李忠水

(中核浙江衢州鈾業(yè)有限公司， 浙江衢州市 324008)

大茶園礦井平巷掘進(jìn)技術(shù)裝備及發(fā)展方向

李忠水

(中核浙江衢州鈾業(yè)有限公司， 浙江衢州市 324008)

茶園礦山在平巷掘進(jìn)機(jī)械裝備方面做了一些探索工作，同時(shí)引進(jìn)了先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行配套使用，提高了掘進(jìn)機(jī)械化狀況。結(jié)合大茶園礦井實(shí)際，論述和評(píng)價(jià)了大茶園礦平巷掘進(jìn)的技術(shù)裝備及配套使用情況，并提出今后發(fā)展的方向，為有類似條件的礦井平巷掘進(jìn)技術(shù)裝備提供參考。

平巷掘進(jìn)；技術(shù)裝備；鑿巖設(shè)備；無軌化

0 前 言

影響掘進(jìn)巷道效率的因數(shù)是多方面的，其中采用的技術(shù)裝備以及裝備的作用發(fā)揮是影響掘進(jìn)效率的重要方面。近年來鈾礦系統(tǒng)在探索新型、高效率的掘進(jìn)設(shè)備方面取得了好的效果。衢州鈾業(yè)公司大茶園礦井，結(jié)合實(shí)際情況，在平巷掘進(jìn)設(shè)備方面，做了一些探索性工作，同時(shí)引進(jìn)了先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行配套使用，提高了掘進(jìn)機(jī)械化狀況。本文就結(jié)合大茶園礦井的掘進(jìn)工作面的技術(shù)裝備及配套使用情況，提出今后發(fā)展的方向。

1 平巷掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備現(xiàn)狀

大茶園礦井平巷斷面積較小，主巷斷面2.4 m× 2.8 m，穿脈斷面2.2 m×2.4 m，雙軌的井口車場斷面3.8 m×3.0 m，無軌斜坡道斷面3.0 m×3.0 m。該礦井工程地質(zhì)穩(wěn)定，圍巖的硬度f在8～12左右，在這種工作條件下，目前采用體型小、輕便、靈活的設(shè)備。鑿巖設(shè)備有7655、YT-28型；裝巖設(shè)備有ZCZ-1(華-1)型；運(yùn)輸?shù)V車為1 m3、電機(jī)車為1.5～2.5 t。

除此之外，還引進(jìn)了國內(nèi)外先進(jìn)設(shè)備:ST-2D鏟運(yùn)機(jī)、2Q-CD型耙渣機(jī)、Boomr281鑿巖臺(tái)車，并購買了1臺(tái)國產(chǎn)DF10-1BGD型臺(tái)車。

2 平巷掘進(jìn)的配套形式及評(píng)價(jià)

2.1 配套形式

目前國內(nèi)外平巷掘進(jìn)配套設(shè)備的基本形式，總括起來分兩大類:其一是單工序獨(dú)立設(shè)備配套，間斷作業(yè)形式；其二是多工序聯(lián)合設(shè)備連續(xù)作業(yè)形式。

單工序獨(dú)立設(shè)備組合形式，又可分為有軌和無軌兩種形式。當(dāng)前所采用的形式均屬這種形式。大茶園礦井平巷掘進(jìn)配套形式基本可分3類，見表1。

2.2 配套形式的使用效果

大茶園礦井非連續(xù)平巷掘進(jìn)機(jī)械配套使用效果見表2。

表1 大茶園礦井非連續(xù)平巷掘進(jìn)機(jī)械配套形式

表2 大茶園礦井平巷掘進(jìn)機(jī)械化的使用效果

從表2可以看出，前兩種方式效率遠(yuǎn)低于第三種。主要原因在于前兩種方式使用的設(shè)備輔助時(shí)間多、環(huán)節(jié)多，影響生產(chǎn)效率的提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用仰式翻斗裝巖機(jī)裝載時(shí)，效率只能發(fā)揮40%；使用耙斗式裝載機(jī)只能發(fā)揮60%；第三種配套形式是在無軌鉆車、鏟運(yùn)機(jī)的基礎(chǔ)上建立起來的，實(shí)際上無軌鉆車、鏟運(yùn)機(jī)配套效率更高，直接工效可達(dá) 0.45 m/工班，大茶園礦井1980年6月引進(jìn)了L832C型鉆車及西德的LF-4.1鏟運(yùn)機(jī)以來，掘進(jìn)斷面3 m× 3 m，巖石硬度為f＝10～12，25 d內(nèi)曾掘進(jìn)96 m，直接工效為0.32 m/工班，而用常規(guī)方法掘進(jìn)，工效只有0.18 m/工班，若將3 m×3 m的斷面折算2.4 m×2.8 m的巷道工效為0.725 m/工班。從生產(chǎn)效率和設(shè)備作用的發(fā)揮上來看，第三種是可取的。從設(shè)備組成上看，第三種設(shè)備配套，數(shù)量少，環(huán)節(jié)少，是較好的一種形式，在平巷掘進(jìn)中配套使用，效果明顯。

3 平巷掘進(jìn)機(jī)械化特點(diǎn)

從使用條件來看，大茶園礦井和諸多鈾礦山一樣，為豎井開拓，多中段生產(chǎn)，礦車由罐籠提升。其次是鈾礦山的巷道斷面規(guī)格小，轉(zhuǎn)彎多，軌道曲率半徑小，一般6 m。雖然有無軌斜坡道，但所占比例較低。在這樣的條件下只有采用小型低效能的設(shè)備，現(xiàn)有條件限制了優(yōu)質(zhì)高效能設(shè)備選用和作用的發(fā)揮。

在鑿巖設(shè)備上一般采用氣腿式鑿巖機(jī)，技術(shù)成熟，只是鑿巖效率較低；國產(chǎn)鑿巖臺(tái)車，機(jī)身剛性不足，大臂抖動(dòng)；液壓系統(tǒng)漏泄，工作裝置位移，造成卡釬；部分零件易損壞，迫使停機(jī)等，作業(yè)率不高，與氣腿式鑿巖機(jī)相比生產(chǎn)能力沒有明顯提高。進(jìn)口臺(tái)車價(jià)格和維修成本高，體型相對(duì)大。大茶園的國產(chǎn)和進(jìn)口臺(tái)車均存在換釬不方便，要進(jìn)一步提高臺(tái)車的效率，需考慮換釬方面的性能。

在裝載設(shè)備上在鈾礦中廣泛使用的是五十年代產(chǎn)品華-1型，這種設(shè)備體型小，生產(chǎn)能力也小，電氣裝置不防水，容易出故障，操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，不能滿足大幅度提高生產(chǎn)效率的要求。

耙斗式裝巖機(jī)有其優(yōu)點(diǎn)，可以一機(jī)兼?zhèn)溲b巖和轉(zhuǎn)載兩種作用。其次，耙運(yùn)距離長，允許機(jī)體到工作面有較長距離，便于一次鋪長軌，簡化鋪軌工作。是一理想的平巷掘進(jìn)裝載機(jī)械。無軌鏟運(yùn)機(jī)，裝巖效率高，但最好與溜井配合使用，將更能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

在配套形式上總的來說，設(shè)備種類多，作用單一，屬多工序間斷挖掘形式，在狹小的作業(yè)環(huán)境中，各工藝裝備的運(yùn)行互相制約。輔助時(shí)間長，限制生產(chǎn)能力的發(fā)揮。在小斷面單軌巷道中，這種制約就顯得更突出了，這種制約的具體體現(xiàn)就在掘進(jìn)的各工序的時(shí)間分配上:尤其轉(zhuǎn)載這一環(huán)節(jié)，裝載時(shí)間占整個(gè)掘進(jìn)循環(huán)的1/3，如失常不僅拖長了裝巖時(shí)間，而且還限制了裝巖機(jī)能力的發(fā)揮。因此裝載過程中，轉(zhuǎn)載是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。拖延了循環(huán)時(shí)間。而裝載過程無論采用單車調(diào)換或是斗式轉(zhuǎn)載，都不能改變制約裝載能力的局面。

在管理模式上由于目前井下作業(yè)均為采掘施工隊(duì)，作業(yè)人員對(duì)先進(jìn)的無軌設(shè)備的操作維修未系統(tǒng)學(xué)習(xí)。又由于先進(jìn)的無軌設(shè)備昂貴，管理公司目前自行管理操作維修人員，存在人員管理和工資發(fā)放分離的情況，無形中增加了管理的難度，影響設(shè)備效率的發(fā)揮，下一步在管理模式上還有待進(jìn)一步完善。

4 平巷掘進(jìn)機(jī)械配套的發(fā)展

未來的平巷掘進(jìn)機(jī)械應(yīng)根據(jù)礦山的具體特點(diǎn)，發(fā)展適用的連續(xù)掘進(jìn)作業(yè)的設(shè)備，也就是實(shí)現(xiàn)一機(jī)多作用，盡量減少工作面的機(jī)械種類和臺(tái)數(shù)。吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，選用適于小斷面掘進(jìn)的鑿巖、裝載設(shè)備，進(jìn)行使用，改善目前使用無軌設(shè)備的不足。

為適應(yīng)已建成老礦井的系統(tǒng)，節(jié)約成本又能較大的提高生產(chǎn)效率，氣腿式鑿巖機(jī)、華-1型裝巖機(jī)，雙側(cè)卸式礦車、電機(jī)車等設(shè)備配套形式還應(yīng)適當(dāng)保留。在條件允許的情況下，應(yīng)采用高效的鑿巖臺(tái)車，耙渣機(jī)，無軌鏟運(yùn)機(jī)、大功率電機(jī)車等設(shè)備配套形式，實(shí)現(xiàn)連續(xù)裝巖和轉(zhuǎn)載，一次出渣。同時(shí)要加溜井，實(shí)現(xiàn)溜井放渣裝車，這是大茶園礦井改造值得重視的設(shè)備配套形式，應(yīng)盡量采用無軌設(shè)備配套設(shè)備，即配套使用液壓臺(tái)車和鏟運(yùn)機(jī)及其他輔助設(shè)施。

新建礦井由于礦體賦存特點(diǎn)，使用常軌采礦，要專門開挖無軌設(shè)備通道為掘進(jìn)服務(wù)不現(xiàn)實(shí)。今后主要采用氣腿式鑿巖機(jī)、扒渣機(jī)、雙側(cè)卸式礦車、電機(jī)車等設(shè)備配套，與目前采用配套形式一致。

5 結(jié) 論

實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)作業(yè)連續(xù)化掘進(jìn)機(jī)械配套形式很多，在確定設(shè)備配套形式前，首先要考慮現(xiàn)有的設(shè)備，充分利用現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行配套，減少投資，不能片面追求；其次掘進(jìn)機(jī)械化配套要結(jié)合采礦設(shè)備配套一起考慮，只有這樣才能發(fā)揮設(shè)備的效能；再次設(shè)備配套要與現(xiàn)有的掘進(jìn)斷面相適應(yīng)；最后設(shè)備配套，要培養(yǎng)高水平的操作維修隊(duì)伍，只有提高設(shè)備使用過程的性能，使其穩(wěn)定地工作，才能真正體現(xiàn)機(jī)械化的優(yōu)越性。

[1]唐民成.井巷掘進(jìn)與支護(hù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社.

[2]朱嘉安.采掘機(jī)械與運(yùn)輸[M].北京:冶金工業(yè)出版社.

[3]采礦手冊(cè)編委會(huì).采礦手冊(cè)(第2卷)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1991.

2015-08-25)

李忠水(1969-)，男，江西余江人，采礦高級(jí)工程師，目前主要從事現(xiàn)場采礦技術(shù)與管理工作，Email: lzs2943885@163.com。