一种非煤矿山掘进机设备选型方法技术

本发明专利技术提供了一种非煤矿山掘进机设备选型方法，涉及采矿技术领域，该选型方法包括单截齿截割矿山岩样至少三次，获取单截齿平均最大截割力与单截齿平均截割比能耗；获取不同型号掘进机参数，计算各个掘进机的截齿平均截割力；选择截齿平均截割力不小于单截齿平均最大截割力的掘进机；利用单截齿平均截割比能耗预测实际工况下各个掘进机的纯截割效率；基于实际工况下纯截割效率测算各个掘进机的采矿作业生产能力；根据掘进机机械采矿生产系统技术经济指标推荐掘进机。本发明专利技术提供的选型方法弥补传统仅靠岩石单体强度经验推荐掘进机的缺陷，实现地下非煤矿山掘进机科学选型推荐。实现地下非煤矿山掘进机科学选型推荐。实现地下非煤矿山掘进机科学选型推荐。

【技术实现步骤摘要】
一种非煤矿山掘进机设备选型方法


[0001]本专利技术涉及采矿
，尤其是涉及一种非煤矿山掘进机设备选型方法。

技术介绍

[0002]掘进机是一种集切割、装运、转运石渣、降尘等于一体的高效掘进设备，广泛用于交通、隧道、采矿等领域，与常规钻爆法相比，具有破岩、出碴、支护一条龙连续化作业，开挖速度快，效率高，施工质量好，超挖量少，可减少支护工程量，降低工程费用，且不破坏周边岩层的稳定性，施工安全等优点。但掘进机也存在着适用能力较差等问题，若选择不当，不仅导致其成巷速度与生产效率显著下降，而且影响矿山生产和企业经济效益的提高。如何将掘进机与金属矿岩石及岩体特性、采矿方法、采矿工艺相结合，成为制约掘进机在该矿区顺利使用及效率发挥的重点。因此，有必要针对矿山的实际情况，选择确定合理的掘进机型号与类型。
[0003]现有专利中，申请号为CN201410695119.5的专利技术专利，公开了一种连续采煤机短壁开采工作面设备选型方法，该专利针对煤矿短壁开采工作面设备，包括连续采煤机、转运设备、支护设备、给料破碎设备、巷道清理和辅助设备以及其他配套设备提出了选型方法。
[0004]地下金属矿机械连续开采技术中采用的破岩机械主要引用自隧道及煤矿施工设备。对金属矿山而言，掘进机属于新型设备，金属矿机械开采目前仍处于试验期，暂未形成完善的工艺，各项内容仍需深入研究。煤矿针对采煤工作面有进行专门的设备选型配套系统研究，在金属矿山机械设备选型配套目前仍属于技术空白。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种非煤矿山掘进机设备选型方法，弥补传统仅靠岩石单体强度经验推荐掘进机的缺陷，实现地下非煤矿山掘进机科学选型推荐。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供一种非煤矿山掘进机设备选型方法，包括：开展截齿截割试验：单截齿截割矿山岩样至少三次，获取每单截齿平均最大截割力与单截齿平均截割比能耗；测算掘进机截齿平均截割力：获取不同型号掘进机参数，计算各个所述掘进机的截齿平均截割力；掘进机初选：选择所述截齿平均截割力不小于所述单截齿平均最大截割力的所述掘进机；测算实际工况下掘进机纯截割效率：利用所述单截齿平均截割比能耗预测实际工况下各个所述掘进机的纯截割效率；测算采矿作业生产能力：基于实际工况下所述纯截割效率测算各个所述掘进机的采矿作业生产能力；掘进机优选：根据掘进机机械采矿生产系统技术经济指标推荐所述掘进机。
[0007]进一步地，单截齿截割矿山岩样3
‑
10次。
[0008]进一步地，所述开展截齿截割试验步骤中：所述矿山岩样大小为6
×6×
6cm
‑
15
×
15
×
15cm。
[0009]进一步地，所述开展截齿截割试验步骤中：所述单截齿为全新未使用的单截齿，每次截割过程中均记录所述单截齿的截割力与位移曲线。
[0010]进一步地，所述开展截齿截割试验步骤中：所述单截齿平均最大截割力为每次所述单截齿截割时所产生最大截割力的平均值；所述单截齿平均截割比能耗为每次所述单截齿截割时的截割外力功与掉落岩屑体积比值的平均值；通过下式计算每一次所述单截齿截割时的所述单截齿平均截割比能耗SE：其中：W为所述单截齿截割时的截割外力功；Q为所述单截齿截割时掉落的岩屑体积；Fc为截割试验中单截齿的截割力；h为截割试验中单截齿的截割位移。
[0011]进一步地，所述测算掘进机截齿平均截割力步骤中：通过下式计算所述截齿平均截割力F
j
：其中：P为掘进机截割功率；η为机械传动效率，选取0.4
‑
0.6；n为掘进机截割头转速；为所述掘进机截割头平均半径；N
t
为同时参与破岩的截齿数；k为修正系数，选取0.6
‑
0.8。
[0012]进一步地，所述测算实际工况下掘进机纯截割效率步骤中：通过下式计算所述纯截割效率ICR：其中：P为掘进机截割功率；SE
opt
为最优比能耗，等于10
‑
15倍的SE；k
p
为能量传递效率，选取0.4
‑
0.6；K0为实际工效系数，选取0.8
‑
0.9。
[0013]进一步地，所述测算采矿作业生产能力步骤中：在掘进机纯截割效率基础上，考虑每天排班数、每班作业时间、断面面积、分段采场分层数、采场长度、分层采场进路数、转层充填时间、矿石体重中至少一个参数，对所述采矿作业生产能力进行测算。
[0014]进一步地，所述掘进机优选步骤中：所述掘进机机械采矿生产系统技术经济指标由生产能力测算指标以及包含落矿工序、出矿工序、通风工序和除尘工序的直接生产成本所组成。
[0015]进一步地，所述掘进机优选步骤中：所述直接生产成本包含设备折旧费、设备大修费、设备经修费、人工费、材料费和燃料动力费。
[0016]本专利技术提供的非煤矿山掘进机设备选型方法能产生如下有益效果：本专利技术提供的非煤矿山掘进机设备选型方法中，上述非煤矿山掘进机设备选型方法中，首先可加工矿山岩样开展室内标准单截齿截割破岩试验，单截齿截割矿山岩样至少三次，获取每一次截割试验的单截齿平均最大截割力与平均截割比能耗。随后搜集不同型号掘进机参数计算各个掘进机截齿平均截割力。随后对比不同型号掘进机的截齿平均截割力与截割试验截齿平均最大截割力，以此推荐满足破岩能力要求的掘进机。而掘进机仅满足破岩能力要求还不够，一般来说掘进机截割能力越高，其设备截割效率越高，但设备价格也越高。因此随后利用单截齿平均截割比能耗预测实际工况下掘进机纯截割效率。随后基于实际工况下掘进机纯截割效率对非煤矿山掘进机采矿作业生产能力进行测算，进而测算掘进机机械采矿生产系统技术经济指标，实现对掘进机进行优选，最终推荐适用于矿山的掘进机设备型号。
[0017]相对于现有技术来说，本专利技术创新了地下非煤矿山掘进机设备选型方法，弥补传统仅靠岩石单体强度经验推荐掘进机的缺陷，实现地下非煤矿山掘进机科学选型推荐，适用于我国非煤金属矿山的掘进机设备优化选型。具体通过试验获取单截齿平均最大截割力与单截齿平均截割比能耗，根据各个型号掘进机的参数与试验数据进行比较实现掘进机的初选，随后通过试验数据测算实际工况下掘进机纯截割效率与生产能力，并经过对掘进机机械采矿生产系统技术经济指标的测算推荐优选掘进机。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术提供的一种非煤矿山掘进机设备选型方法的流程框图。
具体实施方式
[0020]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非煤矿山掘进机设备选型方法，其特征在于，包括：开展截齿截割试验：单截齿截割矿山岩样至少三次，获取单截齿平均最大截割力与单截齿平均截割比能耗；测算掘进机截齿平均截割力：获取不同型号掘进机参数，计算各个所述掘进机的截齿平均截割力；掘进机初选：选择所述截齿平均截割力不小于所述单截齿平均最大截割力的所述掘进机；测算实际工况下掘进机纯截割效率：利用所述单截齿平均截割比能耗预测实际工况下各个所述掘进机的纯截割效率；测算采矿作业生产能力：基于实际工况下所述纯截割效率测算各个所述掘进机的采矿作业生产能力；掘进机优选：根据掘进机机械采矿生产系统技术经济指标推荐所述掘进机。2.根据权利要求1所述的非煤矿山掘进机设备选型方法，其特征在于，单截齿截割矿山岩样3
‑
10次。3.根据权利要求2所述的非煤矿山掘进机设备选型方法，其特征在于，所述开展截齿截割试验步骤中：所述矿山岩样大小为6
×6×
6cm
‑
15
×
15
×
15cm。4.根据权利要求1所述的非煤矿山掘进机设备选型方法，其特征在于，所述开展截齿截割试验步骤中：所述单截齿为全新未使用的单截齿，每次截割过程中均记录所述单截齿的截割力与位移曲线。5.根据权利要求1所述的非煤矿山掘进机设备选型方法，其特征在于，所述开展截齿截割试验步骤中：所述单截齿平均最大截割力为每次所述单截齿截割时所产生最大截割力的平均值；所述单截齿平均截割比能耗为每次所述单截齿截割时的截割外力功与掉落岩屑体积比值的平均值；通过下式计算每一次所述单截齿截割时的所述单截齿平均截割比能耗SE：其中：W为所述单截齿截割时的截割外力功；Q为所述单截齿截割时掉落的岩屑体积；Fc为截割试验中单截齿的截割力；h为截割试验...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志杰，杨小聪，黄丹，郭利杰，李玉选，
申请(专利权)人：矿冶科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：