大茶園礦井平巷掘進技術裝備及發展方向

李忠水

(中核浙江衢州鈾業有限公司， 浙江衢州市 324008)

大茶園礦井平巷掘進技術裝備及發展方向

李忠水

(中核浙江衢州鈾業有限公司， 浙江衢州市 324008)

茶園礦山在平巷掘進機械裝備方面做了一些探索工作，同時引進了先進的設備進行配套使用，提高了掘進機械化狀況。結合大茶園礦井實際，論述和評價了大茶園礦平巷掘進的技術裝備及配套使用情況，并提出今后發展的方向，為有類似條件的礦井平巷掘進技術裝備提供參考。

平巷掘進；技術裝備；鑿巖設備；無軌化

0 前 言

影響掘進巷道效率的因數是多方面的，其中采用的技術裝備以及裝備的作用發揮是影響掘進效率的重要方面。近年來鈾礦系統在探索新型、高效率的掘進設備方面取得了好的效果。衢州鈾業公司大茶園礦井，結合實際情況，在平巷掘進設備方面，做了一些探索性工作，同時引進了先進的設備進行配套使用，提高了掘進機械化狀況。本文就結合大茶園礦井的掘進工作面的技術裝備及配套使用情況，提出今后發展的方向。

1 平巷掘進機械設備現狀

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。該礦井工程地質穩定，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、靈活的設備。鑿巖設備有7655、YT-28型；裝巖設備有ZCZ-1(華-1)型；運輸礦車為1 m3、電機車為1.5～2.5 t。

除此之外，還引進了國內外先進設備:ST-2D鏟運機、2Q-CD型耙渣機、Boomr281鑿巖臺車，并購買了1臺國產DF10-1BGD型臺車。

2 平巷掘進的配套形式及評價

2.1 配套形式

目前國內外平巷掘進配套設備的基本形式，總括起來分兩大類:其一是單工序獨立設備配套，間斷作業形式；其二是多工序聯合設備連續作業形式。

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

2.2 配套形式的使用效果

大茶園礦井非連續平巷掘進機械配套使用效果見表2。

表1 大茶園礦井非連續平巷掘進機械配套形式

表2 大茶園礦井平巷掘進機械化的使用效果

從表2可以看出，前兩種方式效率遠低于第三種。主要原因在于前兩種方式使用的設備輔助時間多、環節多，影響生產效率的提高。據統計，使用仰式翻斗裝巖機裝載時，效率只能發揮40%；使用耙斗式裝載機只能發揮60%；第三種配套形式是在無軌鉆車、鏟運機的基礎上建立起來的，實際上無軌鉆車、鏟運機配套效率更高，直接工效可達 0.45 m/工班，大茶園礦井1980年6月引進了L832C型鉆車及西德的LF-4.1鏟運機以來，掘進斷面3 m× 3 m，巖石硬度為f＝10～12，25 d內曾掘進96 m，直接工效為0.32 m/工班，而用常規方法掘進，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。從生產效率和設備作用的發揮上來看，第三種是可取的。從設備組成上看，第三種設備配套，數量少，環節少，是較好的一種形式，在平巷掘進中配套使用，效果明顯。

3 平巷掘進機械化特點

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，礦車由罐籠提升。其次是鈾礦山的巷道斷面規格小，轉彎多，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備，現有條件限制了優質高效能設備選用和作用的發揮。

在鑿巖設備上一般采用氣腿式鑿巖機，技術成熟，只是鑿巖效率較低；國產鑿巖臺車，機身剛性不足，大臂抖動；液壓系統漏泄，工作裝置位移，造成卡釬；部分零件易損壞，迫使停機等，作業率不高，與氣腿式鑿巖機相比生產能力沒有明顯提高。進口臺車價格和維修成本高，體型相對大。大茶園的國產和進口臺車均存在換釬不方便，要進一步提高臺車的效率，需考慮換釬方面的性能。

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

耙斗式裝巖機有其優點，可以一機兼備裝巖和轉載兩種作用。其次，耙運距離長，允許機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裝載機械。無軌鏟運機，裝巖效率高，但最好與溜井配合使用，將更能發揮其優勢。

在配套形式上總的來說，設備種類多，作用單一，屬多工序間斷挖掘形式，在狹小的作業環境中，各工藝裝備的運行互相制約。輔助時間長，限制生產能力的發揮。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就在掘進的各工序的時間分配上:尤其轉載這一環節，裝載時間占整個掘進循環的1/3，如失常不僅拖長了裝巖時間，而且還限制了裝巖機能力的發揮。因此裝載過程中，轉載是關鍵的環節。拖延了循環時間。而裝載過程無論采用單車調換或是斗式轉載，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均為采掘施工隊，作業人員對先進的無軌設備的操作維修未系統學習。又由于先進的無軌設備昂貴，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放分離的情況，無形中增加了管理的難度，影響設備效率的發揮，下一步在管理模式上還有待進一步完善。

4 平巷掘進機械配套的發展

未來的平巷掘進機械應根據礦山的具體特點，發展適用的連續掘進作業的設備，也就是實現一機多作用，盡量減少工作面的機械種類和臺數。吸收國內外先進技術，選用適于小斷面掘進的鑿巖、裝載設備，進行使用，改善目前使用無軌設備的不足。

為適應已建成老礦井的系統，節約成本又能較大的提高生產效率，氣腿式鑿巖機、華-1型裝巖機，雙側卸式礦車、電機車等設備配套形式還應適當保留。在條件允許的情況下，應采用高效的鑿巖臺車，耙渣機，無軌鏟運機、大功率電機車等設備配套形式，實現連續裝巖和轉載，一次出渣。同時要加溜井，實現溜井放渣裝車，這是大茶園礦井改造值得重視的設備配套形式，應盡量采用無軌設備配套設備，即配套使用液壓臺車和鏟運機及其他輔助設施。

新建礦井由于礦體賦存特點，使用常軌采礦，要專門開挖無軌設備通道為掘進服務不現實。今后主要采用氣腿式鑿巖機、扒渣機、雙側卸式礦車、電機車等設備配套，與目前采用配套形式一致。

5 結 論

實現掘進作業連續化掘進機械配套形式很多，在確定設備配套形式前，首先要考慮現有的設備，充分利用現有的設備進行配套，減少投資，不能片面追求；其次掘進機械化配套要結合采礦設備配套一起考慮，只有這樣才能發揮設備的效能；再次設備配套要與現有的掘進斷面相適應；最后設備配套，要培養高水平的操作維修隊伍，只有提高設備使用過程的性能，使其穩定地工作，才能真正體現機械化的優越性。

[1]唐民成.井巷掘進與支護[M].北京:冶金工業出版社.

[2]朱嘉安.采掘機械與運輸[M].北京:冶金工業出版社.

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

2015-08-25)

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