Charmec MC 605 DA型装药台车在程潮铁矿的应用

2022-12-06彭卓

现代矿业 2022年11期

彭卓

（武钢资源集团程潮矿业有限公司）

程潮铁矿是武钢优质原料生产基地，采用无底柱分段崩落法，BQ-100型装药器装药，上向扇形中深孔崩落矿石。国外大型地下金属矿山机械化装药方面起步较早，在2000年之前，就已经实现了上向中深孔装药的机械化［1］。随着数字化、智能化矿山建设的提出，机械化换人、智能化减人理念的稳步推进，机械化程度的高低已经成为企业发展的重要标志。程潮铁矿为了实现井下中深孔装药的机械化和自动化，缩小和国外先进水平的差距，从芬兰Normet上海分公司引进了Charmec MC 605 DA型装药台车。

1 程潮铁矿井下中深孔爆破工艺

1.1 采场结构参数

程潮铁矿以15号勘探线为界，分为东、西2个矿区，目前东、西区采场结构参数：东区中段高70 m，分段高17.5 m，进路间距15 m，进路净断面3.8 m×3.6 m；西区中段高70 m，分段高17.5 m，进路间距15 m，进路净断面4.0 m×3.6 m。

1.2 中深孔设计及爆破参数

程潮铁矿使用上向中深孔爆破落矿，井下常见的中深孔设计见图1，中深孔爆破布置图2，中深孔参数见表1。

标准断面进路间距为15 m，分段高度为17.5 m；排距为2.0 m；前倾角为90°；孔底距为进路中深孔1.8～2.0 m，切割巷中深孔1.6～2.0 m；炮孔直径为76～80 mm［2］。炸药含水率控制在3%～5%，返粉率控制在10%以内；边孔不装药长度为1.4～1.6 m；其余各孔应按交错充填的原则，确定相邻炮孔不装药长度；装药密度在0.95～1.1 g/cm3。

1.3 BQ-100型装药器的使用

现场使用BQ-100型装药器给上向中深孔装药时，先用筛药器对炸药过筛，筛除炸药中的杂物和结块的炸药。筛药时人工向炸药中均匀添加水，使炸药达到一定的湿度，增加炸药的黏性，降低返粉率。也可以由工人直接在现场加水拌药，手工清除炸药中的杂物和结块的炸药。对于较干的炸药，采用适当加柴油的方法可有效降低返粉率［3］。添加柴油可以降低炸药在输药管内流动的阻力，减少堵管现象，同时增加使用成本。程潮铁矿井下筛药器见图3，BQ-100型装药器见图4。

BQ-100型装药器技术参数：装药罐规格为1×130 L，工作风压为0.2～0.45 MPa，输药管内径为25～32 mm，适应炮孔直径为40～90 mm，输药能力为600 kg/h，外形尺寸为0.676 m×0.676 m×1.350 m（长×宽×高），自身质量为65 kg，装药密度为0.95～1 g/cm3。BQ-100型装药器现场使用见图5，作业面人工把管见图6。

BQ-100型装药器的优点：设备生产和制造全部实现了国产化，结构简单可靠，成本低、质量轻，2人即可移动；所有零部件都是标准件，操作维修方便，工人经过培训很快掌握操作要领。

BQ-100型装药器存在的问题：

（1）需要人工筛药或拌药，人工向炸药中添加水量完全凭工人的经验，人为主观性强，容易导致过筛或搅拌后的炸药含水量不稳定。

（2）适合人工上管的高度为1.0～2.5 m，作业面有时需要堆渣和出渣，让中深孔孔口与下部渣石间的距离达到合适的上管高度，增加了作业准备时间。

（3）把管人员直接暴露在掌子面顶板下方，此处顶板受到前排中深孔爆破反冲作用的影响，一般较为破碎，增加了把管人员的安全风险。

（4）把管人员在掌子面蹬渣作业，依靠人力上管和退管，劳动强度大。退管速度和预留充填长度由把管人员凭经验和感觉控制，容易导致装药密度不均匀，爆破质量不稳定。

（5）单罐作业，当罐体中的炸药装完之后，需要人工将炸药倒入罐内，装药过程不能连续，增加了装药作业时间，降低了装药效率。

（6）使用装药器装药时出现返粉现象，不仅浪费炸药，而且药粉污染空气，有损身体健康［4］。

2 Charmec MC 605 DA装药台车简介

为了解决BQ-100型装药器在使用中存在的问题，程潮铁矿从芬兰Normet上海分公司引进了Charmec MC 605 DA型装药台车，并由该公司对程潮铁矿中深孔爆破作业人员进行培训（图7、图8）。装药台车装备了德国奔驰OM 904 LA涡轮增压水冷柴油发动机，输出功率可达到110 kW。装药台车行走、大臂动作、空压机等均为液压驱动，抵达作业现场即可进行装药作业。装药台车由尾部炸药添加、装药罐及气路控制、机载空压机、卷盘、送管、导向、装药遥控操作等系统组成。采用双装药罐设计，可以实现遥控器或工作框配电柜上的快速切换，连续不间断装药作业；有线遥控器配有多功能表，便于操作人员直观快速判断炮孔深度，精准有效地控制炮孔装药预留、随时调整进退管速度，确保装药密度［1］。

装药台车车尾进药口自带筛网工具，能将结块的炸药和杂物筛分在外面，实现筛药上药一体化（图9），井下使用的Charmec MC 605 DA型装装药台车见图10。

Normet Charmec MC 605 DA装药台车技术参数：自身质量为18 000 kg，外观尺寸为11.9 m×2.0 m×（2.4～2.7m）（长×宽×高），轴距为3.65 m，离地间隙为0.39 m，转弯半径外弯为7.41～6.82 m，内弯为3.95 m，装药罐规格为2×300 L，工作风压不大于0.7 MPa，输药管内径为25～60 mm，适用炮孔直径不大于100 mm，输药能力为4 500 kg/h，装药密度为0.95～1.1 g/cm3。装药台车自带照明系统，采用机械臂把管，液压驱动上管（图11）。

3 Charmec MC 605 DA装药台车的应用

3.1 装药台车在程潮铁矿的爆破试验数据

装药台车装药爆破试验数据见表2。

装药器和装药台车重点指标对比见表3。

从表3可以看出，Normet装药台车罐内压力比BQ-100型装药器高0.1 MPa，中深孔的线装药密度提高了0.2 kg/m，返粉率从10%上升到22%。单排中深孔装药作业时间增加9 min。装药台车在使用磨合期内，频繁出现堵管、蓬料现象，处理耗费大量时间。工人熟练使用装药台车后，单排中深孔装药作业时间控制在50 min以内。

注：程潮铁矿井下中深孔爆破质量评价标准：1.爆破质量好，实际装药量与理论装药量一致，爆破后出矿车数与实际矿量一致，且大块率低，无炮孔拒爆现象，顶部击穿，能回采到上水平底柱矿石；2.爆破效果一般，实际装药量与理论装药量有出入，装药过程中出现错孔、堵孔现象，爆破后出矿车数未到本水平控制车数即出现大块卡斗，大块率高；3.爆破效果差，实际装药量严重不合理论装药量，爆破后出现炮孔拒爆现象，出现鸡窝、立槽或空场，无法正常出矿，对周围巷道破坏严重。

BQ-100型装药器3～4人均能正常使用。在4个人的情况下，其中1人持有输药管，1人操作装药器，1人辅助上下输药管及放导爆管，1人负责给装药器上药。在3个人的情况下可以由操作装药器的人在操作间隔时间给装药器上药。

装药台车必须4个人才能正常使用，装药台车长度为11.9 m，作业人员被分隔在车头工作框和车尾炸药添加处2个区域内，被车体阻挡，一般情况下不通视，且台车作业时噪音较大。出于安全联保互保的原则，一个工作区域内至少有2人作业。工作框内1人负责操作遥控器，1人负责负责放导爆管，车尾2人负责添加炸药。装药台车提高了中深孔装药密度，爆破质量好的指标占比提高了3%，差的指标占比降低了1%，整体性能优于BQ-100型装药器。