Boomer M2C電腦版雙臂鑿巖臺車在謙比希銅礦的應用

宮 升

(中色非洲礦業公司， 贊比亞基特韋)

0 前言

中國有色贊比亞謙比希銅礦為全力推進生產技術和管控系統升級改造，建立信息化、自動化礦山，于2017年引進了Epiroc(安百拓)公司生產的Boomer M2C電腦版雙臂鑿巖臺車，該設備以其先進的智能化水平、可靠性和易操作性，在謙比希銅礦的生產中發揮了重大作用。

1 雙臂鑿巖臺車的參數和特點

Boomer M2C電腦版雙臂鑿巖臺車的性能和技術參數如表1所示：

該型雙臂鑿巖臺車具有體型較大、結構緊湊、可掘可采等特點，整個控制系統又由RCS、Certiq、Scimitar和Underground Manager軟件等分系統組成。特別是其配置的“RCS鉆孔控制系統”，智能化和自動化程度更高[1]。

1.1 RCS分系統

RCS(Rig Control System的簡稱)，是對鑿巖類臺車在鉆孔作業時控制系統，該控制系統由操作面板和模塊組成，操作面板集成到控制系統中，模塊由CANBUS連接，電器布線更少，可實現的功能更多。所有的操作指令通過操作面板的按鍵和手柄向不同的模塊發送，經模塊分析處理后向相對應的液壓元件發出指令，實現不同的功能。

(1)檢查必要的基本參數，通過在設備各部位安裝的傳感器對設備工作狀態進行監控。

表1 Boomer M2C 電腦版雙臂鑿巖臺車設備技術參數表

(2)向操作人員傳送必要的設備狀態信息，如壓力、流量、溫度、鉆孔角度與深度等實時信號傳輸至“解碼模塊”，經過“解碼模塊”分析處理后將相關信息反饋到駕駛室操作面板顯示屏，便于查找設備故障點。

(3)操作人員可根據通過顯示屏上讀取鑿巖鉆孔時的相關數據與信息并做出判斷，通過操作面板的按鍵和手柄選擇執行相應的指令。

1.2 Certiq分系統

該系統將設備各部位傳感器反饋的信息和實時作業狀況通過井下WIFI基站傳輸至地面生產管控系統，便于設備管理。

1.3 Scimitar分系統

該系統通過設備日報記錄，自動生成設備維護保養計劃。同時，對備品備件庫存進行實時監控，實現生產與設備的全面管理。

1.4 Underground Manager軟件系統

該軟件系統可實現以下功能：

(1)由采礦技術人員通過該系統在專用U盤內設計完成“鑿巖炮孔圖”。操作人員在鉆孔作業前，將U盤插入駕駛室內操作面板，通過顯示屏和按鍵選擇并設定符合施工要求的“炮孔參數圖”，在完成激光定位與導航后，RCS鉆孔控制系統即可按預先設定的“鑿巖炮孔圖”或實現全自動鉆孔。同時，U盤將自動記錄并存儲整個鉆孔施工過程的相關數據。

(2)對U盤記錄并存儲的鉆孔施工過程的相關數據進行判斷分析，便于生產管理人員從中發現操作人員是否按要求進行施工，找出生產過程中存在的一些問題，及時制定解決措施，確保工程質量。

2 鉆孔控制系統先進性介紹

相比20世紀90年代鑿巖單臂鑿巖臺車Boomer 281、雙臂鑿巖臺車Boomer 282采用的“DCS”鉆孔控制系統以及中深孔鑿巖臺車Simba 252、Simba 254、Simba 1354采用的“ECS”鉆孔控制系統，Boomer M2C電腦版雙臂鑿巖臺車“RCS”鉆孔控制系統具有以下特點[2]：

(1)液壓系統組成更智能

駕駛室內操作面板集成到控制系統中。控制系統被分成許多模塊，這些模塊連接到一個網絡中，實現設備的所有功能。每一種模塊執行不同的指令，與PLC控制相比，RCS數據傳輸速度更快也更精確。因此，控制液壓系統更靈敏有效。

(2)液壓系統參數設置更方便

維修人員可通過駕駛室內控制面板上的按鈕，直接在顯示屏上進行調整或設置，無需攜帶各種不同的工具。

(3)液壓系統設計更簡潔

模塊的位置更接近需要實現的各種功能，模塊之間的CANBUS線也使得整個液壓系統看起來更簡潔明了。

(4)操作臺控制面板更緊湊

在駕駛室內一個非常緊湊的控制面板上，多功能的手柄和按鈕可以控制參數設置并實現設備所有功能。

(5)維護保養與維修更方便

自動潤滑控制系統由“Lincoln”自動潤滑泵、可調式壓力分配閥、耐高壓鋼絲軟管組成，可對設備上的每個鉸接與銷軸處進行點對點的潤滑。任何時候均可由操作人員或維修人員一鍵完成。同時，根據實際需要，對于特殊部位還可實現動態潤滑，極大提高潤滑效果，減少維修人員在設備保養潤滑時耗費的時間。

(6)查找、排除故障方法更快捷

系統在顯示屏上顯示故障相關信息，維修人員可直接在控制面板顯示屏上查找故障點；如需重新調整、標定或設置參數時，則需要使用RCS專用工具幫助排除故障。

從以上可以看出，Boomer M2C電腦版雙臂鑿巖臺車“RCS”鉆孔控制系統提供了符合人體工程學的工作環境，在設備操作與維護、維修等各方面的智能化、自動化使得數據傳輸速度更快、指令更精確，實現液壓系統的能力也更強。同時，對操作與維修人員的基本素質要求也更高。

3 謙比希銅礦應用

3.1 實際使用環境介紹

為了用好Boomer M2C電腦版雙臂鑿巖臺車，需要不斷優化完善井下生產作業區域環境，創造良好作業條件，如供水、供電、通風、排水、排泥、路面平整等。目前，主要作業區域在井下300～400 mL和400～500 mL兩個盤區，各盤區設備采用獨立的區隊作業模式。同時，在每個作業盤區分別建立臨時維修硐室，確保設備維護保養與維修能夠及時進行，有效減少設備行走與作業面轉換時間，提高生產作業循環的效率。

3.2 最佳參數設定與調整

鑿巖臺車在出廠時會選擇一般巖石硬度和特性的情況下完成各種設定。根據謙比希銅礦地理地質條件的特點，為了最大限度發揮Boomer M2C電腦版雙臂鑿巖臺車的功能和生產效率，不斷地對壓力、流量等參數進行調整與設定，使之達到最佳工況，謙比希銅礦選用的雙臂鑿巖臺車最佳壓力參數設定如表2所示。

表2 Boomer M2C電腦版雙臂鑿巖臺車最佳壓力設定

3.3 裝藥工作

采用Getman A64服務臺車完成輔助裝藥工作，通過不斷地試驗，對炮孔圖和相關參數設置進行優化，提高爆破作業施工質量[3]。

3.4 交接班與設備維護保養

(1)為了確保設備具有良好的工作狀態，減少交接班延誤的時間，極大發揮生產效率，采用了“1小時時間差”交接班辦法，即操作人員交接班時間早于維修人員1小時。當班作業完成后，由操作人員負責完成設備清洗清潔工作并向維修人員匯報設備運行狀況，經雙方確認后方可完成交接。

(2)由當班維修人員負責繼續完成維護保養與潤滑，通過打開“RCS”鉆孔控制系統界面，查找“歷史故障記錄”和各主要部件的工作小時數，如發動機、主電機、鑿巖機、空壓機、壓力參數設置狀況等，時間約1 h。

(3)周保養計劃，每周安排一次由維修人員負責、操作人員輔助按廠家標準和要求共同完成設備的全面保養工作，時間約4 h[4]。

3.5 班中設備巡檢

Boomer M2C電腦版雙臂鑿巖臺車在每班作業過程中，由專業維修人員負責完成不少于兩次的巡檢工作，通過與操作人員的溝通、檢查以及“RCS”鉆孔控制系統的信息反饋，詳細記錄設備在使用過程中的實時狀況，便于發現問題及時處理，為設備周保養計劃的制定提供參考和依據[5]。

3.6 實際使用數據

經過一年多的使用，對Boomer M2C電腦版雙臂鑿巖臺車的效率在不同作業盤區進行了實測。在4.5 m×4.5 m掘進作業面和5 m×4.5 m、6 m×4.5 m采礦作業面，平均炮孔數52～56個，測定結果如下：

(1)定位速度快、誤差小、精度高。孔口誤差小于2 cm，孔底誤差小于5 cm，超欠挖量小；

(2)鑿巖速度快，擴孔鑿巖時平均鉆進速度達到1.0 m/min，炮孔鑿巖時平均鉆進速度1.8～2.8 m/min；

(3)平均每個作業面完成鑿巖施工時間約1.75～2 h，其中純鑿巖時間約1.2～1.3 h，定位及其他約0.5～0.7 h；

(4)作業面炮孔鑿巖深度在4.5～4.9 m時，受巖石狀況的影響，平均炮效約4.0～4.8 m；

(5)兩班制且作業面充足的情況下，平均每班可完成3～4個作業面鑿巖施工，全天可完成6～8個作業面，單機臺月平均進尺520 m左右，11 000余立方量。

4 結論

Boomer M2C電腦版雙臂鑿巖臺車經過在謙比希銅礦的使用，以高效、低耗、安全、可靠的特點和突出業績表現，確保了生產管控系統的升級改造工作得以順利進行。隨著鑿巖臺車在硬件與軟件方面的不斷優化與升級，也對未來礦山的各類人員基本素質、生產作業環境與相關輔助設備的作業流程提出了更高的要求。未來，Boomer系列電腦版鑿巖臺車必將成為引領世界采礦業智能化設備的先鋒。