机构；131.导向斜面；14.辅助装料机构；141.辅助轴；142.连杆；143.挡板；15.防护层；2.工作面输送机；21.刮板及链条系统；22.中板；3.支护架；31.底座；32.可调高支撑；33.顶梁组；34.收缩状态时的多级护板；34’.伸展状态时的多级护板；35.顶伸缩机构；36.底伸缩机构；41.输送侧弱化装置；410.初始深孔；411.输送侧深孔；421.工作面浅孔；42.工作面弱化装置；43.动力侧弱化装置；431.动力侧深孔；5.侧壁输送机；6.动力装置；7.矿体所在区域块；711.中间矿层；712.近顶底的矿层；713.顶部和底部的矿层；72.输送通道；73.工作面通道；74.动力通道；80.卸料分装机；81.A级料仓；811.A级仓道；82.B级料仓；821.B级仓道；83.C级料仓；831.C级仓道；84.预留料仓；841.预留仓道。

具体实施方式

本实用新型公开了一种坚硬矿料井下机械化连续开采设备，如图1、2、3所示，包括用于截割矿料的滚筒式采矿机1、用于从工作面转移矿料的工作面输送机2和用于支撑矿壁的支护架3。应用时所述工作面输送机沿矿壁工作面呈线型铺设(垂直指向工作面开采矿壁的方向为前方，反之为后方)，用于将开采下来的物料统一沿工作面搬运到一端上。所述工作面输送机上沿长度方向全长设有滑轨，所述采矿机跨设在所述工作面输送机上并通过所述滑轨与所述工作面输送机滑动连接。采矿机沿工作面往复行走，过程中对工作面开采矿壁进行截割、破碎，并将物料螺旋装载进工作面输送机。所述支护架设置在所述工作面输送机的后方，所述支护架能为工作面输送机和采矿机提供运行空间，同时对矿壁进行支护，保证采矿机往复行走的安全，还能防止顶板碎石等杂质掉落影响矿料的品位。所述支护架上设有可用于支撑在矿壁后方的顶部的水平的顶梁组33，工作状态下，所述顶梁组内各顶梁的延伸方向与所述工作面输送机的延伸方向垂直，所述顶梁组的前端保持抵在工作面开采矿壁的顶部边缘的状态。所述采矿机和工作面输送机位于所述顶梁组的下方，所述支护架的底座31的前端通过底伸缩机构36与工作面输送机的后边缘相连。

滚筒式采矿机与工作面输送机、支护架形成一套自动化开采设备系统，不仅能截割破碎坚硬物料，同时能将物料螺旋装载进入工作面输送机，实现了工作面矿料边破碎边清理。采矿机对当前工作面进行完一次全开采后，采矿机、工作面输送机、支护架向前移动一个步距的距离，就可以进行下一个工作面的开采准备。开采的自动化程度和连续性相比现有的炮采明显提升，因此生产效率也明显提高。

如图6a、6b所示，所述滚筒式采矿机可以包括机身11、截割机构和清料机构13。所述截割机构包括摇臂和截割滚筒12，摇臂的一端角度可调地安装在所述机身上，具体可以通过一销轴铰接在机身上，并通过油缸驱动实现其相对机身的角度调节。所述截割滚筒旋转连接在所述摇臂的另一端，并悬伸于摇臂的前方。截割滚筒的驱动装置和传动装置均安装在所述截割机构上。所述摇臂是所述截割机构的主要骨架结构，也是截割机构的其他众多零部件的安装基础，截割滚筒的驱动装置和传动装置均安装在摇臂上。所述清料机构安装在所述摇臂上并位于摇臂近地面一侧的下方，所述清料机构的下表面设有导向斜面131，所述导向斜面前低后高以及远离截割滚筒一端低、靠近截割滚筒一端高。所述导向斜面的下端向下正对所述工作面输送机前后方向上的中部的上方。被截割滚筒螺旋推送但未直接进入工作面输送机的矿料会在摇臂下方、工作面输送机的矿壁侧外部堆积，当采矿机行走时，堆积的矿料经由导向斜面时，在导向斜面的楔形铲挤作用下从导向斜面的远离截割滚筒的一端被挤进工作面输送机内。所述清料机构有助于减少矿料堆积，改善滚筒的装料效果，特别对于大功率采矿机，由于滚筒装载距离远，装载效果减弱，通过设置清料机构装载效果改善明显。

所述截割机构成对设置，分开安装在所述机身的左右端部，每个所述截割机构上安装有辅助装料机构14。所述辅助装料机构包括挡板143、辅助轴141和连杆142，所述挡板的一边通过所述辅助轴铰接在所述截割机构的前表面(也称截割机构大平面)上并靠近所述截割滚筒，所述连杆一端铰接在所述挡板上并靠近所述挡板的另一边，所述连杆的另一端相对所述截割机构的前表面直线滑动连接，直线滑动的方向沿着截割机构的长度方向，并与所述挡板的铰接轴线的方向(即辅助轴延伸方向)垂直，所述挡板可实现90度范围的翻转。

所述截割机构可以成对设置，分开安装在所述机身的左右端部，每个截割机构上都安装了所述清料机构与辅助装料机构。图6b中左截割机构上的辅助装料机构处于收缩状态，右截割机构上的辅助装料机构处于展开状态。

采矿机工作时，以向右行走为例，右截割机构上的辅助装料机构受浮矿料与滚筒甩料力的影响自动展开并由连杆142支撑，对右截割机构过后甩向左方的矿料形成阻隔效果，将尽可能多的矿料通过右截割滚筒装出，避免甩到左边，从而避免矿料在左方堆积，提高右截割机构有效的装载效果。与此同时，左截割机构上的辅助装料机构自动收缩，与截割机构大平面贴平并与工作面开采矿壁平行，该辅助装料机构不起到辅助装载作用，没有右截割机构剩余矿料的影响，左截割机构通过滚筒整个直径对剩余的薄层矿层截割与装载，装载效果得到保证。采矿机左右换向后，左右两个辅助装料机构所起的作用也随之调换。

所述清料机构与辅助装料机构使采矿机与工作面的开采矿壁间的装料更彻底，避免高品位等级矿料的漏装，以及避免低品位等级矿料混入下一步距开采时获得的高品位等级矿料中，为维持高品位等级矿料的原始品质进一步提供保障。

所述采矿机还可以设置可拆卸的防护层15，所述防护层包括固定在所述截割机构的壳体的前侧面以及与前侧面相邻的左右两侧面上的三个部分。左右两侧面一个靠近地面，一个远离地面。左右两侧面上的防护层可以采用弧形板状结构，前侧的防护层可以采用平板状结构，其朝向工作面开采矿壁的表面可供所述辅助装料机构的挡板回收状态下贴近。由于坚硬矿料普遍具有高磨蚀性特点，因此设置防护层可以避免或减少矿料对采矿机外壳端盖等的磨蚀，尤其是对截割机构这样的相对运动件表面的磨蚀。

如图2所示，所述支护架还包括可调高支撑32、多级护板和顶伸缩机构35，所述顶梁组通过所述可调高支撑32支撑在所述底座的上方。通过改变可调高支撑的高度，使支护架的总体支护高度随工作面矿层厚度变化而变化。

所述多级护板安装在所述顶梁组的底部，通过多级油缸作用能够形成收缩和伸展两种状态。伸展状态时的多级护板34上端连接在所述顶梁组，下端向下延伸到所述工作面输送机的电缆槽的前侧(即工作状态下的近矿壁侧)。收缩状态时的多级护板34’两端均贴近所述顶梁组的下表面。当需要对工作面矿体进行弱化作业时，控制所述多级护板处于伸展状态，用于对可调高支撑、工作面输送机和采矿机各自的动力线等加以保护。其他时候，控制所述多级护板处于收缩状态，使多级护板呈较小的厚度状态，以避免支护架下降后与采矿机发生干涉。

所述顶伸缩机构和底伸缩机构分别安装在所述顶梁组和底座的前端部，多采用油缸实现前后伸缩，相当于所述顶梁组和底座的前端部的延伸。顶伸缩机构用于及时支护所述支护架与工作面开采矿壁之间的间隙，防止顶部岩层垮落进入矿料影响品质。顶伸缩机构通常情况下保持与工作面开采矿壁的接触，只是当采矿机的截割滚筒靠近时才缩回，避免被截割滚筒切割到，截割滚筒过后顶伸缩机构再伸出恢复与工作面开采矿壁的接触。顶伸缩机构与工作面开采矿壁保持接触的状态下，底伸缩机构前伸即处于推动工作面输送机前行一个步距的状态，当工作面输送机被推动前行一个步距后，降下支护架，减弱对顶岩的支护，底伸缩机构缩回，再拉动支护架前行一个步距。

所述工作面输送机可以包括中板22和在所述中板上下分布并周向绕行的刮板及链条系统21，所述刮板及链条系统由动力装置驱动。运转状态下，所述中板上的矿料向侧壁输送机上卸载。中板上与所述刮板及链条系统接触的上表面优选设置有耐磨层，用以提高输送高磨蚀物料时的耐磨能力。

所述坚硬矿料井下机械化连续开采设备还可以包括侧壁输送机5，工作时设置在与工作面一端相通的输送通道72中，所述侧壁输送机靠近工作面的一端为上料端，另一端为卸料端，所述工作面输送机的靠近所述输送通道的一端为卸料端，所述工作面输送机的卸料端悬伸于所述侧壁输送机的上料端的上方。开采时，所述采矿机采下的矿料落入所述工作面输送机，经工作面输送机卸料到侧壁输送机，侧壁输送机再将矿料运离矿井。

有侧壁输送机参与的坚硬矿料井下机械化连续开采设备，不仅能实现连续开采和矿料清理，还能实现矿料的连续输送外运至井上，形成了物料开采、输送的连续系统，机械化程度和生产效率进一步提高。

所述坚硬矿料井下机械化连续开采设备还可以包括矿体弱化装置，所述矿体弱化装置包括输送侧弱化装置41和动力侧弱化装置42，还优选包括工作面弱化装置43。工作时，输送侧弱化装置设置于靠近工作面的输送通道中，其主体位于侧壁输送机与行人通道之间，其钻杆则横跨侧壁输送机上方；动力侧弱化装置设置于靠近工作面的动力通道中，其主体与钻杆紧临人行道边并位于工作面侧布设；工作面弱化装置不工作时位于支护架的可调高支撑远离工作面的一侧，工作时架设于工作面输送机的上方。

用于爆破弱化的弱化装置主要包括钻杆，用于水力弱化的弱化装置除包括钻杆外，还包括水泵、孔口密封装置、注水加压管路等。

所述坚硬矿料井下机械化连续开采设备还优选包括卸料分装机80和多个料仓，所述卸料分装机设置在所述侧壁输送机的卸料端，用于接收来自侧壁输送机的卸料。所述卸料分装机具有多角度定位装置，通过调整多角度定位装置的短道与各料仓的仓道对接，可以使所述卸料分装机的出料口连接不同的料仓，以此实现不同品位等级矿料向不同料仓的分装。如图7所示，A级料仓81、B级料仓82、C级料仓83分别用于储存A级品位、B级品位和C级品位的矿料，通过调整多角度定位装置的短道与A级仓道811、B级仓道821、C级仓道831对接，可以使不同品位等级的矿料分别装进不同的料仓内，实现矿料的分装。预留料仓84及其预留仓道841是设置的冗余储料设备，提高所述坚硬矿料井下机械化连续开采设备的储料的机动灵活性。

所述卸料分装机和多个料仓的设置，使得针对不同品位矿料的开采，只需配合同一套输送系统，就能通过采用不同角度的分流方式实现不同料仓的存储，也使坚硬矿料的井下开采实现截割、装载、运输、分装的连续进行。当然，为了达到更为理想的分运、分装效果，使用中对于多角度定位装置的调整时点需要比较准确的控制，即在采矿机切换不同品位等级矿料开采时起经过比较准确的时间间隔后再启动对多角度定位装置的调整，同时再配合以防止混料为目的的必要的输送清理工作。

所述坚硬矿料井下机械化连续开采设备还优选包括护排一体机，所述护排一体机平行于所述侧壁输送机设置，其前端并排靠近所述侧壁输送机的上料端，所述护排一体机的前端设有能够伸出到侧壁输送机上料端的上方并与工作面输送机的卸料端平齐的伸缩输送带。需要对工作面开采的废料与岩层进行输送时，伸缩输送带伸出，临时代替侧壁输送机接收工作面输送机输出的废料并向后方抛出。护排一体机直接将废料与岩块排至工作面后方的采空侧，减小了输送收集与处理的工作量，提高了开采效率。

下面以一个铝土矿井下开采过程实施例，说明所述坚硬矿料井下机械化连续开采设备的使用。

如图1所示，先围绕计划开采的矿体所在区域块7，开设三面环绕区域块的依次连通的输送通道72、工作面通道73和动力通道74，所述输送通道和动力通道各有一端通向地面，所述区域块朝向所述工作面通道的一侧面为工作面开采矿壁。工作面通道提供采矿机1、工作面输送机2、支护架3的容纳空间。输送通道提供侧壁输送机5的容纳空间。动力通道提供动力装置6的容纳空间。用支护架实现工作面通道的支护，将工作面输送机沿着工作面通道铺设安装，将采矿机安装到工作面输送机的滑轨上，将侧壁输送机沿着输送通道铺设安装，使工作面输送机的卸料端悬伸到侧壁输送机的上料端的上方。

根据矿体特性，必要时先对所述区域块的矿体进行初始的弱化处理，松动所述矿体，使采矿机对坚硬物料的开采由难采向可采转变。弱化处理可以有多种方式，例如水力弱化处理方式、爆破弱化处理方式或者爆破弱化与水力弱化相结合的弱化处理方式。以爆破弱化处理方式为例，先要在输送通道和动力通道内，分别利用输送侧弱化装置41、动力侧弱化装置43，向靠近工作面的矿体中开设初始深孔410，然后向所述初始深孔中装入炸药，进行爆破。此时，对于矿料的分布情况掌握得还相对粗略，因此所述初始深孔的方向可以简单地取平行于所述工作面通道的延伸方向。

对工作面各部位的矿体的成分及含量进行检测，基于矿料品位等级的不同在工作面开采矿壁上划分不同的矿层。当整个工作面的矿料属于同一个矿料品位等级时，工作面开采矿壁划分为一个矿层。

所述矿料品位等级主要根据开采矿料的品质要求确定，是对矿料品质高低的人为定义。一般情况下，矿料按照品位等级在工作面开采矿壁上自然呈现出高度方向上分层的现象，并且通常品位等级越高的矿料层越集中在工作面开采矿壁高度方向的中部，越靠近工作面开采矿壁的顶部和底部，矿料层的品位等级越低。以图2为例，中间矿层711的矿料品位等级最高，近顶底的矿层712矿料品位等级居中，顶部和底部的矿层713矿料品位等级最低。

利用采矿机针对矿料品位等级不同的所述矿层进行逐层开采，可大大节约提炼成本，提高生产效率。

如图5所示，采矿机在工作面的始端和终端之间的每一次单向行走，都对应开采一定厚度的矿料层，当所述矿层较厚时，有可能需要多次往复行走完成一个矿层的开采。

实践中，可能需要对每个工作面或连续多个工作面开采前进行一次近工作面矿体的弱化处理。由于有了第一个工作面的开采，工作面上矿料的实际分布情况有所显现，因此后续的弱化处理所开设的深孔通常基于此前已经开设了的深孔进行了角度上的修正，例如图4所示的输送侧深孔411与动力侧深孔431。修正深孔的延伸方向主要参照矿层的起伏走势。为了避免非矿层的顶板的破坏影响安全以及矿料中混入顶底的非矿杂质从而影响矿料品位，修正深孔尽量不穿透矿体以外的顶底。

由于输送侧深孔411与动力侧深孔431深度有限，往往不能覆盖工作面开采矿壁的全长，因此会使工作面开采矿壁的长度方向的中部有一段未弱化段。可以通过工作面弱化装置42向工作面开采矿壁长度方向的中部矿体中开设工作面浅孔421，向工作面浅孔中装入炸药，进行爆破，实现对所述未弱化段的弱化处理。

采矿机对矿料品位等级不同的所述矿层进行逐层开采，必然会涉及从开采一个矿料品位等级的矿层向开采另一个矿料品位等级的矿层的切换。对于设置有卸料分装机和多个料仓的情况，每次切换时，所述采矿机先向集控中心发出与另一个矿料品位等级相对应的开采准备信号，集控中心接到所述开采准备信号后向卸料分装机发出分装信号以及向所述采矿机发出许可信号，所述分装信号的控制内容为使所述卸料分装机在一定时长的延时后将出料口切换至与用于储存另一个矿料品位等级的矿料的料仓的仓道相对接，所述采矿机接到所述许可信号后，开始对另一个矿料品位等级的区域的开采。一定时长的延时用以确保当另一个矿料品位等级的矿料开始送达卸料分装机时，卸料分装机已将前一个矿料品位等级的矿料全部分装进相应的料仓，并且已为另一个矿料品位等级的矿料进入相应料仓做好了准备。

设计图

坚硬矿料井下机械化连续开采设备论文和设计

坚硬矿料井下机械化连续开采设备论文和设计-章立强

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主设计要求

设计方案

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