矿山工程施工中矿用机械开挖工艺及技术应用

孙廷京

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摘要：矿山工程是我国重要的基础产业，矿山资源的开采对于国家经济发展具有重要意义。然而，传统的矿山开挖工艺存在一定的局限性，如效率低、能耗高、环境污染等问题。随着科技的发展，矿用机械开挖技术逐渐应用于矿山工程施工中，为解决传统开挖工艺的难题提供了新的思路。

关键词：矿山工程；机械开挖；技术应用；矿用机械；工艺

1矿山工程施工中的机械开挖工艺

1.1矿山工程概述与施工特点

矿山工程作为资源开发领域的重要组成部分，其施工特点和工艺流程对矿山开采效率和安全生产起着至关重要的作用。矿山工程施工中的机械开挖工艺具有复杂性、多变性和高风险特点，务必对其进行深入分析和研究。矿山工程开挖工艺涉及到矿区地质条件、矿体形态、开采深度、方向和角度等多种因素，其施工工艺规划需要科学、合理和灵活。

（1）矿山工程的概述

矿山工程是指对矿区进行勘察、设计、建设和开采等综合性工程活动，其目的是为了有效开采矿石和提取有用的矿产资源。矿山工程所涉及的矿区地质条件、地质构造、矿体形态等都对开挖工艺提出了严峻挑战。另外，矿山工程施工所需的设备、技术和人力资源相当庞大，工程的投入成本也相对较高。因此，如何选择合适的开挖工艺和施工方案成为影响矿山工程整体效益的重要因素。

（2）矿山工程施工特点

矿山工程施工特点主要表现在以下几个方面：首先，矿山工程的开挖地点多为偏远山区或地下空间，施工环境复杂，气候恶劣，交通条件差。其次，矿山地质条件复杂多变，地表和岩层结构复杂多样，对机械设备和开挖工艺提出了高要求。再者，矿山工程通常具有长期性和大规模性，施工周期较长，工程量大，持续投入成本高。最后，矿山工程施工过程中存在较大的安全隐患，如地质灾害、爆炸、崩塌等，要求施工过程中的安全管理工作必须得到高度重视。以上特点使得矿山工程施工面临诸多挑战，机械开挖工艺的选择和应用显得尤为重要。

1.2矿用机械开挖工艺及技术应用案例分析

矿用机械开挖工艺及技术应用案例分析是对已完成的实际工程案例进行深入研究和总结，在实践中得出具有指导意义的经验和教训。本小节将针对矿山工程施工中的机械开挖工艺及技术应用案例进行详细剖析，以期为读者提供可借鉴的经验和启示。

（1）煤矿采煤机开采工艺

煤矿采煤机作为煤矿开采的关键设备，其工艺应用案例分析在矿山工程施工中具有重要意义。通过对煤矿采煤机开采工艺的案例分析，可以总结出矿用机械开挖在地下煤矿开采中的优势和应用前景。

（2）露天矿装载机作业工艺

露天矿装载机的作业工艺在露天矿山工程开挖中起着至关重要的作用。通过对露天矿装载机作业工艺的案例分析，可以了解到机械开挖在露天矿山工程中的实际应用效果和工艺特点。

（3）金属矿山地下开采技术应用

金属矿山的地下开采技术应用是对机械开挖工艺在金属矿山地下开采中的具体案例进行深入研究，从中可以总结出机械开挖在金属矿山开采中的技术难点和应用策略。

2矿用机械开挖技术的关键设备

2.1钻爆机及其在矿山中的应用

钻爆机是矿用机械开挖技术中的重要设备，它在矿山工程中起着至关重要的作用。钻爆机通过钻孔和爆破技术，将岩石进行破碎和破裂，从而实现矿石的开采和挖掘。钻爆机具有结构简单、作业效率高、适用范围广等特点，因此在矿山开采工程中得到了广泛的应用。钻爆机的操作简便，可以适应不同的地质条件和矿石性质，从而满足矿山开采工程的多样化需求。

在矿山工程中，钻爆机的应用领域包括岩石爆破、巷道开挖、矿体破碎等多个方面。钻爆机通过合理的钻孔设计和爆破参数控制，可以实现对不同硬度和脆性的矿石进行高效、安全的开采。钻爆机在进行矿山工程施工时，还能实现对矿石的定向排放及精准控制，从而最大限度地提高矿石的开采利用率，为矿山开采的高效进行提供了重要的技术支持。

除了在矿山开采工程中，钻爆机还在地铁隧道、水利水电等工程中得到广泛应用。钻爆机的多功能性使其成为矿山工程施工中不可或缺的关键设备。在今后的研究和应用中，我们需要更加深入地研究钻爆机技术，不断提高其操作效率和能源利用效率，从而更好地应用于矿山工程和地下工程领域。

2.2矿山掘进机械及其设计原理

矿山掘进机械是矿用机械开挖技术中的另一重要设备，其主要任务是进行岩石的掘进和开挖。矿山掘进机械通过不断前进和掘进，实现对矿石和矿体的有效开采，具有高效、精准的特点。矿山掘进机械的设计原理主要包括掘进系统、护罩系统、传动系统和液压系统等几个方面。

掘进系统是矿山掘进机械的核心组成部分，它通过钻头和刀具等装置，对岩石进行破碎和切割。掘进系统的设计原理包括钻头形状、刀具材料和转速控制等多个方面，通过合理的设计可以实现对不同类型矿石的高效开采。护罩系统在矿山掘进机械中起着保护和支撑的作用，能够有效防止岩石碎屑的飞溅和机械设备的损坏，从而保障施工安全和设备使用寿命。传动系统和液压系统则为掘进机械提供动力和控制支持，能够实现机械设备的自动控制和运行。

2.3矿用提升设备的类型与工作原理

矿用提升设备是矿山工程中不可或缺的重要设备，它通过提升和运输矿石、物料和设备，实现矿山施工中的物流运输和生产作业。矿用提升设备的类型主要包括提升机、蹲式提升机、斗式提升机等几种常见形式。不同类型的提升设备具有各自独特的工作原理和适用范围，能够满足矿山工程中不同物料的提升和输送需求。

提升机是常见的矿用提升设备之一，其工作原理是通过升降装置将物料进行垂直提升或下降，从而实现矿石和物料的输送。蹲式提升机和斗式提升机则是通过斗式输送装置，将物料进行连续提升和搬运，具有连续输送和大承载能力的特点。这些提升设备不仅能够满足矿山施工中的矿石和物料提升需求，还能够实现对设备和人员的安全运输，为矿山施工提供了重要的技术支持。

3矿用机械开挖工艺的安全与环保管理

3.1矿山开挖过程中的安全隐患及防范措施

矿山开挖是矿山工程中的重要环节，然而在这一过程中存在着诸多安全隐患。首先，矿山开挖过程中可能会引发岩体坍塌、地质灾害和突水等意外事故，严重威胁施工人员的人身安全以及设备设施的完整性。其次，机械设备操作不当、矿工操作失误等因素也是导致事故发生的重要原因。针对这些安全隐患，我们可以采取一系列的预防措施，包括但不限于加强岩体稳定性评价，严格执行安全操作规程，定期进行安全培训和演练，增强施工人员的安全意识，并建立健全的安全管理制度等。这些预防措施的实施不仅可以最大限度地保障矿山开挖过程中的安全，也能有效提高施工效率。

3.2矿山施工环保要求及应对措施

在矿山工程施工过程中，环保要求是不可忽视的重要方面。矿山开挖会产生大量的废渣、尾矿和粉尘等污染物，对周边环境造成潜在的污染威胁。因此，矿山施工环保要求必须得到严格遵守和执行。为了应对这一挑战，我们可以采取一系列的环保措施，包括但不限于建立污染物排放监测系统，严格控制矿山施工过程中的污染物排放，加强废渣处理和资源化利用，推动绿色矿山施工理念的实践，保护周边生态环境和水资源的可持续发展。这些环保措施的实施不仅有利于减轻矿山施工对环境的不利影响，也有助于提升矿山工程的社会形象和可持续发展能力。

结束语

总之，矿用机械开挖技术在矿山工程施工中具有广泛的应用前景。通过深入研究矿用机械开挖的原理、特点、应用范围及注意事项，可以为矿山工程施工提供有力的支持。在实际应用中，应根据工程具体情况，合理选用矿用机械开挖技术，注重安全生产和环境保护，不断提高矿山工程的建设水平。

参考文献

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[2]矿山工程施工中矿用机械开挖工艺及技术应用研究[J].张海军.世界有色金属,2022(16)

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