当国内讨论金属矿地下连续开采工艺和装备的同时，北京浩沃特矿业技术有限公司(HOT)已于2019年3月在墨西哥一铜矿成功运行了第一套连续采矿工作面系统。

HOT是全世界第二家公司将采煤技术的长壁工作面系统进行优化设计后应用到了硬岩地下开采实践，当然，这一创举是中国第一！（卡特彼勒是全世界第一家将长壁系统应用到地下硬岩开采的公司，时间：2016年）。

金属/非金属矿长壁连续开采系统是一套机械化长壁开采系统，应用于硬度较软的层状金属/非金属矿床的开采，如一些铜矿，磷矿，铝土矿等。该系统借鉴煤炭长壁开采法的成熟技术又不为煤矿技术所限，针对金属/非金属矿山的特点，做出了一系列的改进和优化，提升了系统的稳定性和效率以及采矿方法的选择性。相较于多数层状矿床金属/非金属矿山采用的传统钻爆作业方式，该系统有着诸多优势：

1. 该系统可以沿着矿层连续开采，连续运输，极大的提高工作面产量。

2. 长壁连续采矿法采用自然垮落法管理顶板，无需留设用于支护的矿柱，提升了回采率；也无需像充填采矿法那样回填支护，降低了成本。

3. 工作面落矿由采矿机完成，采矿机由电力驱动。相较于爆破落矿成本更低，并且没有由于爆破所产生的废气排放，降低了健康和安全风险。

该连续开采系统由三部分组成：工作面开采系统、工作面矿石输送系统、工作面支护系统。可以同步进行矿体的截割、装载、运输和支护。

工作面开采系统

工作面开采系统为整个系统的核心。由牵引部、主机体、截割部、液压系统、润滑冷却系统等组成。根据矿体赋存条件、矿石性质、工作面宽度等灵活选择单/双滚筒，滚筒尺寸，摇臂尺寸等。截齿选用高强度合金头截齿，设计使截齿以最佳角度截割矿石，并优化了截齿的速度、动量和冲击力，同时尽量减少磨损和发热，降低截割工具的能源消耗和更换成本。

此外，该系统还包含多个模块，用于控制、监视和保护开采系统。

整个采矿机也是采用远程控制操作，视距无线遥控操作，更有利于操作人员根据现场的情况加快或减慢采矿的速度，从而避免矿层的条件不一带来的闷车现象，以及就地操作带来的人员安全性问题。

采矿机截齿

为墨西哥一铜矿项目定制的采矿系统设计图方案一（单滚筒）

为墨西哥一铜矿项目定制的采矿系统设计图方案二（双滚筒可选）

工作面矿石输送系统

工作面矿石输送系统为一部刮板输送机，同时为采矿设备提供运行轨道。开采设备落矿后将矿石自动装入刮板输送机，并由转运机转运至矿井的矿石运输系统中。

该系统的平稳运行是矿山连续开采的重要保障。为此，考虑到金属/非金属矿山的特性，对刮板输送机和转载机进行了一些特殊设计。例如在某些案例下对刮板机链条的合理布置来避免由于黏土遇水后对刮板机的负面作用；使用合理的链条尺寸和材料来降低输送时链条的磨损度；安装清扫装置来减少物料粘连和返货等问题。

工作面支护系统

工作面支护系统为工作面作业空间提供正式支护，并随着开采工作面的前移而相应的前移，为人员和设备提供安全的作业空间。根据矿山条件和矿体围岩性质，可以灵活选择液压支架/组合支架等。相较与传统的矿房法留设矿柱，或者充填法回填充填材料，此方法可以在保证安全生产的前提下提高回采率，降低支护成本。

墨西哥铜矿项目中正在使用的开采系统

相较于煤矿长壁采矿法的不同

该采矿系统与目前在煤炭领域已经成熟的长壁采煤法的采矿思路和原理相同，都是力求在层状矿脉中进行落矿，装载，运输，支护的连续进行，提高回采率，并以煤矿的采矿效率来开采金属/非金属矿物。

由于煤矿与金属/非金属成矿条件、矿床类型的不同，实现金属/非金属矿体工作面连续开采并不是一件容易的事情。我公司在墨西哥一铜矿项目中，就做出了针对性配套设计。例如，为应对该矿底板砾岩中鹅卵石大小不一，凹凸不平的问题，采矿机设计三套机械过载保护装置。当采矿机突然切割到大面积鹅卵石过载时，用于机械保护的剪切销装置剪断，使得机器空转，不至于出现系统损坏的情况，从而保证了设备的运行稳定和安全；针对矿石粘性强的特性，在设计中优化了采矿机挡矿板与螺旋滚筒齿间距离和挡矿板尺寸，并且在两端预留安装口，让其两端的间隙变为可调。正是这一系列针对性的设计，保证了该连续开采系统在墨西哥铜矿的正常运行。此外由于矿层的粘性及含水性容易导致刮板机底板的粘接，在设计之时考虑底板开天窗以及部分底板采用开式底板设计方式，更加符合该铜矿现场的使用需求，相关使用效果都非常不错。

金属/非金属矿连续开采系统属于一项使用已知领域成熟技术在未知领域上的创新应用。在兼顾了技术创新的同时，保证了该系统的可靠稳定。为特定条件下金属/非金属采矿提供了另一种高效可靠的新出路。

 作者简介：焦克

焦克毕业于澳大利亚科廷大学，拥有采矿工程硕士学位，资源勘查工程学士学位。现为HOT采矿工程师，巴基斯坦首席代表。筹备了HOT巴基斯坦合资公司，为李家山重晶石矿项目矿建阶段提供技术支持，并参与了多个国内与海外（孟加拉国，墨西哥，赞比亚，伊朗等）项目的咨询与技术支持工作。目前除负责巴基斯坦市场外，还作为采矿技术团队成员参与各个项目的技术支持。

HOT的井工采矿经验丰富，在应对薄煤层（薄矿体）、急倾斜工作面等复杂开采条件时，我们能提供采矿设计，定制化的机械开采方案；采矿设备也是定制化的，并能有效的降低矿石贫化率。

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