大茶园矿井平巷掘进技术装备及发展方向

李忠水

(中核浙江衢州铀业有限公司， 浙江衢州市 324008)

大茶园矿井平巷掘进技术装备及发展方向

李忠水

(中核浙江衢州铀业有限公司， 浙江衢州市 324008)

茶园矿山在平巷掘进机械装备方面做了一些探索工作，同时引进了先进的设备进行配套使用，提高了掘进机械化状况。结合大茶园矿井实际，论述和评价了大茶园矿平巷掘进的技术装备及配套使用情况，并提出今后发展的方向，为有类似条件的矿井平巷掘进技术装备提供参考。

平巷掘进；技术装备；凿岩设备；无轨化

0 前 言

影响掘进巷道效率的因数是多方面的，其中采用的技术装备以及装备的作用发挥是影响掘进效率的重要方面。近年来铀矿系统在探索新型、高效率的掘进设备方面取得了好的效果。衢州铀业公司大茶园矿井，结合实际情况，在平巷掘进设备方面，做了一些探索性工作，同时引进了先进的设备进行配套使用，提高了掘进机械化状况。本文就结合大茶园矿井的掘进工作面的技术装备及配套使用情况，提出今后发展的方向。

1 平巷掘进机械设备现状

大茶园矿井平巷断面积较小，主巷断面2.4 m× 2.8 m，穿脉断面2.2 m×2.4 m，双轨的井口车场断面3.8 m×3.0 m，无轨斜坡道断面3.0 m×3.0 m。该矿井工程地质稳定，围岩的硬度f在8～12左右，在这种工作条件下，目前采用体型小、轻便、灵活的设备。凿岩设备有7655、YT-28型；装岩设备有ZCZ-1(华-1)型；运输矿车为1 m3、电机车为1.5～2.5 t。

除此之外，还引进了国内外先进设备:ST-2D铲运机、2Q-CD型耙渣机、Boomr281凿岩台车，并购买了1台国产DF10-1BGD型台车。

2 平巷掘进的配套形式及评价

2.1 配套形式

目前国内外平巷掘进配套设备的基本形式，总括起来分两大类:其一是单工序独立设备配套，间断作业形式；其二是多工序联合设备连续作业形式。

单工序独立设备组合形式，又可分为有轨和无轨两种形式。当前所采用的形式均属这种形式。大茶园矿井平巷掘进配套形式基本可分3类，见表1。

2.2 配套形式的使用效果

大茶园矿井非连续平巷掘进机械配套使用效果见表2。

表1 大茶园矿井非连续平巷掘进机械配套形式

表2 大茶园矿井平巷掘进机械化的使用效果

从表2可以看出，前两种方式效率远低于第三种。主要原因在于前两种方式使用的设备辅助时间多、环节多，影响生产效率的提高。据统计，使用仰式翻斗装岩机装载时，效率只能发挥40%；使用耙斗式装载机只能发挥60%；第三种配套形式是在无轨钻车、铲运机的基础上建立起来的，实际上无轨钻车、铲运机配套效率更高，直接工效可达 0.45 m/工班，大茶园矿井1980年6月引进了L832C型钻车及西德的LF-4.1铲运机以来，掘进断面3 m× 3 m，岩石硬度为f＝10～12，25 d内曾掘进96 m，直接工效为0.32 m/工班，而用常规方法掘进，工效只有0.18 m/工班，若将3 m×3 m的断面折算2.4 m×2.8 m的巷道工效为0.725 m/工班。从生产效率和设备作用的发挥上来看，第三种是可取的。从设备组成上看，第三种设备配套，数量少，环节少，是较好的一种形式，在平巷掘进中配套使用，效果明显。

3 平巷掘进机械化特点

从使用条件来看，大茶园矿井和诸多铀矿山一样，为竖井开拓，多中段生产，矿车由罐笼提升。其次是铀矿山的巷道断面规格小，转弯多，轨道曲率半径小，一般6 m。虽然有无轨斜坡道，但所占比例较低。在这样的条件下只有采用小型低效能的设备，现有条件限制了优质高效能设备选用和作用的发挥。

在凿岩设备上一般采用气腿式凿岩机，技术成熟，只是凿岩效率较低；国产凿岩台车，机身刚性不足，大臂抖动；液压系统漏泄，工作装置位移，造成卡钎；部分零件易损坏，迫使停机等，作业率不高，与气腿式凿岩机相比生产能力没有明显提高。进口台车价格和维修成本高，体型相对大。大茶园的国产和进口台车均存在换钎不方便，要进一步提高台车的效率，需考虑换钎方面的性能。

在装载设备上在铀矿中广泛使用的是五十年代产品华-1型，这种设备体型小，生产能力也小，电气装置不防水，容易出故障，操作劳动强度大，不能满足大幅度提高生产效率的要求。

耙斗式装岩机有其优点，可以一机兼备装岩和转载两种作用。其次，耙运距离长，允许机体到工作面有较长距离，便于一次铺长轨，简化铺轨工作。是一理想的平巷掘进装载机械。无轨铲运机，装岩效率高，但最好与溜井配合使用，将更能发挥其优势。

在配套形式上总的来说，设备种类多，作用单一，属多工序间断挖掘形式，在狭小的作业环境中，各工艺装备的运行互相制约。辅助时间长，限制生产能力的发挥。在小断面单轨巷道中，这种制约就显得更突出了，这种制约的具体体现就在掘进的各工序的时间分配上:尤其转载这一环节，装载时间占整个掘进循环的1/3，如失常不仅拖长了装岩时间，而且还限制了装岩机能力的发挥。因此装载过程中，转载是关键的环节。拖延了循环时间。而装载过程无论采用单车调换或是斗式转载，都不能改变制约装载能力的局面。

在管理模式上由于目前井下作业均为采掘施工队，作业人员对先进的无轨设备的操作维修未系统学习。又由于先进的无轨设备昂贵，管理公司目前自行管理操作维修人员，存在人员管理和工资发放分离的情况，无形中增加了管理的难度，影响设备效率的发挥，下一步在管理模式上还有待进一步完善。

4 平巷掘进机械配套的发展

未来的平巷掘进机械应根据矿山的具体特点，发展适用的连续掘进作业的设备，也就是实现一机多作用，尽量减少工作面的机械种类和台数。吸收国内外先进技术，选用适于小断面掘进的凿岩、装载设备，进行使用，改善目前使用无轨设备的不足。

为适应已建成老矿井的系统，节约成本又能较大的提高生产效率，气腿式凿岩机、华-1型装岩机，双侧卸式矿车、电机车等设备配套形式还应适当保留。在条件允许的情况下，应采用高效的凿岩台车，耙渣机，无轨铲运机、大功率电机车等设备配套形式，实现连续装岩和转载，一次出渣。同时要加溜井，实现溜井放渣装车，这是大茶园矿井改造值得重视的设备配套形式，应尽量采用无轨设备配套设备，即配套使用液压台车和铲运机及其他辅助设施。

新建矿井由于矿体赋存特点，使用常轨采矿，要专门开挖无轨设备通道为掘进服务不现实。今后主要采用气腿式凿岩机、扒渣机、双侧卸式矿车、电机车等设备配套，与目前采用配套形式一致。

5 结 论

实现掘进作业连续化掘进机械配套形式很多，在确定设备配套形式前，首先要考虑现有的设备，充分利用现有的设备进行配套，减少投资，不能片面追求；其次掘进机械化配套要结合采矿设备配套一起考虑，只有这样才能发挥设备的效能；再次设备配套要与现有的掘进断面相适应；最后设备配套，要培养高水平的操作维修队伍，只有提高设备使用过程的性能，使其稳定地工作，才能真正体现机械化的优越性。

[1]唐民成.井巷掘进与支护[M].北京:冶金工业出版社.

[2]朱嘉安.采掘机械与运输[M].北京:冶金工业出版社.

[3]采矿手册编委会.采矿手册(第2卷)[M].北京:冶金工业出版社，1991.

2015-08-25)

李忠水(1969-)，男，江西余江人，采矿高级工程师，目前主要从事现场采矿技术与管理工作，Email: lzs2943885@163.com。