（一）技术定位与行业价值

铲运机出矿底部结构是地下矿山高效出矿系统的关键组成部分，其设计合理性直接影响采矿方法的生产能力、作业效率及安全指标。该结构通过集成出矿巷道、装矿进路与矿体崩落空间，实现铲运机对崩落矿石的直接铲装与运输，尤其适用于中厚矿体及复杂赋存条件的规模化开采。相较于传统电耙漏斗底部结构，其凭借机械化作业优势，成为现代无轨采矿技术的核心载体，推动矿山向安全、高效、低成本方向发展。在全球矿业追求可持续发展与智能化转型的浪潮下，铲运机出矿底部结构的优化升级，不仅提升了资源开采效率，还为绿色矿山建设奠定了坚实基础。例如，在某大型铜矿，采用先进的铲运机出矿底部结构后，年产量提升了 30%，生产成本降低了 15% ，同时减少了对周边环境的扰动。

（二）核心技术特征与适用场景

铲运机出矿底部结构的核心在于 “设备 - 巷道 - 矿体” 的协同设计：巷道尺寸需匹配铲运机规格（如 Scooptram ST3.5 型铲运机整机宽度 2.25m，需预留安全作业空间），运距优化至 150 - 200 米（最佳效率区间），并通过合理布置装矿进路（间距 8 - 12 米）实现多工作面平行作业。该结构适用于分段空场法、阶段崩落法等采矿工艺，尤其在花岗岩与大理岩接触带等复杂地质条件下，通过强化支护（如钢筋混凝土整体支护）保障作业安全。在某金矿开采中，面对破碎的矿体和较大的地压，采用了高强度的支护措施，成功应用铲运机出矿底部结构，实现了安全高效开采，矿石损失率降低至 8% 以内，贫化率控制在 10% 左右 ，显著提升了资源回收率和经济效益。

二、铲运机出矿底部结构核心构成解析

（一）基础结构单元设计

1. 出矿巷道系统

出矿巷道是铲运机出矿底部结构的关键组成部分，作为铲运机的主要通行通道，它的设计直接影响着铲运机的运行效率和安全性。从实际的矿山开采案例来看，在某大型铅锌矿中，出矿巷道承担着将采场崩落矿石运往主运输系统的重任，其合理设计成为提高矿山产能的关键因素。

在满足设备爬坡能力方面，一般来说，铲运机的最大爬坡角度在 20° - 25° ，这就要求出矿巷道的坡度设计不能超过这个范围。例如，在一些地形复杂的矿山，巷道需要根据山体的起伏进行精心设计，通过合理的坡度设置，确保铲运机能够稳定地将矿石运出。同时，通风要求也是出矿巷道设计中不可忽视的一点。由于铲运机在运行过程中会产生废气，如果通风不畅，会导致作业环境恶化，影响工人的身体健康和设备的正常运行。因此，出矿巷道需要有足够的通风断面，以保证新鲜空气的进入和废气的排出。

巷道断面尺寸的确定与铲运机型号密切相关。以斗容 6m³ 的柴油铲运机为例，为了保证其安全、高效运行，巷道需净高 3.5m、净宽 4.0m。这样的尺寸设计不仅考虑了铲运机的外形尺寸，还预留了一定的安全空间，防止铲运机在运行过程中与巷道壁发生碰撞。在支护结构方面，三心拱或直墙半圆拱支护结构被广泛应用。这种支护结构能够有效地承受巷道周围岩体的压力，保证巷道的稳定性。在某铜矿的开采中，通过采用直墙半圆拱支护结构，成功应对了复杂的地质条件，确保了出矿巷道在长期使用过程中的安全稳定。

巷道坡度的设计是一个需要综合考虑多方面因素的过程。一方面，坡度不能过大，否则会增加铲运机的能耗和运行难度，甚至可能导致铲运机打滑失控；另一方面，坡度也不能过小，否则会影响运输效率。通常情况下，巷道坡度控制在 8% - 15% 范围内较为合适。在局部复杂区段，如巷道的转弯处或与装矿进路的连接处，为了防止铲运机打滑，会增设防滑纹路面。通过在路面上刻制一定深度和间距的防滑纹，增加轮胎与路面之间的摩擦力，确保铲运机在这些特殊地段的安全运行。

2. 装矿进路布置

装矿进路作为连接出矿巷道与崩落矿体的关键通道，在整个铲运机出矿底部结构中起着至关重要的作用。在某大型金矿的开采过程中，装矿进路的合理布置使得铲运机能够快速、高效地铲装矿石，大大提高了矿山的生产效率。

装矿进路的间距与角度是影响矿石铲装效率的重要因素。在工程实践中，进路间距多为 8 - 12 米。这个间距的确定是经过大量的理论研究和实际经验总结得出的。如果间距过小，会增加巷道的掘进成本和维护难度，同时也会影响底部结构的稳定性；如果间距过大，会导致铲运机在铲装过程中需要频繁移动，增加了铲装时间和能耗，同时也会造成矿石的残留，降低资源回收率。装矿进路与出矿巷道夹角以 45° - 60° 为宜。这样的夹角能够使铲运机在进入装矿进路时，实现直角转向作业，减少了转弯半径，提高了作业效率。在某铁矿的开采中，通过优化装矿进路的间距和角度，使得铲运机的铲装效率提高了 20% 以上。

进路长度的设计需要根据矿体厚度进行调整。一般来说，进路长度为 10 - 15 米。当矿体厚度较大时，进路长度可以适当增加，以确保铲运机能够充分铲装矿石；当矿体厚度较小时，进路长度则可以相应缩短，避免不必要的工程浪费。在进路的末端，会设置 V 形或平底式堑沟。V 形堑沟通过爆破形成集矿空间，利用矿石的自然安息角，使矿石自然堆积至装矿进路前沿，减少了铲运机的铲装死角。平底式堑沟则适用于矿岩稳固性高的场景，需要铲运机主动进行铲装。在某银矿的开采中，根据矿体的实际情况，分别采用了 V 形堑沟和平底式堑沟，取得了良好的出矿效果。

3. 堑沟与底部集矿结构

堑沟与底部集矿结构是铲运机出矿底部结构的重要组成部分，它们的设计直接影响着矿石的铲装和运输效率。在某大型钼矿的开采中，通过优化堑沟与底部集矿结构，有效地提高了矿山的生产能力。

V 形堑沟结构是一种常见的集矿结构，它通过上向扇形中深孔爆破形成。沟底宽度一般为 3 - 4 米，这个宽度既能保证矿石的顺利堆积，又能避免因宽度过大而导致的矿石散落。坡度设置为 10° - 15° ，这样的坡度能够使矿石在重力作用下自然下滑，堆积至装矿进路前沿。在某锡矿的开采中，V 形堑沟结构的应用使得矿石的铲装效率提高了 30% 以上。平底式结构则适用于矿岩稳固性高的场景，它依赖铲运机主动铲装。在这种结构中，铲运机需要更加频繁地进行作业，因此对铲运机的性能和操作人员的技术要求也更高。

无论是 V 形堑沟结构还是平底式结构，都需要预留二次破碎空间。二次破碎空间的高度一般为 3 - 4 米，宽度为 4 - 5 米。在这个空间内，配置液压破碎锤或爆破器材，用于处理大块矿石堵塞问题。在矿山开采过程中，由于爆破等原因，常常会产生一些大块矿石，这些大块矿石如果不及时处理，会堵塞装矿进路和出矿巷道，影响生产效率。通过预留二次破碎空间，能够及时对大块矿石进行破碎，保证出矿作业的顺利进行。在某镍矿的开采中，通过合理利用二次破碎空间，成功解决了大块矿石