高效采矿设备在大屯锡矿的应用
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【摘 要】地下无轨设备的采用改变了传统的采矿工艺，通过引进先进的无轨高效采矿设备，使大屯锡矿综合采矿技术水平与装备水平取得了突破。本文就大屯锡矿高效无轨采矿设备的使用情况及存在的问题进行阐述。
【关键词】无轨设备；高效采矿设备；金属矿山
1 大屯锡矿概况
云锡大屯锡矿是云锡集团下属的一个二级矿山生产单位，矿山矿石产量和金属产量在云锡集团中占有较为重要的地位，金属产量上万吨的大型矿山之一。矿区位于个旧市南东平距8公里，公路里程30公里处。矿区开采海拔标高1360-2095米。
2 常规采矿设备
大屯锡矿，作为一个百年老矿，长期以来，矿山井巷掘进工作，一直是采用凿岩爆破的方法。并且巷道规格都是以小规格为主，采用气腿式凿岩机凿眼爆破的掘进，平巷作业装载设备主要以装岩机Z-30为主，采场出矿主要以2DPJ系列耙矿绞车为主。实践证明，使用这种方法时，劳动强度大、工作效率低，同时还具有很大的危险性。随着工业的不断发展，对地下资源的需求量与日俱增，迫切要求加快井巷建设速度和实现安全生产。
3 大屯锡矿高效采矿设备使用情况
设备与工艺相辅相成，工艺推进设备发展，设备推动工艺的进步，设备是实现工艺的先决条件。无轨采矿设备由于工作效率高，在现代金属矿山机械化生产中占据着主要地位，在整个凿岩、支护、装载、运输过程中，都处于主要的地位。根据我矿的地质条件和采矿方法，在1360中段开拓一条4×3.8m的开拓平巷。矿体采用无底柱上向扇形深孔连续崩落法和房柱法作为主要的采矿方法。采场、迎头断面3m×3m。下面主要介绍大屯锡矿高效无轨采矿设备的使用情况。
3.1 装载设备
采用AtlasST2D、AtlasEST-2D（电动）、国产TDCY-2铲运机，运载能力为3.6吨，可在狭窄矿脉及狭小空间的建筑工程作业，平行大臂设计满足了有效出矿作业所需的强力铲运配置。常规、久经考验的部件均获得较好的保护，从而实现较低的维护成本。同时，还采用了ZWY-160履带挖斗式装岩机进行装矿或出渣。铲运机采用中央交接，无需辅轨和架线，机动灵活，四轮驱动，前进后退双向行驶；可快速行驶到工作面，完成铲、装、运、卸等作业；活动及适用范围广，生产效率高等。但同时还存在废气污染、维修量和维修成本大、设备价格高等一些缺点。
3.2 运输设备
使用AtlasMT2010及国产CA-12矿用运矿矿车，适用于中小规模地下作业和快速开拓。MT2010运矿矿车高功率-机重比，提高了爬坡速度，优化箱体轮廓，可彻底、快速地倾倒，液压释放、弹簧制动系统，令作业更加安全。CA系列自卸运矿矿车具有外型尺寸小，结构紧凑、操作方便、转弯半径小、重载爬坡能力等。运矿卡车机动灵活、应用范围广、生产能力大及生产运输环节少等特点。同样存在废气污染等问题。
3.3 凿岩设备
掘进凿岩台车BoomerK41X，配备了强壮的BUT4B钻臂和COP凿岩机液压掘进凿岩台车，BUT4B重型钻臂可实现直接、快速和轻松定位，COP1238K凿岩机采用缓冲系统延长了机器的使用寿命。适用于窄矿脉开采；Boomer282是一款双臂液压掘进凿岩台车，钻机配有直接液压控制系统（DCS），该系统非常可靠耐用。配备了两根灵活的BUT28钻臂和COP凿岩机，低排放柴油发动机性能好、污染小。适用于中小型隧道和矿山巷道掘进，断面面积为45m2，BoomerS1D是一款单臂液压掘进凿岩台车，适用于小型矿山和隧道，断面面积为31m2，先进的底盘设计，确保维护简单、操作舒适；Simba1254是一款中深孔凿岩台车，适用于中小型巷道，钻孔直径为51-89毫米，钻机覆盖范围广，可以在巷道及帮壁上打环形炮孔组及上向或下向平行孔。凿岩台车式将凿岩装置安装子啊钻架上进行凿岩作业的设备，以机械代替人扶凿岩机的钻孔设备，并且能够精准的钻凿相互一定角度、孔深和空位的钻孔。在平巷掘进中，采用凿岩机比手持气腿式单机作业掘进工效提高1-4倍。在采矿钻孔中，全液压机械化凿岩设备的钻孔下来是手持气腿式单机作业掘进工效提高4-12倍。另外，由于凿岩台车液压元器件要求加个精密，所以设备价格较高，维护维修不易。
3.4 喷锚设备
采用Boltec235全机械化锚杆台车，储杆架上可以存储10根锚杆，可用于安装长度在1.5米到2.4米之间的所有锚杆锚杆，顶板高度最大为8.5米；BoltecMD锚杆台车，储杆架上可以存储10根锚杆，可安装长度在1.5米到3.5米之间的所有常用锚杆，顶板高度最大为9.5米。配备用于定位、钻孔和锚固的直接控制系统（DCS）和专用于打锚杆孔的COP1132液压凿岩机。直接控制系统（DCS）不仅生产率高，而且钻孔精准，它具备防卡钎保护功能，提高了钻杆的经济效益。COP1132高频率液压凿岩机不仅改善了钻杆的经济性，还提高了钻孔速度。
3.5 混凝土浇灌设备
采用澳大利亚捷肯混凝土湿喷台车RoboshotMidjetMK520m3/h，该设备是专门针对矿山和井下小型工程隧道设计的机械手控制的混凝土土喷射台车，由于本身设计小巧，能够在地下硐室中自由移动。另外，采用长行程和大容量的活塞式混凝土泵能够减少喷射过程中的脉冲，无线遥控系统使得整个喷射过程变得更加安全和灵活。并且配置了混凝土运输车Transmix50005m3及国产搅拌站JS1000等混凝土设备，使得坑内顶板和片帮管理措施得到进一步的巩固。
4 高效采矿设备应用效果
大屯锡矿采用了高效采矿设备以后，与常规的采矿设备相比，发生了根本的变化，矿山的生产和劳动作业强度降低、劳动生产率提高、安全生产等条件得到改善，先进的采矿设备的使用，改变了传统的矿山面貌，同时也为矿山现代化、达产达标提供了有力的保证。
4.1 劳动生产率显著提高
铲运机等无轨高效采矿设备具有一机多能的特点，受风水电的影响较小，简化了出矿环节，从而缩短循环周期，采矿强度大大提高。
4.2 降低了采矿成本
由于无轨高效采矿设备的应用，采区作业人员减少，功效却提高，出矿出渣劳动强度大大减轻。
4.3 提高了掘进和采矿生产力
大规格的巷道的开拓，常规的气腿式凿岩机已不满足生产要求。另外，常规设备的采场面积一般为300m3以内，采矿生产能力约8000t/a，而采用高效采矿设备以后，采产采矿面积及采矿生产能力增加约一半。
5 高效设备使用后存在的问题及措施
5.1 井下作业环境影响
井下作业环境对设备的工作效率非常大。由于无轨平巷刚刚开始开拓，井下通风设施还没正式完备，另外与主通风系统还未进行完好的连通，加之处于1360中段，与地面距离相对过大。造成井下通风条件相对较差。
（1）高效无轨采矿设备均以柴油机为动力，油烟、温升、粉尘等是目前必须面对的问题。使用柴油发动机的设备，因为发动机需要充足的设备，否则设备不能得到充分的发挥，甚至还会损坏发动机。
（2）由于通风条件的不足，造成工作面环境闷热，严重影响工作人员的身心健康。
（3）由于作业面环境影响，使操作人员会使用快推进高冲击的作业方式，造成凿岩机或油泵损坏，大大提高设备维修量和维修成本。
所以，使用井下无轨高效采矿设备，必须先改善工作面的作业环境，保证良好的通风条件。
5.2 设备本身问题
（1）高效无轨采矿设备，本身价格较高。
（2）高效设备使用以来，部分设备在使用过程中，部份零配件在保修期内出现了问题，如国产CA-12运矿卡车传动轴、连接十字头脱落，会导致卡车紧急停车或不能正常停下；转向油缸销子断裂会导致卡车方向不能控制。K41凿岩台车轮距较窄，重心偏向前端，在下坡道行驶，加之坑道条件限制，容易出现倾斜歪倒的情况。加强与设备厂家联系沟通，对设备使用过程中出现的问题给予技术支持并改善。
（3）设备体积过大，而常规的巷道规格过小，为了保证施工进度，无轨平巷采用分段开挖，所以必须先对无轨设备进行拆卸运输，运至工作面再进行组成，并且坑内没有形成完善的维修硐室，给设备在组装过程及组装质量造成影响。完善相关设施，并且引进低矮型设备。
5.3 维护维修人员技术力量薄弱
从常规采矿设备到机电液一体化的自动控制设备，大部分维修人员缺乏理论基础而且没有实际的工作经验，从而不能准确地判断设备故障，给维修工作带来很大的麻烦。在全矿范围内进行筛选维修相关专业的技术精英，经过请专业人员及厂家工程师指导和培训，使维修维护人员从静态和动态检查设备保养情况及了解各个部件结构及作用，加强设备维护保养，减少设备维修量，提高设备使用效率。
5.4 操作人员操作技术及责任心不强
设备操作人员对设备的操作熟练度是确保设备正常良好运行的前提，一名合格的操作人员，必须在启动设备之前，对设备各个系统部位进行检查，并做好交接班记录。如果发现问题，应及时交接设备维修人员进行处理，处理正常之后，再进行作业。启动设备后，应检查设备各个动作是否正常。运行时，必须看清前方路况，尽量避免坑凹、积水或大块。作业时，尽量避免轮胎打滑，减少轮胎磨损。加强培训，培训合格后才能上岗，加强操作人员的责任心。
5.5 辅助的无轨设备设施有待完善
随着矿山的发展，适用于井下的无轨材料运输车、人车、服务车、加油车等辅助设备今后也将进一步引进。
6 结束语
资源日益减少，采矿项目正向深、贫、难发展，引进先进的采矿方法和采矿设备以满足生产需要，提高矿山设备的机械化、液压化、自动化、智能化和结构模块化是矿山发展的趋势。
【参考文献】
[1]王运敏，主编.中国采矿设备手册[M].北京：科学出版社.
[2]于润沧，主编.采矿工程师手册[M].北京：冶金工业出版社，2009.
[3]李天成，主编.现代矿山采矿机械设备实用技术手册[M].北京：矿业出版社.