萄 嘶￡６） ．锈 ≮＼Ｌ ＼ ｌ ， 一／ － ／ 。１ ｌ 【 地下矿山采矿 备的耕发展 马鞍山铜铁设计研究院周淑嫒 ｇ 近年来，国外地下矿山开采的采矿设备总 的发展趋势是：液压化、无轨化、动力电气化及 自动化。与８０年代初期相比，其地下无轨开采 设备更有长足的发展和进步。尤其是无轨微型 多的趋向，以满足一些矿山高效采矿法和薄窄 矿脉开采的需要。如： 凿岩台车的规格既有车宽仅ｌｍ的单臂微 型台车，也有能开凿断面为１３０ｍ 隧道的四臂 采矿设备的大量投用，使薄窄矿脉的开采机械 化进入了一个新时期。 目前，我国液压凿岩设备的研制已有了较 大的发展，无轨铲运机已有系列产品投入使用， 辅助作业机械化设备的研制也初见成效。我国 地下矿山采矿设备的发展将主要立足于提高产 品质量、完善产品结构及品种规格；对关键性设 备要进一步推广应用，同时要加速关键部件的 攻关和备品配件的生产。 国外地下矿山采矿设备的新发展 近年来，国外地下矿山采矿设备新发展表 现在以下几方面。 １．采掘作业的成套设奋 地下矿开采的采掘作业中无论是主要还是 辅助作业工序都研制出了相应的胶轮行驶成套 设备。这些设备包括掘进和采矿用的全液压凿 岩台车、内燃和电动的铲运机以及自卸式运矿 车等主系列。与其配套的辅助系列有：机械手、 睦轮自行式装药车、撬毛车；带作业平台的锚杆 钻装车；安装管道、缆线及金属顶网的作业车； 混凝土喷浆系统作业车；加油润滑车、维修车； 运送人员及材料车等多品种、多功能的配套设 备。 ２．采掘设备规格齐奎，品种多样，产品系列 更趋完善 各类采掘设备均已形成系列，近年来，在其 规格品种上更趋完善，满足和适应了不同矿山 对设备生产能力、性能和规格等要求。就其产品 产量看，一般中等规格的产量较多。但随着采矿 工艺拨展的需要．近年来大型和微型设备有增 重型钻车；有钻孔深度２～３ｍ的浅孔和孔深达 １ ００ｍ的深孔采矿台车。液压凿岩机的单次 冲击功由ＨＥ ３２２型的６ ０Ｊ至ＨＬ ４ ０ ０ ０型的 ２ ０５０Ｊ，穿孔直径２３～１５０ｍｍ，最大直径可达 ２３０ｍｍ。 目前国外生产凿岩设备主要有瑞典、法国、 芬兰和美国等。这些国家的产品分布世界各地， 近年来不断有新产品投放市场 瑞典Ａｔｌａｓ ｅ．ｏｐｃｏ公司在推出ＣＯＰ１２３８型 液压凿岩机．之后，］９８６年又向市场投放 ＣＯＰ１ ４４０型和ＣＯＰ］５５０型两种高效能液压凿 岩机；进入９０年代后又推出ＣＯＰ４０５０型和 ＣＯＰ１８３８型两种新型液压凿岩机。ＣＯＰ４０５０型 是一种重型液压凿岩机，专门用于深孔凿岩，钻 孔直径８９￣１２７ｍｍ。钻孔速度是同级潜孔钻机 的两倍。 芬兰ＴＡＭＲＯＣＫ公司生产的液压凿岩设 备已系列化，既有能在中硬岩石钻凿小直径炮 孔的轻型液压凿岩机（ＨＥ５５Ｆ型，重２５ｋｇ），也 有能在坚硬铁隧岩石中钻凿直径２３０ａｒｍ炮孔 的超重型液压凿岩机，后者的凿速相当于同级 牙轮钻机或潜孔钻机的２～４倍。该公司为配合 ＶＣＲ采矿法应用而研制的ＳＯＬＯＨ８０ＲＡ型深 孔采矿钻车，配２５５ｋｇ重的ＨＬ８５０型液压凿岩 机．可钻孔径ｌ１５～１５２ａｒｍ的大炮孔，孔深４０ ５０ｍ，最深可达ｌＯＯｍ。该公司还研制了 Ｈ８００ＲＬ型天井深孔采矿机组，配有一台 ＨＬ８５０Ｓ型液压凿岩机和微电脑控 装置，它 可在天井内向上钻倾斜０ｏ～２０。直径１００ｒａｍ的 环形孔，最大孔深可达４０ｍ，徽电脑可储存４００ ５一 秉·掘 地下矿山采矿设备的新发展 个计划钻凿炮孔的倾角、方位角、深度等数据． 实现炮孔的定位、定向、开孔、接杆、停钻、卸杆 和换位等全过程的程瞎控制。 ． 铲运机是地下无轨采掘设备中的重要组 成，国外地下矿山均已普遍采用。目前世界铲运 机的产权主要为原瑞典Ａｔｌａｓ ｃｏｐｃｏ公司和芬 兰ＡＲＡ集团的太钻机公司。铲运机的规格既 有斗容１ｌｍ ，载重２０ｔ的大型铲运机，也有斗 容０．３８ｍ ，机宽仅０．８５ｍ的微型铲运机。有内 燃和电 动的，还有距控、遥控和绳控等自动控 制铲运机，满足了不同作业条件的需要。 井下运输设备有载重２～４ｔ不等的各种地 下自卸运矿斗车、电动汽车、无人驾驶列车及胶 带运输机国外也开始在矿山血用 如：瑞典 ＬＫＡＢ·ＡＳＥＡ公司和ＫＩＲＶＮＡ载重汽车公 司共同研制的架线一蓄电池两用５０ｔ电动汽 车，四轮驱动，通过集电弓以架空线获得电力． 车内带有蓄电池，蓄电池以架线上连续充电，可 在无架线区段作业，运行距离可达１００ｍ．需要 时架线又可自动搭接 芬兰ＡＲＡ公司研制的架线式ＴＯＲＯ４ＯＥ 电动汽车已用于坎克贝里（Ｋａｎｋｂｅｒｇ）矿。 美国白松铜矿主平巷用一条长达１８ｋｍ的 电动腔带运输机将矿石从斜井运到选矿厂，运 输能力为２ ０Ｏ０ｔ／ｈ，胶带宽１．３７２ｍ，电机功率 ６ ７５０ｋＷ。 ３．辅助机械设奋得到全 发展 近年来，国外辅助采矿机械实现了标准化， 通用化。其各种工作装置采用模块组合。如：艾 姆柯公司研制的快速拆卸系统，提供４Ｏ多件附 属装置。使铲运机既可作装载机．又可用运输材 料和人员及其工作面凿岩、安装锚杆和其它用 途，所有附属装置均可由司机从司机室装配。 舍普夫机器制造公司生产的Ｆ ｅ运输车可 以很快把ｌ８个座位的人车改装为３ｔ材料车， 还可安上ｌｔ吊车。 尼特罗诺贝尔公司生产三种通用底盘 （ＰＴ５０、ＰＴ６１、ＰＴ１００）制成各种生产一辅助车 辆，可装备成装药车、带推板的浮石清理车、人 车、材料车、修理车、混凝土搅拌车和加油车，还 ６一 矿山Ｙｍ，ｌ￣ １９９６年第６期 可安装剪式升降台、吊篮式工作台、吊车和绞车 等。 ４．电力驱动的无轨采矿设备的新发展 内燃无轨采矿设备由于污染空气，近年来， ＧＨＨ公司和ＡＲＡ公司已研制成功并应用了 架线输电技术．使电力驱动的无轨采矿设备可 以丢掉拖电供应的电缆．从而解决了电缆式铲 运机受到运距限制和机动灵活性不足的缺陷。 沿通地表的斜坡道和阶段平巷架设三相交 流导相导轨，不仅使电动铲运机能够自行转运 各作业面或出入矿井．而且为长距离行驶作业 的新型电动运矿车的诞生创造了条件。据此，长 期难以解决的废气污染的柴油驱动的无轨目行 设备的发展将受到限制，电力驱动的无轨采矿 设备将得到发展。 ５．地下采矿设备的自动化 ８Ｏ年代后，由于微电脑技术的发展推广和 应用，地下采矿设备的自动化控制有了新发展。 现代化的液压凿岩台车都装有微电脑控制装置 和自动换杆机构，同时配有通用钻臂和多种工 作制度的凿岩机。 瑞典ＫＩＲＵＮＡ铁矿应用一台双臂凿岩台 车钻澡孔，用电脑控制并拉查钻凿全过程，由激 光导向调准凿岩支臂定位，如果发生卡钎等故 障时，台车自动停止．在屏幕上显亓彳国像以判断 故障形式，控制系统可调节各部位匣至排除故 障继续钻凿。 Ｖｉｓｃａｒ Ｊａ铜矿使用一台单臂接杆全自动凿 岩台车．由微电脑控制凿岩．自动装卸钻杆，当 工人用餐．换班或凿岩工临时不在时，仍可自动 凿岩，平均台班效率达１２５ｍ，最高达３Ｏ０ｍ。 出矿作业的距控、遥控和程控型铲运机数 量增多，且血用更加成熟。 瑞典ＫＩＲＵＮＡ铁矿使用的ＴＯＲＯ型１５ｔ 遥控铲运机．操纵者在控制室内通过底板下的 导向线导向，由电视监控和无线电控制装置进 行远距离操纵。辛克格吕万锌矿则通过顶板上 的导向线导向，遥控２５ｔ的ＭＡＮ－ＧＨＨ铲运 机，溜控距离为１００￣２００ｍ。 加拿大于１９９０年８月研制成功铲运机自 采·掘 地下矿山采矿设备的新发展 动导向系统，并在诺里塔地下矿的Ｗａｇｈｅｒ ＳＴ一 ５型铲运机上配备遥控系统和光导系统，试验 了铲运机以出矿点向矿石溜＃卸矿的作业情 况。铲运机的自动导向运行可前、后行驶，根据 需要选择预定的分支线路。光导系统方腰灵活， 适用性广，可用于单机、多机控制的简单和复杂 的运输网路，可一人远距离监控多台铲运机。 二、我国地下采矿设备的现状与发展 ８０年代以来，我国通过对先进技术引进， 设备进口和重大技术装备的攻关，矿山开采设 备的科研、制造畿力和技术水平都有了较大的 提高。目前，国内仅机械工业系统制造矿山机械 产品的厂家就有１３０多家。据１９９１年底统计的 机械工业系统的５７家矿山机械制造企业中，生 产矿山开采设备的专业和兼业厂家麸２６家，生 产各类矿山开采设备共２ ５２６台 １．凿岩设备 ８０年代至今，我国引进、自制及与国外合 作制造了液压凿岩机及配套钻车，大直径潜孔 钻车及牙轮钻也都有产品投入使用 据不完全 统计，到１９９０年底，我国先后研制和生产了３０ 多种不同规格的凿岩台车，其中自行研制的８ 冲，引进技术、合作制造或测绘的有２０多种，８０ 年代基本定型并批量生产的有１Ｏ多种。 我国浅孔凿岩设备以气腿式凿岩机为主， 其产品已具国际８０年代先进技术水平，不仅完 全满足国内市场需求，且出口第三世界国家和 地区。主要代表型号：ＹＴ一２４、ＹＴ一２７、ｖＴ一２７、 ＹＴ一３０等水平凿岩饥和ＹＳＰ一４５型等向上式凿 岩机 气腿式风动凿岩机是目蓟国内地下矿山 开采的主要凿岩机械。采矿用的中深孔凿岩设 备是风动型导轨式凿岩机及配套的台车或台 架．用得较多的是ＹＧＺ一９０型及配套的台车或 车架。 我国７０年代初开始研御液压凿岩设备，同 时先后从瑞典、日本、美国和芬兰等国引进了一 些新型高效的全液压凿岩设备。Ｉ９８０年我国自 制的第一套菠压凿岩设备鉴定投用，至１９９０年 十年间共鉴定了１２个型号的轻、中、重型液压 凿岩机和１０种液压台车或钻车。目前我国已有 矿山机械１９９６年第６期 五个主要凿岩设备厂家（南京工程机械厂、沈阳 风动工具厂、宣化采掘机械厂及沈阳有色冶金 机械总厂）引进了国外先进技术并与之合作制 造全液压凿岩设备。全液压中深孔凿岩设备近 十年来开展了大量研制工作，并有产品投入使 用，但因多方面原因未畿得到推广应用。如：小 寺沟铜钼矿１９８８年试用的ＹＣＴ一１型台车配 ＹＹＧ－２５０Ｂ型菠压凿岩机，试验中共钻凿合格 炮孔２ ０４０ｍ，最高台班纪录１９２ｍ．纯凿岩蘧度 １．４ｍ／ｒａｉｎ，因巷渔作业条件恶劣，备件供应不 及肘，故障较多，作业不正常。故未畿推广。 梅山铁矿试用的ＣＴＣＹ１５型液压采矿台 车，配用ＹＹＧ一２５０Ｂ型液压凿岩机，纯凿岩速 度达７００￣１ ０００ｍｍ／ｍｉｎ，平均５６．５ｍ／台班， 最高达１６５．５ｍ／台班，但该机应用中故障多，维 修量大，整机质量尚不畿满足生产要求，因此实 际效率比风动型ＣＴＣ１４１台车仅提高不足 １０ 。 总之，全液压凿岩设备在我国的发展已从 研制到应用并取得初步成效，今后主要是提高 整机质量，积极推广瘦用 引进的全菠压凿岩设 备在铁矿山（ＳｉｍｂａＩ－Ｉ２５２型配ＣＯＰ１２３８凿岩 有色矿山（Ｐｌｕｔｏｎｌ７一ｌＥｅ）黄金矿山（水星 １４）应用中均取得好效果，但需加蘧国产化工作 过程。 地下高风压潜孔钻机我国也研制了多种型 号，但应用效果与进口型尚有差距。如凡口铅锌 矿应用ＲＯＣ３０６型钻机台班效率为３３．７ｍ，在 金川公司矿山应用台班效率为４４．６９ｍ 但国产 ＤＱ一１５０Ｊ型钻饥在凡口矿应用，台班效率仅为 １６．３５ｍ。 国产地下牙轮钻机有ＫＹ一１２０型，ＫＹ一１７０ 型，１９９１年江西采矿机械厂制造了ＫＹＤ－２００ 型，穿孔直径ｌｌＳ￣２００ｍｍ，扩孔直径最大可达 ４００ｍｍ，钻孔深５０￣６０ｍ，最深达１００ｍ。目前 国产牙轮钻机尚未得到推广应用，影响其推广 的重要因素之一是牙轮钻头寿命较箍。 ２．铲运机 我国从１９７５年引进波兰的第一台铲运机 起，到目前在地下采场使用的铲斗容积为０．３８ ７—— 采·掘 地下矿山采矿设备的新发展 ６．１０ｍ 的铲运机共有５３种型号６２２台，其 中进口美国、法国、德国和波兰的各种铲运机共 ２４种型号３８７台，国内研制的共２９种２３５台。 目前，衡阳有色冶金机械厂已能制造５种型号 铲斗香积为１．５３～６．１０ｍ。的电动和内燃铲运 机。１９９１年沈阳矿山机器厂试制成功斗容为 ４ｍ 的电动铲运机 南昌通用机械厂已能批量 生产斗容为０．４～２．０ｍ 的电动和内燃铲运 机 因此，铲运机的规格品种基本可满足国内地 下中小矿山生产的需要。但较大斗容的铲运机 目前国内矿山使用的基本属进口型号。国产铲 运机除ＷＪ－０．７５型整机质量满足矿山生产要 求外．其他多型铲运机的性能，质量还需进一步 提高，尤其是备品备件的供匝且不能满足生产 需要。铲运机在匝用的效率上，目前各矿山因具 体条件不同而参差不齐，一般效率为７～１５万 ｔ／台年，３．５～７．５万ｔ／ｍ 。 铲运机在我国的发展趋势Ｍ ８座重点地下 铁矿中应用的１１ ０台铲运机看，电动型的占 ３Ｏ ．据１９９１年对黄金矿山采掘机械化调查中 得知，黄金矿山目前拥有的１２种型号铲运机共 ７１台中，电动型的占６２ 。由此可见，电动型铲 运机在我国占有相当大的比例，且成增大的趋 势发展。 微型铲运机我国也有产品井在矿山应用， 黄金矿山已有３种型号共２３台在生产中发挥 了重要作用。温控铲运机在化工矿山和有色金 属矿山均已应用，对安全生产起到了很好的效 果。但应用中的微型铲运机大都是进口型号 ３．井下运输设备及辅助机械 （１）井下运输设备 我国目前地下矿山主要运输水平仍以有轨 机车运输为主。随着地下矿舰模的扩大和装备 水平的提高，将采用重型电机车和大斗容的矿 车 如梅山铁矿二期工程（４００万ｔ／ａ矿石）已采 用２Ｏｔ电机车，１０ｍ 底侧卸矿车，双台板电振 放矿机，井下铁路运输后集闭控制系统等。 地下卡车的研制在我国正加速进行井已取 得初步成效。太原矿山机器厂研制的ＵＫ一１２型 ８ 矿山机械１９９６年第６期 地下矿用卡车，载重１２ｔ；北京重型汽车厂研制 的ＭＫ一２５．５型地下矿用卡车，载重２５ｔ。但目 前我国地下矿山应用中的卡车仍以进口车为 主。如：小寺沟矿用的卡车是日本 一４０型 （１ ４．５ｔ）和ＴＤ５０Ａ一０型（８ｔ）卡车；金川Ｉ镍矿用 的是ＭＫ—Ａ１２型（ＧＨＨ公司）；三山岛金矿用 的ＭＴ一４１３型（Ｗａｇｎｅｒ公司），载重１３ｔ 国产卡 车尚未在矿山中推广应用。 （２）辅助作业机械设备的发展 现代化地下开采矿山，除主体凿岩设备和 装运设备要求高度自动化和高效率外，发展配 套的辅助机械设备将是充分发挥主体设备效能 的重要保证。国外矿山的辅助设备已基本实码 与主体设备配套。 我国近十多年来，辅助机械设备也有了一 定的发展，现在已有约１Ｏ种无轨辅助机械设备 通过了技术鉴定。如ＢＣ一２、ＤＹＺ一２２０型装药车， ＣＴＭ一１型锚杆钻孔车，ＭＡＣ一１型锚杆安装车， ＤＣＨ一２和ＹＣＫ一３型井下运料车，ＦＣＨ一６型混 凝土喷浆车，ＷＧ－２型油料输途车和ＷＦ一２型 维修车等地下采矿辅助设备。１９９０年和】９９１ 年期间，我国相继研制成功多功能服务车，混凝 土运输车，混凝土喷射车和通用底盘运料车等。 但这些辅助设备在国内矿山应用的较少。目前 矿山使用的无轨辅助设备，大都是先后Ｍ芬兰、 法国、德国、美国、加拿大等国引进的共约５Ｏ多 台（车）。但正是由于这些设备的引进和应用，促 进了国内地下矿山采矿辅助设备的发展。国产 辅助机械设备的当务之急是迅速提高产品质 量，完善产品结构，加速在矿山生产中推广应 用。 参考文献 Ｉ 屑敏自 星内外地下金属矿采矿设备的现状与发展趋势． 中国有色总公司设备情报网论文集．１９９２，６． ２简富昌．我国地下金属矿山装备现状及近期攻关探索．矿 山机械，１９９１（ＩＯ） ３赵惠文．我国矿山开采设备的现状和发展．矿山机械，ｉ ９９４ （６） ４饕表泉．我国睹岩机械的现状与发展．矿山机械，１９９Ｉ． （忱稿日期：ｉ ９９６－０８—２６） （修改稿日期：｝９９６－０１—２５）