摘 要:鑿巖裝置作為礦山開采的必須設備，經(jīng)歷了從鑿巖機到鑿巖臺車的發(fā)展歷程。效率的不斷提高、使用壽命的增長以及工作可靠性的提高，這些都為礦山開采效率的提高做出了不可磨滅的貢獻。本文通過研究鑿巖裝置的發(fā)展歷程及方向，以期為鑿巖裝置的進一步發(fā)展探明道路。

關鍵詞:鑿巖機 歷程 研究

中圖分類號:TD63文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(a)-0022-01

1 發(fā)展歷程

自20世紀70年代初液壓鑿巖機械問世以來，以液壓鑿巖鉆車為代表的高效率鑿巖機械進入了快速發(fā)展階段。絕大多數(shù)發(fā)達國家和礦山都已大量采用此類鑿巖設備，但我國尚未普及全液壓鑿巖鉆車。其中一個重要原因是全液壓鑿巖鉆車技術復雜，造價昂貴。

目前，我國礦山采用的中深孔鑿巖設備主要是氣動鑿巖設備。如天水風動工具廠生產(chǎn)的YG40、YG80型導軌式氣動鑿巖機，這些鑿巖機與鉆架配套使用。

這些設備雖然結構簡單，工作可靠，但其鉆孔效率低，自動化程度差，工作條件惡劣，特別是鉆進深孔能力差，不能滿足大結構參數(shù)采礦方法鉆孔的需要。近年來，少數(shù)大型地下礦山引進了國外全液壓采礦鉆車，該機雖然具有鉆孔效率高，鉆進深孔能力強，作業(yè)條件好等優(yōu)點，但其價格昂貴，且系統(tǒng)復雜，備品備件難以保證，維修保養(yǎng)困難，特別是這類設備要求作業(yè)空間大，難以在我國廣泛推廣應用。因此，在我國“十一五”科技攻關“地下中深孔氣液聯(lián)動鑿巖設備的研制”已取得的重大突破的基礎上，借鑒國內(nèi)外經(jīng)驗，開發(fā)一種起點高、系統(tǒng)簡單、工作可靠、鉆孔能力強、自動化程度高、工作條件好、有自身特點、符合我國國情的新型高效鑿巖設備，即智能型旋轉—— 沖擊式中深孔采礦鉆車，對我國地下礦山無底柱采礦方法向集中化、大間距、高分段過渡、提高采礦效率，具有普遍和重要意義。

目前，國內(nèi)外尚無智能型旋轉—— 沖擊式中深孔采礦鉆車，是一個需要填補的空白領域。長沙礦冶研究院研制開發(fā)的氣液聯(lián)動采礦鉆車與國內(nèi)現(xiàn)有氣動采礦鉆車相比，鉆進速度快(為其二倍)，且具有較高的自動化水平;與國外全液壓鉆車比，可達其技術生產(chǎn)率的80%以上，且保持了氣動鑿巖設備可靠性高、便于維修、價格低(僅為進口鉆車的1/3)的特點，便于推廣應用。

2 發(fā)展方向與前景

采礦鉆車是冶金地下礦山采礦的重要設備。它是采礦臺車和鉆機的復合體。其分類方式有多種:

按行走方式分:輪胎式鑿巖臺車、軌道式鑿巖臺車、履帶式鑿巖臺車。

按動力供給方式分:全液壓式鑿巖臺車、氣動式鑿巖臺車、氣液聯(lián)動鑿巖臺車。

按鉆架承載方式分為:鑿巖鉆車、鑿巖臺架、鑿巖機。

按鑿巖臂的多少分為:單臂鑿巖臺車、雙臂鑿巖臺車、三臂鑿巖臺車。

另外，還可按許多性能來分類，如防炸鑿巖臺車、露天鑿巖臺車、銷桿鉆車等。

CTCY10型全液壓采礦臺車為輪式自行式單機鑿巖鉆車，主要用于金屬礦山水平分層充填法采礦，鉆鑿向上平行炮孔(炮孔深3～4m)。該鉆車采用全液壓傳動，電氣和液壓控制，具有行走方便、移位迅速、調(diào)孔位準確，開孔穩(wěn)定、耗能低等特點。

CTJY10.2型全液壓輪式臺車主要用于礦山無軌巷道掘進，鐵路隧道施工，以及其它地下鑿巖掘進工程。國際現(xiàn)狀:瑞士SIC公司、美國Ingersoll—RandIndustrialProcessMachinery公司、奧地利的BOHLER公司、俄羅斯的礦山機械研究所和吉爾吉斯斯坦的自動化研究所經(jīng)過多年的研究，已開發(fā)出幾種型號的氣液聯(lián)動鑿巖機。國外采礦鉆車多為配用液壓鑿巖機的全液壓鉆車，有瑞典阿特拉斯公司(Atlas公司)的Simbas系列、芬蘭坦姆洛克公司(Tamrock公司)的SOLO系列、法國的水星(Mercury)系列。我國引進的主要是Atlas公司Simbas系列。

Simba系列鑿巖臺車的狀況。瑞典阿特拉斯公司(Atlas公司)成立于1873年，1893年后開始從事風動工具生產(chǎn)。1917年成立專門生產(chǎn)鑿巖機和驅(qū)動工具的廠家。目前該公司生產(chǎn)的鑿巖設備和配套釬具90%以上在國外銷售。Simba系列鑿巖車是AtlasCopco公司根據(jù)新的鑿巖設備發(fā)展要求設計的系列臺車，分為SimbaH150型、H250型、H350型和Simba260型系列鑿巖臺車在設計概念上與傳統(tǒng)的臺車形式有所改變，可采用人機分的控制方式來進行操作。從工作原理上來看，Simba系列鑿巖臺車不屬于進型臺車，屬于采礦鑿巖臺車系列范疇，其工作范圍主要分布在與鉆臂行的90°及360°范圍內(nèi)，鉆臂最大的工作前傾度為20°，后傾度為85°，可用上身式鑿巖機和管式鉆具，可用于井下采礦，錨桿支護，隧道擴展、工程和露天作業(yè)等多種工程中，同時還適用于特殊條件的鑿巖作業(yè)。該車具有鉆進速率高、整車穩(wěn)定性能好等特點，臺車的主要工作部件有:

橡膠輪式驅(qū)動底盤(H150系列為臺架式)，電能驅(qū)動液壓動力機組，90°范圍內(nèi)搖動的鉆臂在360°范圍內(nèi)旋轉的鉆臂轉盤，最大滑動距離米的鉆臂滑動工作臺，液壓推進鉆鑿裝置，液壓釬桿支撐裝置，以及用于桿釬桿和管式鉆具的機械裝卸設備。該系列臺車還可配用上向式液壓鑿巖機或氣動鑿巖機及ITH管式鉆具鉆機。

這些鉆車多采用部件模塊化設計、便于生產(chǎn)和組合，以滿足不同的工作需要，配置了集成鑿巖控制系統(tǒng)，使鑿巖機的工作參數(shù)實現(xiàn)相關匹配，在參數(shù)調(diào)整后，在較少人工干預情況下，達到并保持最佳鑿巖工況，而且具備操作簡單，鉆桿重量補償和防卡釬功能。

近年來國外采礦車正向高度自動化發(fā)展，由計算機控制具有自動定位、自動開孔、自動接桿、自動處理卡釬、達到設定孔深后自動返回，自動卸桿和參數(shù)補償?shù)裙δ?。以期全自動遙控鉆孔作業(yè)，目前已開發(fā)出少量試驗產(chǎn)品投放市場。

國內(nèi)現(xiàn)狀，2000年長沙礦冶研究院完成了氣液聯(lián)動鑿巖機[4]的研發(fā)工作，生產(chǎn)出了樣機，并進行了室內(nèi)實驗，獲得了國家實用新型專利;2000年—2001年長沙礦冶研究院又與山東科技大學合作開發(fā)了氣液聯(lián)動露天鑿巖鉆車并于2001年12月通過了山東省科技廳鑒定;2001年—2003年，長沙礦冶研究院和魯中冶金礦業(yè)集團公司在“十五”國家科技攻關項目中又成功地完成了地下中深孔氣液聯(lián)動鑿巖設備(氣液聯(lián)動鑿巖機配TJ25鉆架)的研制;其當量鉆速(完成一排扇形孔的平均鉆速)約為YGZ90氣動鑿巖設備的1.8～2倍，已實現(xiàn)最大鉆深27.2m，說明氣液聯(lián)動設備已具備實施高分段深孔鉆進的能力。

目前使用于無底柱分段崩落法的國產(chǎn)采礦車主要為配用YGZ90氣動鑿巖機的CTC14型輪胎式采礦鉆車，例如武漢礦業(yè)公司金山店鐵礦主要采礦鉆車是南京華瑞工程機械公司生產(chǎn)的CTC14-2型鉆車(圖1.9)，配套的鑿巖機系YGZ90型。

南京工程機械集團公司生產(chǎn)的YGZ90鑿巖機是全國黑色、有色礦山中深孔采掘主要設備，也可用于露天采礦和石方工程中鉆錨桿、坡等下向和水平炮孔。產(chǎn)銷量一直占全國市場的90%以上，產(chǎn)品榮獲全國科學大會獎。

3 結語

我國目前所使用的鑿巖裝置生產(chǎn)效率低，自動化程度差，工人勞動強度大，這成為制約礦山事業(yè)快速發(fā)展的一個瓶頸。我們急需推陳出新，研制出更多超過YGZ90鑿巖機的性價比優(yōu)良的采礦鉆車。