铜绿山矿ZY41D 型中深孔采矿台车定制化改造

张国盛

（大冶有色金属有限责任公司矿业分公司，湖北黄石 435101）

0 引言

中深孔凿岩台车在矿山井下生产中具有重要意义，决定矿山生产任务完成效率和矿山经济效益，属于矿山井下生产重要设备。介绍如何选择适合矿山实际生产工况的中深孔凿岩台车，以及如何针对现有工况对既有的中深孔凿岩台车进行定制化改造。

1 铜绿山矿井下采矿作业概况

铜绿山矿井下开采的生产工艺分掘进和采矿两个环节。主要有以下流程：凿岩、爆破、通风防尘、排险（支护）、出矿（出渣）、运输、提升、充填。采用的采矿方法为上向水平充填法、VCR 法及中深孔采矿法。ZY41D 中深孔凿岩台车施工采场位于-485 m 中段，顶板平坦有斜度，高度为3.5～3.8 m，采场温度38 ℃以上，风筒降温。孔网参数为1 m×1 m，孔深为4.5 m。

2 基础型ZY41D 凿岩台车试用情况

为提升矿山井下采矿装备水平，提高采掘机械化程度，降低员工劳动强度，进一步提高劳动生产率，依靠科技进步，实现“机械化换人，自动化减人”的工作目标。公司就ZY41D 型矿山井下中深孔凿岩台车在矿山的使用进行前期调研。同时采购一台ZY41D 凿岩台车到井下进行试运行。

采购ZY41D凿岩台车主要参数如下：最大钻孔深度13 400 mm，钻孔直径45～76 mm，转弯半径内2270 mm、外4400 mm。

由于铜绿山矿井下特殊地质条件以及采矿工艺特点，基础型ZY41D 凿岩台车不能完全适应矿山实际运行状况。矿业分公司铜绿山矿组织技术人员跟车跟班，及时记录运行工况及设备状况，对设备运行状况进行详细记录，并对部分内容进行整改如下：

（1）工作系统油温过高（65 ℃）：在水循环管路增加1 个三通，加快散热，油温降至45 ℃，符合工作标准。

（2）空压机夜班因电网电压340 V 故障停车：处理巷道供电柜接触不良后正常。

（3）后机架支撑油缸不工作：进出油路换向后正常。

（4）柴油机启动机（马达）不工作：处理电路接触不良。

（5）处理因凿岩岩渣堆积，钻臂钢丝绳断裂。

（6）处理前后支撑油缸底脚因螺栓断裂，底板松落。

（7）因继电器损坏，更换电子起动马达，控制线路整改。

（8）钎尾断裂，更换1 根。

（9）针对台车推进梁右边不能打垂直孔的问题，完成对推进梁的整改。

3 存在的问题及改进方案

在对上述运行中出现的一般性问题进行及时整改后，继续观察设备状况。通过长达半年的使用，总结出以下问题，并针对现场工况提出改进措施，具体内容如下：

3.1 ZY41D 凿岩台车存在的不足和问题

（1）推进梁的伸缩补偿量约为600 mm，台车每次定位只能进行单排孔凿岩，相比其他台车作业增加移动、效率偏低。

（2）电机为水平安装布局，空间紧凑，影响发动机等部位维护维修的工作效率。

（3）由于自动接杆装置的安装位置局限和井下照明条件影响，自动接杆较人工上钻杆的效率低。

3.2 ZY41D 凿岩台车改进方案

（1）对于凿岩机在台车推进梁右边不能打垂直孔的问题，对小臂结构重新论证设计，制作结构件，对小臂进行拆除、更换。经过现场试车、打孔，凿岩机完全实现在台车推进梁左右两边都能打垂直孔的要求。

（2）对于台车空间紧凑，发动机等部位维修不便问题，按台车维护标准与使用要求，加强日常维护和保养，规范使用，降低台车的故障率；厂家承诺提供更加快捷的技术保障服务，及时解决台车的疑难故障。

（3）自动接杆较人工上钻杆效率低，主要是从安全生产考虑，避免人工接杆时作业人员暴露在作业面下可能存在的冒落、片帮风险；如果操作人员通过实践学习，熟练掌握操作技能，自动接杆的效率会提高。

（4）在采场设计时，充分考虑ZY41D 凿岩台车行驶性能和通过能力，路面坡度设计在14°以内，可避免台车倾翻的风险。

4 定制化ZY41D 凿岩台车的现场应用及效果评估

通过多次技术交流，公司决定就以上运行中表现出的问题，提出改造方案，与设备制造商合作开发1 台适合小型巷道工况的国产化凿岩台车来满足矿实际生产需求。厂家根据矿定制要求（凿岩断面3300 mm×3300 mm、孔深13 m、孔径51～64 mm、爬坡能力＞17°）和采矿作业实际工况，正式立项研发。经过数月攻关，定制的ZY41D 凿岩台车到达矿业分公司铜绿山矿。

在厂家6 名技术管理服务专家的指导下，矿先后组织安排对ZY41D 凿岩台车进行地面实践操作和维护保养培训、性能测试、整机解体、运输、井下安装和调试，并在安装巷道进行凿岩试车。随后ZY41D 凿岩台车进入－485 m 中段北沿一分层9434 采场做凿岩前准备。并开始在9434 采场开始试用凿岩作业（垂直孔、凿岩深度4.5 m、孔径57 mm），并于10 日后结束撤出采场，累计凿岩孔数113 个。期间，从ZY41D 凿岩台车入场到采场凿岩作业结束，矿及厂家技术人员都跟随现场，设备在采场凿岩时16 h 跟班服务，参与操作、指导、调试，发现设备问题或故障，响应及时，整改迅速。随后，ZY41D 凿岩台车先后在9310、9437、5501 等3 个采场完成中深孔施工，厂家也多次到现场进行回访、指导，及时处理起动机、空压机等故障，保证台车的作业正常。

通过近6 个月的实际试用，矿与厂家对ZY41D 凿岩台车调试整改、适用性能等情况进行总结。

4.1 ZY41D 凿岩台车在矿井下适用性

（1）安装总功率53 kW，供电电压380 V、50 Hz，符合井下供电等级要求。

（2）长宽高9.28×1.68×2.685（最低1.980）m，转变半径：外R4465、内R2354，台车在井下斜坡道、巷道和采场的通过性符合矿山实际使用要求。

（3）凿岩工作断面设计R 最小1500、R 最大1950，符合一般采场作业条件，推进梁可满足扇形孔钻孔需求。

（4）钻杆为R32 螺纹，同K41 台车钻具通用。

（5）钻机防卡钎设计，避免误操作、设备故障扩大。

（6）ZY41D 主要部件均采用原装进口及国际一线品牌，凿岩机为法国蒙特贝、车桥及变速箱为美国德纳、主油泵为力士乐等，实际使用性能尚好。

4.2 ZY41D 凿岩台车同K41、DL331 台车比较

（1）K41 由于设备较窄且细长，致使其行走不稳定，DL331由于设备尺寸较大，通过性较差，ZY41D 相对于K41 进行加宽，增加稳定性，同时整体尺寸相对DL331 要小，有效保证其在矿井下巷道的通过性。

（2）ZY41D 加入集中润滑泵，对整车除传动部位之外的润滑点进行一键整体润滑，可有效提高维保效率，降低维保难度。

（3）K41 无自动接杆机构、DL331 虽然带自动接杆机构，但是由两个油缸控制，出现不同步，导致接杆机构不适用，目前两设备均采用人工加接杆，ZY41D 具有自动接杆机构，虽然接杆时工作效率有所降低，但是减少工人劳动强度，在采场中施工更安全。

（4）备品备件价格较进口K41、DL331 低，成本更节约。

（5）ZY41D 台车的凿岩效率为孔深6 m，每天打孔18 个左右；孔深9 m，每天打孔11 个左右，比90 圆盘钻机每天打8 个孔高，达到K41、DL331 水平。

4.3 效果评估

ZY41D 凿岩台车作为一款专为满足矿井实际生产条件而定制的凿岩机，通过近一年的不断改进与试用，基本上可以满足铜绿山矿井下现有大部分采场的工况要求和中深孔施工条件。