銅綠山礦ZY41D 型中深孔采礦臺車定制化改造

張國盛

（大冶有色金屬有限責(zé)任公司礦業(yè)分公司，湖北黃石 435101）

0 引言

中深孔鑿巖臺車在礦山井下生產(chǎn)中具有重要意義，決定礦山生產(chǎn)任務(wù)完成效率和礦山經(jīng)濟效益，屬于礦山井下生產(chǎn)重要設(shè)備。介紹如何選擇適合礦山實際生產(chǎn)工況的中深孔鑿巖臺車，以及如何針對現(xiàn)有工況對既有的中深孔鑿巖臺車進行定制化改造。

1 銅綠山礦井下采礦作業(yè)概況

銅綠山礦井下開采的生產(chǎn)工藝分掘進和采礦兩個環(huán)節(jié)。主要有以下流程：鑿巖、爆破、通風(fēng)防塵、排險（支護）、出礦（出渣）、運輸、提升、充填。采用的采礦方法為上向水平充填法、VCR 法及中深孔采礦法。ZY41D 中深孔鑿巖臺車施工采場位于-485 m 中段，頂板平坦有斜度，高度為3.5～3.8 m，采場溫度38 ℃以上，風(fēng)筒降溫?？拙W(wǎng)參數(shù)為1 m×1 m，孔深為4.5 m。

2 基礎(chǔ)型ZY41D 鑿巖臺車試用情況

為提升礦山井下采礦裝備水平，提高采掘機械化程度，降低員工勞動強度，進一步提高勞動生產(chǎn)率，依靠科技進步，實現(xiàn)“機械化換人，自動化減人”的工作目標。公司就ZY41D 型礦山井下中深孔鑿巖臺車在礦山的使用進行前期調(diào)研。同時采購一臺ZY41D 鑿巖臺車到井下進行試運行。

采購ZY41D鑿巖臺車主要參數(shù)如下：最大鉆孔深度13 400 mm，鉆孔直徑45～76 mm，轉(zhuǎn)彎半徑內(nèi)2270 mm、外4400 mm。

由于銅綠山礦井下特殊地質(zhì)條件以及采礦工藝特點，基礎(chǔ)型ZY41D 鑿巖臺車不能完全適應(yīng)礦山實際運行狀況。礦業(yè)分公司銅綠山礦組織技術(shù)人員跟車跟班，及時記錄運行工況及設(shè)備狀況，對設(shè)備運行狀況進行詳細記錄，并對部分內(nèi)容進行整改如下：

（1）工作系統(tǒng)油溫過高（65 ℃）：在水循環(huán)管路增加1 個三通，加快散熱，油溫降至45 ℃，符合工作標準。

（2）空壓機夜班因電網(wǎng)電壓340 V 故障停車：處理巷道供電柜接觸不良后正常。

（3）后機架支撐油缸不工作：進出油路換向后正常。

（4）柴油機啟動機（馬達）不工作：處理電路接觸不良。

（5）處理因鑿巖巖渣堆積，鉆臂鋼絲繩斷裂。

（6）處理前后支撐油缸底腳因螺栓斷裂，底板松落。

（7）因繼電器損壞，更換電子起動馬達，控制線路整改。

（8）釬尾斷裂，更換1 根。

（9）針對臺車推進梁右邊不能打垂直孔的問題，完成對推進梁的整改。

3 存在的問題及改進方案

在對上述運行中出現(xiàn)的一般性問題進行及時整改后，繼續(xù)觀察設(shè)備狀況。通過長達半年的使用，總結(jié)出以下問題，并針對現(xiàn)場工況提出改進措施，具體內(nèi)容如下：

3.1 ZY41D 鑿巖臺車存在的不足和問題

（1）推進梁的伸縮補償量約為600 mm，臺車每次定位只能進行單排孔鑿巖，相比其他臺車作業(yè)增加移動、效率偏低。

（2）電機為水平安裝布局，空間緊湊，影響發(fā)動機等部位維護維修的工作效率。

（3）由于自動接桿裝置的安裝位置局限和井下照明條件影響，自動接桿較人工上鉆桿的效率低。

3.2 ZY41D 鑿巖臺車改進方案

（1）對于鑿巖機在臺車推進梁右邊不能打垂直孔的問題，對小臂結(jié)構(gòu)重新論證設(shè)計，制作結(jié)構(gòu)件，對小臂進行拆除、更換。經(jīng)過現(xiàn)場試車、打孔，鑿巖機完全實現(xiàn)在臺車推進梁左右兩邊都能打垂直孔的要求。

（2）對于臺車空間緊湊，發(fā)動機等部位維修不便問題，按臺車維護標準與使用要求，加強日常維護和保養(yǎng)，規(guī)范使用，降低臺車的故障率；廠家承諾提供更加快捷的技術(shù)保障服務(wù)，及時解決臺車的疑難故障。

（3）自動接桿較人工上鉆桿效率低，主要是從安全生產(chǎn)考慮，避免人工接桿時作業(yè)人員暴露在作業(yè)面下可能存在的冒落、片幫風(fēng)險；如果操作人員通過實踐學(xué)習(xí)，熟練掌握操作技能，自動接桿的效率會提高。

（4）在采場設(shè)計時，充分考慮ZY41D 鑿巖臺車行駛性能和通過能力，路面坡度設(shè)計在14°以內(nèi)，可避免臺車傾翻的風(fēng)險。

4 定制化ZY41D 鑿巖臺車的現(xiàn)場應(yīng)用及效果評估

通過多次技術(shù)交流，公司決定就以上運行中表現(xiàn)出的問題，提出改造方案，與設(shè)備制造商合作開發(fā)1 臺適合小型巷道工況的國產(chǎn)化鑿巖臺車來滿足礦實際生產(chǎn)需求。廠家根據(jù)礦定制要求（鑿巖斷面3300 mm×3300 mm、孔深13 m、孔徑51～64 mm、爬坡能力＞17°）和采礦作業(yè)實際工況，正式立項研發(fā)。經(jīng)過數(shù)月攻關(guān)，定制的ZY41D 鑿巖臺車到達礦業(yè)分公司銅綠山礦。

在廠家6 名技術(shù)管理服務(wù)專家的指導(dǎo)下，礦先后組織安排對ZY41D 鑿巖臺車進行地面實踐操作和維護保養(yǎng)培訓(xùn)、性能測試、整機解體、運輸、井下安裝和調(diào)試，并在安裝巷道進行鑿巖試車。隨后ZY41D 鑿巖臺車進入－485 m 中段北沿一分層9434 采場做鑿巖前準備。并開始在9434 采場開始試用鑿巖作業(yè)（垂直孔、鑿巖深度4.5 m、孔徑57 mm），并于10 日后結(jié)束撤出采場，累計鑿巖孔數(shù)113 個。期間，從ZY41D 鑿巖臺車入場到采場鑿巖作業(yè)結(jié)束，礦及廠家技術(shù)人員都跟隨現(xiàn)場，設(shè)備在采場鑿巖時16 h 跟班服務(wù)，參與操作、指導(dǎo)、調(diào)試，發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題或故障，響應(yīng)及時，整改迅速。隨后，ZY41D 鑿巖臺車先后在9310、9437、5501 等3 個采場完成中深孔施工，廠家也多次到現(xiàn)場進行回訪、指導(dǎo)，及時處理起動機、空壓機等故障，保證臺車的作業(yè)正常。

通過近6 個月的實際試用，礦與廠家對ZY41D 鑿巖臺車調(diào)試整改、適用性能等情況進行總結(jié)。

4.1 ZY41D 鑿巖臺車在礦井下適用性

（1）安裝總功率53 kW，供電電壓380 V、50 Hz，符合井下供電等級要求。

（2）長寬高9.28×1.68×2.685（最低1.980）m，轉(zhuǎn)變半徑：外R4465、內(nèi)R2354，臺車在井下斜坡道、巷道和采場的通過性符合礦山實際使用要求。

（3）鑿巖工作斷面設(shè)計R 最小1500、R 最大1950，符合一般采場作業(yè)條件，推進梁可滿足扇形孔鉆孔需求。

（4）鉆桿為R32 螺紋，同K41 臺車鉆具通用。

（5）鉆機防卡釬設(shè)計，避免誤操作、設(shè)備故障擴大。

（6）ZY41D 主要部件均采用原裝進口及國際一線品牌，鑿巖機為法國蒙特貝、車橋及變速箱為美國德納、主油泵為力士樂等，實際使用性能尚好。

4.2 ZY41D 鑿巖臺車同K41、DL331 臺車比較

（1）K41 由于設(shè)備較窄且細長，致使其行走不穩(wěn)定，DL331由于設(shè)備尺寸較大，通過性較差，ZY41D 相對于K41 進行加寬，增加穩(wěn)定性，同時整體尺寸相對DL331 要小，有效保證其在礦井下巷道的通過性。

（2）ZY41D 加入集中潤滑泵，對整車除傳動部位之外的潤滑點進行一鍵整體潤滑，可有效提高維保效率，降低維保難度。

（3）K41 無自動接桿機構(gòu)、DL331 雖然帶自動接桿機構(gòu)，但是由兩個油缸控制，出現(xiàn)不同步，導(dǎo)致接桿機構(gòu)不適用，目前兩設(shè)備均采用人工加接桿，ZY41D 具有自動接桿機構(gòu)，雖然接桿時工作效率有所降低，但是減少工人勞動強度，在采場中施工更安全。

（4）備品備件價格較進口K41、DL331 低，成本更節(jié)約。

（5）ZY41D 臺車的鑿巖效率為孔深6 m，每天打孔18 個左右；孔深9 m，每天打孔11 個左右，比90 圓盤鉆機每天打8 個孔高，達到K41、DL331 水平。

4.3 效果評估

ZY41D 鑿巖臺車作為一款專為滿足礦井實際生產(chǎn)條件而定制的鑿巖機，通過近一年的不斷改進與試用，基本上可以滿足銅綠山礦井下現(xiàn)有大部分采場的工況要求和中深孔施工條件。