銅綠山礦ZY41D 型中深孔采礦臺車定制化改造

張國盛

（大冶有色金屬有限責任公司礦業分公司，湖北黃石 435101）

0 引言

中深孔鑿巖臺車在礦山井下生產中具有重要意義，決定礦山生產任務完成效率和礦山經濟效益，屬于礦山井下生產重要設備。介紹如何選擇適合礦山實際生產工況的中深孔鑿巖臺車，以及如何針對現有工況對既有的中深孔鑿巖臺車進行定制化改造。

1 銅綠山礦井下采礦作業概況

銅綠山礦井下開采的生產工藝分掘進和采礦兩個環節。主要有以下流程：鑿巖、爆破、通風防塵、排險（支護）、出礦（出渣）、運輸、提升、充填。采用的采礦方法為上向水平充填法、VCR 法及中深孔采礦法。ZY41D 中深孔鑿巖臺車施工采場位于-485 m 中段，頂板平坦有斜度，高度為3.5～3.8 m，采場溫度38 ℃以上，風筒降溫。孔網參數為1 m×1 m，孔深為4.5 m。

2 基礎型ZY41D 鑿巖臺車試用情況

為提升礦山井下采礦裝備水平，提高采掘機械化程度，降低員工勞動強度，進一步提高勞動生產率，依靠科技進步，實現“機械化換人，自動化減人”的工作目標。公司就ZY41D 型礦山井下中深孔鑿巖臺車在礦山的使用進行前期調研。同時采購一臺ZY41D 鑿巖臺車到井下進行試運行。

采購ZY41D鑿巖臺車主要參數如下：最大鉆孔深度13 400 mm，鉆孔直徑45～76 mm，轉彎半徑內2270 mm、外4400 mm。

由于銅綠山礦井下特殊地質條件以及采礦工藝特點，基礎型ZY41D 鑿巖臺車不能完全適應礦山實際運行狀況。礦業分公司銅綠山礦組織技術人員跟車跟班，及時記錄運行工況及設備狀況，對設備運行狀況進行詳細記錄，并對部分內容進行整改如下：

（1）工作系統油溫過高（65 ℃）：在水循環管路增加1 個三通，加快散熱，油溫降至45 ℃，符合工作標準。

（2）空壓機夜班因電網電壓340 V 故障停車：處理巷道供電柜接觸不良后正常。

（3）后機架支撐油缸不工作：進出油路換向后正常。

（4）柴油機啟動機（馬達）不工作：處理電路接觸不良。

（5）處理因鑿巖巖渣堆積，鉆臂鋼絲繩斷裂。

（6）處理前后支撐油缸底腳因螺栓斷裂，底板松落。

（7）因繼電器損壞，更換電子起動馬達，控制線路整改。

（8）釬尾斷裂，更換1 根。

（9）針對臺車推進梁右邊不能打垂直孔的問題，完成對推進梁的整改。

3 存在的問題及改進方案

在對上述運行中出現的一般性問題進行及時整改后，繼續觀察設備狀況。通過長達半年的使用，總結出以下問題，并針對現場工況提出改進措施，具體內容如下：

3.1 ZY41D 鑿巖臺車存在的不足和問題

（1）推進梁的伸縮補償量約為600 mm，臺車每次定位只能進行單排孔鑿巖，相比其他臺車作業增加移動、效率偏低。

（2）電機為水平安裝布局，空間緊湊，影響發動機等部位維護維修的工作效率。

（3）由于自動接桿裝置的安裝位置局限和井下照明條件影響，自動接桿較人工上鉆桿的效率低。

3.2 ZY41D 鑿巖臺車改進方案

（1）對于鑿巖機在臺車推進梁右邊不能打垂直孔的問題，對小臂結構重新論證設計，制作結構件，對小臂進行拆除、更換。經過現場試車、打孔，鑿巖機完全實現在臺車推進梁左右兩邊都能打垂直孔的要求。

（2）對于臺車空間緊湊，發動機等部位維修不便問題，按臺車維護標準與使用要求，加強日常維護和保養，規范使用，降低臺車的故障率；廠家承諾提供更加快捷的技術保障服務，及時解決臺車的疑難故障。

（3）自動接桿較人工上鉆桿效率低，主要是從安全生產考慮，避免人工接桿時作業人員暴露在作業面下可能存在的冒落、片幫風險；如果操作人員通過實踐學習，熟練掌握操作技能，自動接桿的效率會提高。

（4）在采場設計時，充分考慮ZY41D 鑿巖臺車行駛性能和通過能力，路面坡度設計在14°以內，可避免臺車傾翻的風險。

4 定制化ZY41D 鑿巖臺車的現場應用及效果評估

通過多次技術交流，公司決定就以上運行中表現出的問題，提出改造方案，與設備制造商合作開發1 臺適合小型巷道工況的國產化鑿巖臺車來滿足礦實際生產需求。廠家根據礦定制要求（鑿巖斷面3300 mm×3300 mm、孔深13 m、孔徑51～64 mm、爬坡能力＞17°）和采礦作業實際工況，正式立項研發。經過數月攻關，定制的ZY41D 鑿巖臺車到達礦業分公司銅綠山礦。

在廠家6 名技術管理服務專家的指導下，礦先后組織安排對ZY41D 鑿巖臺車進行地面實踐操作和維護保養培訓、性能測試、整機解體、運輸、井下安裝和調試，并在安裝巷道進行鑿巖試車。隨后ZY41D 鑿巖臺車進入－485 m 中段北沿一分層9434 采場做鑿巖前準備。并開始在9434 采場開始試用鑿巖作業（垂直孔、鑿巖深度4.5 m、孔徑57 mm），并于10 日后結束撤出采場，累計鑿巖孔數113 個。期間，從ZY41D 鑿巖臺車入場到采場鑿巖作業結束，礦及廠家技術人員都跟隨現場，設備在采場鑿巖時16 h 跟班服務，參與操作、指導、調試，發現設備問題或故障，響應及時，整改迅速。隨后，ZY41D 鑿巖臺車先后在9310、9437、5501 等3 個采場完成中深孔施工，廠家也多次到現場進行回訪、指導，及時處理起動機、空壓機等故障，保證臺車的作業正常。

通過近6 個月的實際試用，礦與廠家對ZY41D 鑿巖臺車調試整改、適用性能等情況進行總結。

4.1 ZY41D 鑿巖臺車在礦井下適用性

（1）安裝總功率53 kW，供電電壓380 V、50 Hz，符合井下供電等級要求。

（2）長寬高9.28×1.68×2.685（最低1.980）m，轉變半徑：外R4465、內R2354，臺車在井下斜坡道、巷道和采場的通過性符合礦山實際使用要求。

（3）鑿巖工作斷面設計R 最小1500、R 最大1950，符合一般采場作業條件，推進梁可滿足扇形孔鉆孔需求。

（4）鉆桿為R32 螺紋，同K41 臺車鉆具通用。

（5）鉆機防卡釬設計，避免誤操作、設備故障擴大。

（6）ZY41D 主要部件均采用原裝進口及國際一線品牌，鑿巖機為法國蒙特貝、車橋及變速箱為美國德納、主油泵為力士樂等，實際使用性能尚好。

4.2 ZY41D 鑿巖臺車同K41、DL331 臺車比較

（1）K41 由于設備較窄且細長，致使其行走不穩定，DL331由于設備尺寸較大，通過性較差，ZY41D 相對于K41 進行加寬，增加穩定性，同時整體尺寸相對DL331 要小，有效保證其在礦井下巷道的通過性。

（2）ZY41D 加入集中潤滑泵，對整車除傳動部位之外的潤滑點進行一鍵整體潤滑，可有效提高維保效率，降低維保難度。

（3）K41 無自動接桿機構、DL331 雖然帶自動接桿機構，但是由兩個油缸控制，出現不同步，導致接桿機構不適用，目前兩設備均采用人工加接桿，ZY41D 具有自動接桿機構，雖然接桿時工作效率有所降低，但是減少工人勞動強度，在采場中施工更安全。

（4）備品備件價格較進口K41、DL331 低，成本更節約。

（5）ZY41D 臺車的鑿巖效率為孔深6 m，每天打孔18 個左右；孔深9 m，每天打孔11 個左右，比90 圓盤鉆機每天打8 個孔高，達到K41、DL331 水平。

4.3 效果評估

ZY41D 鑿巖臺車作為一款專為滿足礦井實際生產條件而定制的鑿巖機，通過近一年的不斷改進與試用，基本上可以滿足銅綠山礦井下現有大部分采場的工況要求和中深孔施工條件。