(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211043861.9 (22)申请日 2022.08.30 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115130930 A (43)申请公布日 2022.09.30 (73)专利权人 矿冶科技 集团有限公司 地址 100160 北京市丰台区南四环西路18 8 号总部基地十八区23号楼 (72)发明人 郑志杰　杨小聪　黄丹　郭利杰　 李玉选　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 专利代理师 张萌 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06F 17/10(2006.01)G06Q 30/02(2012.01) G01M 99/00(2011.01) G01L 5/00(2006.01) G01M 13/00(2019.01) E21C 41/16(2006.01) E21C 35/18(2006.01) (56)对比文件 CN 106372810 A,2017.02.01 CN 114418164 A,202 2.04.29 US 2021209 263 A1,2021.07.08 李玉选 等. 《金属矿山悬臂式掘进机采掘配 套设备选型研究》 . 《矿业研究与开发》 .202 2,第 42卷(第6期),第16 6-171页. 王想 等. 《岩石可截割性及其分级研究》 . 《煤炭工程》 .201 1,第77-79、 82页. 审查员 吴黄飞 (54)发明名称 一种非煤矿山掘进机设备选型方法 (57)摘要 本发明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。 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 CN 115130930 B 2022.11.25 CN 115130930 B 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 满足所述掘进机初选的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满足所述掘进机初选的 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满足所述掘进机初选的 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为截割试验中单截齿的截割位移。 6.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Fj： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115130930 B 2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； Nt为同时参与破岩的截齿数； k 为修正系数， 选取0.6 ‑0.8。 7.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； SEopt为最优比能耗， 等于10 ‑15倍的SE； kp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。 8.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。 9.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。 10.根据权利要求9所述的非煤矿山掘进机设备选型方法， 其特征在于， 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。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115130930 B 3