1.本发明涉及一种中厚铝土
矿层的开采方法，适用于大倾角
工作面、高品位矿料层较厚且在整个开采面中占比较多的情况。
背景技术：
2.地下铝土矿中有大量铝土岩等硬质物料需要开采，由于物料硬度高，需要的截割力大，截割头损耗也快，因此截割难度大，而且截割形成的硬岩块还容易对采矿机的行走系统造成阻碍甚至憋卡，对采矿机的牵引系统影响很大，因此采矿机的移动速度通常比煤矿采煤机要慢得多，相应地产量也要小很多，生产成本高。
技术实现要素：
3.本发明的目的是提供一种地下铝土大倾角中厚矿层双采矿机开采方法，开采效率高，经济性好。
4.本发明的主要技术方案有：
5.一种地下铝土大倾角中厚矿层双采矿机开采方法，布设工作面时将高品位矿料层留设于矿壁高度方向的中部，矿壁的高品位矿料层的上方和下方均为中等品位矿料层，以所述高品位矿料层和中等品位矿料层为目标矿料层实施一次采全高的混采作业，上方和下方的中等品位矿料层开采后分别形成
顶板和底板，顶板形成后，通过向矿壁侧拉移支架对裸露的顶板进行随机支护，同一工作面上同时设置两台采矿机，两台采矿机分别从工作面的中部和较高的端头斜切进刀，并分别向工作面的较低的端头和中部下行同时开采，且两采矿机并行。
6.两台采矿机均配套大功率摇臂、中等直径滚筒，滚筒直径的两倍应不小于矿壁的高度。
7.两台采矿机的规格和配置优选为相同。
8.所述地下铝土大倾角中厚矿层双采矿机开采方法可以包括如下步骤：
9.s1.采矿机c1停靠在工作面的中点d和高端之间，采矿机c2停靠在高端，此时两采矿机的停靠位置是初始位置；
10.s2.推移装置将输送机向矿壁推移一个截深的
距离，推移长度是自低端起到与采矿机c1相距一个斜切距离处，采矿机c2停止等待；
11.s3.采矿机c1向低端行走一个停机距离加一个斜切距离，此时采矿机c1在一个循环中首次斜切进入矿壁；然后推移装置继续推移输送机；采矿机c2继续停止等待；
12.s4.采矿机c1向低端行走的同时割矿装矿，并将顶板和底板割平，支架紧随采矿机c1的行走方向的后方对顶板进行随机支护；采矿机c2停止等待；推移装置继续推移输送机，推移的终点与采矿机c2相距一个斜切距离；
13.s5.采矿机c1继续下行同时割矿装矿，并将顶板和底板割平，支架紧随采矿机c1的行走方向的后方对顶板进行随机支护；采矿机c2下行一个停机距离加一个斜切距离后停
止，此时采矿机c2斜切进入矿壁；
14.s6.采矿机c1继续下行同时割矿装矿，并将顶板和底板割平，支架紧随采矿机c1的行走方向的后方对顶板进行随机支护；采矿机c2下行同时割矿装矿，并将顶板和底板割平，直至割透矿壁，支架紧随采矿机c2的行走方向的后方对顶板进行随机支护；推移装置继续推移输送机直至b端；
15.s7.采矿机c1继续下行到达低端后停止；采矿机c2空刀上行；
16.s8.采矿机c1上行割除低端的底部台阶；采矿机c2继续上行，并在离高端一个停机距离加一个斜切距离范围内割矿；
17.s9.采矿机c1空刀上行；推移装置将采矿机c1行走方向的后方自低端起的一段输送机向矿壁推移一个截深的距离，推移的终点与采矿机c1之间保持一个斜切距离；采矿机c2下行割除高端的底部台阶；
18.s10.采矿机c1继续空刀上行直至初始位置时停止，推移装置继续推移输送机，推移的终点与采矿机c1之间保持一个斜切距离；采矿机c2上行返回高端即初始位置停止；返回步骤s3继续下一循环。
19.步骤s3中，采矿机c1在一个循环中首次斜切进入矿壁后的位置优选靠近工作面中点d。
20.工作面的长度的上限值优选为不小于100m。
21.本发明的有益效果是：
22.采用两台采矿机在同一工作面进行联合开采，在支架与输送机不变的条件下大大提高了单面的产能，经济效益大大提高。
23.由于产能增加，工作面设备的利用率提高，工作面有条件大幅加长，例如由原来的100m加长到100m-1000m甚至更长，相当于不止一个原有工作面的长度，使得工作面之间巷道的数量明显减少，因此大大节省了巷道掘进量所带来的工程成本。
24.利用本发明的方法通过一次采全高的方式，对中等品位等级和高品位等级的矿料进行混采，对低品位等级的矿料不做开采，可获得最高的开采效率和最好的经济性。
25.由于中、高品位矿料层的总厚度足够大，可以满足采矿机的通行需要，因此无需截割位于顶、底部的低品位矿料层以及岩石层，不仅可以通过一次采全高的方式提高开采效率，降低开采成本，还避免了因截割硬度较高的岩石等废料造成的采矿机损耗，提高采矿机的工作可靠性。
26.两采矿机分别从工作面的中部和一个端头两处同时进刀，相比在相互毗邻的两处同时进刀，可有效避免因设备紧邻作业存在的相互影响的安全风险。
27.由于是沿倾角下行时进行主要的开采作业，可以利用重力作用，减少牵引力消耗，降低设备损耗。
附图说明
28.图1为本发明的矿料开采过程示意图；
29.图2为两采矿机并行开采时的工作面装备侧向示意图；
30.图3为矿壁截割状态示意图(截割开始前两采矿机均处于初始位置)；
31.图4为矿壁截割状态示意图(采矿机c1下行开采结束、采矿机c2处于下行开采过程
中)；
32.图5为矿壁截割状态示意图(采矿机c1空刀上行、采矿机c2上行并在离高端一个停机距离加一个斜切距离范围内割矿)；
33.图6为矿壁截割状态示意图(采矿机c1、c2开采完成后上行回到各自的初始位置)。
34.附图说明：
35.c1.采矿机；c2.采矿机；s.输送机；k.中、高品位矿料；f.废料；lt.停机距离；lx.斜切距离；t.推移装置；z.支架；d.工作面中点；
36.牵引至该位置；自该位置开始牵引；‖：停止牵引；牵引(箭头方向指示牵引方向)；采矿机在局部区域内来回割矿，平整顶底板与装载。
具体实施方式
37.本发明公开了一种地下铝土大倾角中厚矿层双采矿机开采方法，是一种机械化开采方法，适用于高品位矿料层厚度较厚的工作面。如图1、2所示，需要用到的主要工作面装备包括采矿机、输送机s、支架z和推移装置t。首先，布设工作面时应将高品位矿料层留设于矿壁高度方向的中部，矿壁的高品位矿料层的上方和下方均为中等品位矿料层。以所述高品位矿料层和中等品位矿料层为目标矿料层实施一次采全高的混采作业。上方和下方的中等品位矿料层开采后分别形成顶板和底板。顶板形成后，通过向矿壁侧拉移支架对裸露的顶板进行随机支护。由于中、高品位矿料层的总厚度足够大，可以满足采矿机通行需要，因此位于上方中等品位矿料层以上、下方中等品位矿料层以下的低品位矿料层以及岩石层不做开采，不仅可以通过一次采全高的方式提高开采效率，降低开采成本，还可避免因截割硬度较高的岩石等废料造成的采矿机损耗，提高采矿机的工作可靠性。中、高品位矿料k是可用矿料，低品位矿料和岩石均属于废料f。同一工作面上同时设置两台采矿机c1和c2，两台采矿机分别从工作面的中部和较高的端头斜切进刀，并分别向工作面的较低的端头和中部下行同时开采，且两采矿机并行。
38.本发明结合采矿机牵引速度相对支架拉移和输送机推移的速度要低得多的特点，提出了一面双台采矿机联合作业的高效开采方式，通过增加一台采矿机及相应配套件的小成本投入，即可实现接近原来两倍或更高的产能，明显提高了经济效益。
39.通过经济性核算，在中等品位矿料随同高品位矿料混采不影响最终矿料品位的前提下，通过一次采全高的方式开采，经济性最好，效率最高。
40.两台采矿机均配套大功率摇臂、中等直径滚筒，滚筒直径的两倍应不小于矿壁的高度。
41.两台采矿机的规格和配置均相同，以方便管理。
42.所述地下铝土大倾角中厚矿层双采矿机开采方法可以包括如下步骤：
43.s1.整个工作面为大倾角工作面，工作面的两端分别记作低端和高端(本实施例中可分别对应图示工作面的左端和右端)。采矿机c1停靠在工作面的中点d和高端之间，采矿机c2停靠在高端，此时两采矿机的停靠位置是初始位置。此时矿壁上中、高品位矿料层的分布如图3所示。采矿机停止状态下本身占据一段距离lt，称此距离为停机距离。
44.s2.推移装置将输送机向矿壁推移一个截深的距离，推移长度是自低端起到与采矿机c1相距一个斜切距离(是指采矿机斜切进刀时沿矿壁行走的距离，记作lx)处。推移后
输送机在一个循环中首次形成一个s形弯曲，该s形弯曲为采矿机c1在一个循环中首次斜切进入矿壁作轨道上的准备。采矿机c2停止等待。
45.s3.采矿机c1向低端行走一个停机距离加一个斜切距离，此时采矿机c1在一个循环中首次斜切进入矿壁，开始第一刀。然后推移装置继续推移输送机(所谓继续推移输送机是指以此前推移的终点作为本次推移的起点，且保持与此前相同的从工作面一端向另一端的单向推移顺序将输送机向矿壁推移一个截深的距离)。采矿机c2继续停止等待。
46.s4.采矿机c1向低端行走(即下行)的同时割矿装矿，并将顶板和底板割平，支架紧随采矿机c1的行走方向的后方对顶板进行随机支护，该步骤中采矿机c1开始一个循环中的第一刀开采；采矿机c2停止等待；推移装置继续推移输送机，推移的终点与采矿机c2相距一个斜切距离。
47.s5.采矿机c1继续下行同时割矿装矿，并将顶板和底板割平，支架紧随采矿机c1的行走方向的后方对顶板进行随机支护；采矿机c2下行一个停机距离加一个斜切距离后停止，此时采矿机c2斜切进入矿壁。
48.s6.采矿机c1继续下行同时割矿装矿，并将顶板和底板割平，支架紧随采矿机c1的行走方向的后方对顶板进行随机支护；采矿机c2下行同时割矿装矿，并将顶板和底板割平，直至割透矿壁，支架紧随采矿机c2的行走方向的后方对顶板进行随机支护；推移装置继续推移输送机直至b端，即将后续输送机推直，消除所述s形弯曲。矿壁状态如图4所示。
49.由于割矿作业主要是在采矿机沿倾角下行时进行的，可以充分利用重力作用，减少牵引力的消耗，从而降低采矿机的牵引系统损耗。
50.s7.采矿机c1继续下行到达低端后停止；采矿机c2空刀上行。
51.s8.采矿机c1上行割除低端的底部台阶，至此采矿机c1的开采完成；采矿机c2继续上行，并在离高端一个停机距离加一个斜切距离范围内割矿。矿壁状态如图5所示。
52.s9.采矿机c1空刀上行；推移装置将采矿机c1行走方向的后方自低端起的一段输送机向矿壁推移一个截深的距离，推移的终点与采矿机c1之间保持一个斜切距离；采矿机c2下行割除高端的底部台阶。
53.s10.采矿机c1继续空刀上行直至初始位置时停止，推移装置继续推移输送机，推移的终点与采矿机c1之间保持一个斜切距离；采矿机c2上行返回高端即初始位置停止。此时矿壁开采情况如图6所示。返回步骤s3继续下一循环。
54.步骤s3中，采矿机c1在一个循环中首次斜切进入矿壁后的位置优选靠近工作面中点d，以使两采矿机的开采长度尽可能接近，保证两台采矿机同步开采，尽量减少因不同步导致的任何一台采矿机的额外等待时间。
55.所述工作面的矿壁的长度的上限值优选为不小于100m，例如100-1000m，甚至更长，相比原来的100m可以大大减少矿壁间巷道的数量，因此大大节省巷道掘进量所对应的工程成本。
技术特征：
1.一种地下铝土大倾角中厚矿层双采矿机开采方法，其特征在于：布设工作面时将高品位矿料层留设于矿壁高度方向的中部，矿壁的高品位矿料层的上方和下方均为中等品位矿料层，以所述高品位矿料层和中等品位矿料层为目标矿料层实施一次采全高的混采作业，上方和下方的中等品位矿料层开采后分别形成顶板和底板，顶板形成后，通过向矿壁侧拉移支架对裸露的顶板进行随机支护，同一工作面上同时设置两台采矿机，两台采矿机分别从工作面的中部和较高的端头斜切进刀，并分别向工作面的较低的端头和中部下行同时开采，且两采矿机并行。2.如权利要求1所述的地下铝土大倾角中厚矿层双采矿机开采方法，其特征在于：两台采矿机均配套大功率摇臂、中等直径滚筒，滚筒直径的两倍应不小于矿壁的高度。3.如权利要求2所述的地下铝土大倾角中厚矿层双采矿机开采方法，其特征在于：两台采矿机的规格和配置均相同。4.如权利要求1、2或3所述的地下铝土大倾角中厚矿层双采矿机开采方法，其特征在于：包括如下步骤：s1.采矿机c1停靠在工作面的中点d和高端之间，采矿机c2停靠在高端，此时两采矿机的停靠位置是初始位置；s2.推移装置将输送机向矿壁推移一个截深的距离，推移长度是自低端起到与采矿机c1相距一个斜切距离处，采矿机c2停止等待；s3.采矿机c1向低端行走一个停机距离加一个斜切距离，此时采矿机c1在一个循环中首次斜切进入矿壁；然后推移装置继续推移输送机；采矿机c2继续停止等待；s4.采矿机c1向低端行走的同时割矿装矿，并将顶板和底板割平，支架紧随采矿机c1的行走方向的后方对顶板进行随机支护；采矿机c2停止等待；推移装置继续推移输送机，推移的终点与采矿机c2相距一个斜切距离；s5.采矿机c1继续下行同时割矿装矿，并将顶板和底板割平，支架紧随采矿机c1的行走方向的后方对顶板进行随机支护；采矿机c2下行一个停机距离加一个斜切距离后停止，此时采矿机c2斜切进入矿壁；s6.采矿机c1继续下行同时割矿装矿，并将顶板和底板割平，支架紧随采矿机c1的行走方向的后方对顶板进行随机支护；采矿机c2下行同时割矿装矿，并将顶板和底板割平，直至割透矿壁，支架紧随采矿机c2的行走方向的后方对顶板进行随机支护；推移装置继续推移输送机直至b端；s7.采矿机c1继续下行到达低端后停止；采矿机c2空刀上行；s8.采矿机c1上行割除低端的底部台阶；采矿机c2继续上行，并在离高端一个停机距离加一个斜切距离范围内割矿；s9.采矿机c1空刀上行；推移装置将采矿机c1行走方向的后方自低端起的一段输送机向矿壁推移一个截深的距离，推移的终点与采矿机c1之间保持一个斜切距离；采矿机c2下行割除高端的底部台阶；s10.采矿机c1继续空刀上行直至初始位置时停止，推移装置继续推移输送机，推移的终点与采矿机c1之间保持一个斜切距离；采矿机c2上行返回高端即初始位置停止；返回步骤s3继续下一循环。5.如权利要求4所述的地下铝土大倾角中厚矿层双采矿机开采方法，其特征在于：步骤
s3中，采矿机c1在一个循环中首次斜切进入矿壁后的位置靠近工作面中点d。6.如权利要求1、2、3、4或5所述的地下铝土大倾角中厚矿层双采矿机开采方法，其特征在于：工作面的长度的上限值不小于100m。
技术总结
本发明涉及一种地下铝土大倾角中厚矿层双采矿机开采方法，具体为：布设工作面时将高品位矿料层留设于矿壁高度方向的中部，矿壁的高品位矿料层的上方和下方均为中等品位矿料层，以所述高品位矿料层和中等品位矿料层为目标矿料层实施一次采全高的混采作业，上方和下方的中等品位矿料层开采后分别形成顶板和底板，顶板形成后，通过向矿壁侧拉移支架对裸露的顶板进行随机支护，同一工作面上同时设置两台采矿机，两台采矿机分别从工作面的中部和较高的端头斜切进刀，并分别向工作面的较低的端头和中部下行同时开采，且两采矿机并行。本发明能明显提高开采效率，降低开采成本。降低开采成本。降低开采成本。
技术研发人员：
章立强 周常飞 李庆亮 宋晓华 胡璟 王振乾 胡滔 董超 顾恩洋 杨贵城 郭岱
受保护的技术使用者：
中煤科工集团上海有限公司 中国煤炭科工集团有限公司
技术研发日：
2022.09.26
技术公布日：
2022/12/16
