左立生 ，陸鋒 ，吳江

（1.安徽驚天液壓智控股份有限公司，安徽 馬鞍山 243000；2.貴州開磷礦業(yè)公司，貴州，貴陽550302）

1 引言

在隧道挖掘或地下礦山開采作業(yè)過程中，爆破后由于巖石受到各種作用力的沖擊，巖體松動(dòng)，巷道頂部及兩側(cè)的毛石不穩(wěn)固,在采掘作業(yè)循環(huán)中需要及時(shí)清理不穩(wěn)固、隨時(shí)都有掉落可能的浮巖毛石，以確?，F(xiàn)場操作人員及設(shè)備的安全[1-3]。目前清理毛石的設(shè)備主要有兩種，一種是人工手持式撬毛設(shè)備。另外一種是機(jī)械化程度較高的專業(yè)撬毛設(shè)備。人工手持式撬毛設(shè)備清除毛石，是一種非常艱苦的工作,勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，而且危險(xiǎn)性比較大，工作現(xiàn)場冒頂、碎片的飛濺、粉塵飛揚(yáng)、巖石突然移動(dòng)等，對(duì)操作人員的安全存在極大的隱患，并且,受到人力的限制有時(shí)浮巖清理很不徹底,留下事故隱患威脅下道作業(yè)安全。因此在地下礦山采掘作業(yè)或隧道挖掘中實(shí)現(xiàn)機(jī)械化浮巖毛石清理，替代人力，安全、高效地清除浮巖毛石具有十分重要的意義。

撬毛臺(tái)車是一款隧道開挖及采礦作業(yè)中，用于清除作業(yè)現(xiàn)場的頂板及兩幫破碎的、不穩(wěn)固的浮石的機(jī)械化設(shè)備[4,5]。本文主要介紹了國內(nèi)外撬毛臺(tái)車的發(fā)展現(xiàn)狀，并闡述現(xiàn)有的主要機(jī)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能參數(shù)等，為企業(yè)和研發(fā)單位提供一定的參考價(jià)值。

2 國外撬毛臺(tái)車的發(fā)展概況

撬毛臺(tái)車最早源于國外，國外礦山在使用手持式撬毛工具的基礎(chǔ)上開發(fā)研制了撬毛臺(tái)車，實(shí)現(xiàn)了撬毛工作的機(jī)械化，隨著撬毛臺(tái)車的不斷完善，自動(dòng)化程度不斷提高，工作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)以及作業(yè)效率高等特點(diǎn)，得到越來越多礦山企業(yè)的認(rèn)可。經(jīng)過多年的發(fā)展，目前國外的主要生產(chǎn)廠商有瑞典Atlascopco公司,加拿大BTI公司、瑞典BROKK公司、法國Secoma公司，其中瑞典Atlascopco公司和加拿大BTI公司是目前居于世界領(lǐng)先地位的專門生產(chǎn)廠商。

2.1 Atlascopco公司撬毛臺(tái)車

Atlascopco公司生產(chǎn)的撬毛臺(tái)車主要有LC型和MC型，其結(jié)構(gòu)主要由底盤、三節(jié)臂工作裝置、SB302整體式液壓碎石器、液壓系統(tǒng)以及先進(jìn)的鉆機(jī)控制系統(tǒng)(RCS)組成。結(jié)實(shí)的鉸接式重型底盤，四輪驅(qū)動(dòng)，適合在狹窄隧道和礦山巷道中運(yùn)行，采用液壓助力轉(zhuǎn)向，全封閉濕式制動(dòng)，底盤集成潤滑系統(tǒng)。大臂是為撬毛機(jī)專門設(shè)計(jì)的，具有快速、準(zhǔn)確的定位功能，鉆機(jī)控制系統(tǒng)(RCS)使操作者更好地控制定位和沖擊作業(yè),精確度高、機(jī)動(dòng)性高、生產(chǎn)率大?？深A(yù)先設(shè)定操作程序，且具有內(nèi)部故障自檢功能。通過FOPS認(rèn)證的駕駛室，具有單座椅設(shè)計(jì)、375毫米駕駛室垂直升起功能、15度駕駛室傾斜功能，提高了安全性、增大了視野，符合人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)。整機(jī)技術(shù)性能最先進(jìn)，價(jià)格也最昂貴，外形如圖1所示。

2.2 BTI公司撬毛臺(tái)車

圖1 Atlas copco撬毛臺(tái)車

表1 Atlas copco MC型撬毛臺(tái)車具體參數(shù)

BTI公司的撬毛臺(tái)車分為 QS、VPS、RMS 和HFS四個(gè)系列，每個(gè)系列可以根據(jù)礦山需要以及客戶要求配備不同型號(hào)的液壓破碎錘以及相匹配的液壓系統(tǒng)。

BTI公司生產(chǎn)的QS系列撬毛臺(tái)車采用伸縮臂結(jié)構(gòu) （工作臂可360度旋轉(zhuǎn)、伸縮和上下俯仰），配套小型高頻錘，最大高度達(dá)13.7m,外型尺寸為 13300×4100×4300mm，柴油機(jī)功率 132 kW,總重量約為45 t。采用輪式挖掘機(jī)底盤，全液壓傳動(dòng)方式，柴油驅(qū)動(dòng)，適用大巷道撬毛作業(yè)，但未配備液壓支腿，如圖2所示。

RMS系列撬毛臺(tái)車是BTI公司專門設(shè)計(jì)用于安全、高效的井下撬毛作業(yè)，該設(shè)備在處理多種不同工況時(shí)具有很大的適應(yīng)性，采用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，功率 85 kW(Deutz），最大工作高度 8.5 m,總重量約為20700 kg，實(shí)體尺寸為10300×2100×2600mm。配備的可折疊式工作臂具有高剛性和抗扭強(qiáng)度，更適合在井下狹窄空間作業(yè)，如圖3所示。

2.3 BROKK公司

圖2 BTIQS系列撬毛臺(tái)車

圖3 BTIRMS系列撬毛臺(tái)車

表2 BTI公司RMS-18型撬毛臺(tái)車具體參數(shù)

BROKK公司生產(chǎn)的拆除機(jī)器人也具備撬毛功能，如圖4所示的為BROKK 400電動(dòng)拆除機(jī)器人，該機(jī)采用ABB電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸出功率為30 kW，最大工作高度為7.2 m,總重量約為4800 kg，采用三節(jié)臂結(jié)構(gòu)，遙控作業(yè)模式，液壓系統(tǒng)采用負(fù)載反饋控制方式，效率高且工作臂柔性好，該設(shè)備不以撬毛為主要功能，且履帶式行走，井下適應(yīng)性不好，表3為BROKK 400拆除機(jī)器人主要參數(shù)。

3 國內(nèi)撬毛臺(tái)車的發(fā)展概況

圖4 BROKK400拆除機(jī)器人

隨著國內(nèi)礦山企業(yè)安全意識(shí)的加強(qiáng)，機(jī)械化水平不斷提高以及人工成本的上升，采用機(jī)械化設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工作業(yè)是礦山企業(yè)機(jī)械化開采的趨勢，井下撬毛臺(tái)車近幾年在國內(nèi)開始推廣應(yīng)用，存在一定的市場需求，市場前景廣闊。近幾年湖北天騰、宣化華泰、煙臺(tái)興業(yè)、安徽驚天液壓等幾家公司在撬毛臺(tái)車的開發(fā)研制上取得了一定的成果，均采用不同的底盤系統(tǒng)研制出樣機(jī)，并進(jìn)行了推廣應(yīng)用。

表3 BROKK400拆除機(jī)器人主要參數(shù)

3.1 湖北天騰撬毛臺(tái)車

湖北天騰重型機(jī)械公司生產(chǎn)的撬毛臺(tái)車，整車長度8209 mm，寬度1900 mm，高度2700 mm。最大工作高度9 m，整機(jī)重量9噸。工作臂靈活性較好，但液壓系統(tǒng)采用齒輪泵，效率低，整機(jī)如圖5所示，主要參數(shù)如表4所示。

3.2 煙臺(tái)興業(yè)撬毛臺(tái)車

煙臺(tái)興業(yè)機(jī)械股份有限公司生產(chǎn)的撬毛臺(tái)車通過對(duì)2 m3柴驅(qū)鏟運(yùn)機(jī)底盤進(jìn)行改造，整車長度 8455 mm，寬度 1650 mm，高度 2200 mm，采用美國DANA變矩器和動(dòng)力換擋變速箱，前驅(qū)動(dòng)橋采用美國NO-SPIN防滑差速器，為減少故障率，后橋擺動(dòng)采用雙支撐擺動(dòng)架，四只支腳油缸可單獨(dú)控制，易于在不同工況地面工作。全液控，操控手柄多，工作臂自由度少，如圖6所示。

表4 湖北天騰TTQ45XⅡ撬毛臺(tái)車主要參數(shù)

3.3 宣化華泰撬毛臺(tái)車

圖5 湖北天騰撬毛臺(tái)車

圖6 煙臺(tái)興業(yè)撬毛臺(tái)車圖

張家口宣化華泰礦冶機(jī)械公司生產(chǎn)的HT62型全液壓撬毛臺(tái)車主要采用鑿巖臺(tái)車底盤進(jìn)行改造。該車工作臂為折疊式并配備旋轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動(dòng)的液壓錘，可對(duì)工作面、頂板、側(cè)幫及底板進(jìn)行全方位作業(yè)，同時(shí)該車液壓系統(tǒng)采用比例先導(dǎo)操縱，因而具有操縱靈活、動(dòng)作平穩(wěn)等特點(diǎn)。該車采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊、重心低、工作穩(wěn)定、移動(dòng)性能好、轉(zhuǎn)彎半徑小，采用該設(shè)備可大幅提高撬毛作業(yè)效率及安全性，如圖5所示，具體參數(shù)如表6所示。

3.4 驚天公司撬毛臺(tái)車

安徽驚天液壓智控股份有限公司生產(chǎn)的GTQM-120型撬毛臺(tái)車，專門設(shè)計(jì)具有快速、準(zhǔn)確的定位功能的6個(gè)自由度冗余機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，有效提高操作靈活性和現(xiàn)場適應(yīng)性；采用負(fù)載反饋式液壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工作臂柔性高效作業(yè)，集工作制動(dòng)、停車制動(dòng)、緊急制動(dòng)于一體，彈簧制動(dòng)、液壓釋放，制動(dòng)性能安全可靠；采用柴油驅(qū)動(dòng)與電動(dòng)雙系統(tǒng)，高效節(jié)能；工作機(jī)構(gòu)具有遙控作業(yè)功

能，自動(dòng)化水平較高；配旋轉(zhuǎn)座椅，有效解決作業(yè)舒適性及作業(yè)視野問題。

圖7 宣化華泰撬毛臺(tái)車

圖8 驚天公司撬毛臺(tái)車

表6 宣化華泰HT62型全液壓撬毛臺(tái)車主要參數(shù)

表7 驚天公司GTQM-120型撬毛臺(tái)車主要參數(shù)

4 結(jié)束語

國外的撬毛臺(tái)車已經(jīng)形成規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化、智能化，技術(shù)先進(jìn)，性能可靠，國內(nèi)撬毛臺(tái)車的研制起步較晚，還處在初級(jí)階段，與國際先進(jìn)水平相比仍然存在較大差距，但具備一定的研究基礎(chǔ)，并形成了小批量生產(chǎn)。本文對(duì)比介紹了國內(nèi)外撬毛臺(tái)車的發(fā)展現(xiàn)狀，并闡述了現(xiàn)有的主要機(jī)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能參數(shù)等,為礦山企業(yè)和研發(fā)單位提供一定的參考價(jià)值。

[1]高秀華，孔德文，宋淑蓮．巖石節(jié)理與撬毛方法[J]．吉林工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1994，(3)：120-123．

[2]郭樹林，金家瑞，孫立明.地下金屬礦山采礦技術(shù)發(fā)展及研究方向[J]．黃金，2003，(1)：17-21．

[3]趙昱東.地下無軌礦山輔助設(shè)備(車輛)綜述(續(xù))[J].礦業(yè)快報(bào)，2007，3：14-17.

[4]趙昱東.井下礦山浮巖清理和撬毛臺(tái)車的進(jìn)展[J].有色設(shè)備，1998,5：1-3.

[5]滑川正朗,藤井廣太郎,木村信彥.撬毛臺(tái)車的研制[J].國外金屬礦山，1993，1：72-76.