HT83S 型凿岩台车在缓倾斜薄矿脉中的应用
怀来宏达矿业有限公司 生产技术部
摘要：宣化华泰矿冶机械有限公司生产的HT83S 型凿岩台车在我矿已经运行半年多时间了，从设备选型到设备的使用和维护，我们积累了不少经验，也在实践中接受了深刻的教训。总结起来，机械化生产将会是以后矿山发展的趋势，我们除了要加强对员工的培训外，还需要一批拥有理论知识的操作人员专业的维护人员。
关键词：凿岩台车；掘进设备；采矿作业；操作；维护
2015年元月我公司引进了HT83S 型凿岩台车，这种设备适合井下凿岩作业，技术相当成熟。在我矿井下作业半年来，凿岩台车发挥了它的优势，使掘进台效成倍提高，成为我矿井下作业的主力设备。 1 HT83型凿岩台车使用情况
1.1 台车的选型
首先，我矿井下巷道大部分断面规格为3.5×2.5m ，进路开口一般为直线，所以对于大型井下作业设备，其通过性是一个很大的考验。转弯半径如果不能满足要求，将对设备带来很大的伤害，可能会出现不能通过或损坏转向系统部件的情况。然而，HT83S 能够通过最小规
格2.0×2.0m 的巷道，转弯半径能够适应我矿的条件。其次我矿局部围岩条件较差，所以保护性外壳使得该机器的部件免受伤害。同时上下活动的盖板也可以对工作人员起到很好的保护作用。再次，HT83S 型凿岩台车适合掘进工程，其高效率凿岩作业使掘进台效成倍提高，操作方便，简单易学，从凿岩台车入井到开始使用，不到1个月的时间，我矿的操作人员就能够熟练地操作。
1.2 掘进作业
1.2.1炮孔布置
我矿井下矿床由沉积形成，岩石普氏系数为8~10，矿石的普氏硬度系数为10~12，岩石可暴行更好。井下掘进工程普遍为脉内工程，巷道断面多为矩形，施工采用二次成巷，既先掘进小规格超前巷道，后进行压顶片帮，如此施工提高掘进效率，降低掘进成本。
巷道断面规格为3.5×2.5m ，掘进规格2.5×2.5m ，片帮规格1.0×2.5m 。由于矿石和围岩属中等稳固岩石，顶板多为页岩及对掘进工程的质量及进度要求，决定巷道断面设计为矩形，巷道依靠自然支撑，围岩条件差的路段使用锚杆支护。在掘进巷道时，采用梅花形掏槽爆破，掘进巷道为中段运输巷道，考虑到技术要求和收益，暂不使用光面爆破。凿岩台车钎杆长度为2.9m ，掏槽孔深2.6m ，辅助孔与周边孔炮孔深度为2.5m ，掘进装药孔一律采用42mm 钎头。
该爆破掏槽方式为梅花型掏槽，7个掏槽眼呈梅花形布置，其中中心孔装药，其余六个空孔，孔间距100mm ，中心孔位于巷道中心线
距底板1.25m 位置。
取最小抵抗线为650mm ，周边眼炮孔间距取1200mm ，顶板眼3个，底板眼3个，帮眼2个，周边眼合计8个。第一圈辅助眼的抵抗线取350mm ，第二圈辅助孔的抵抗线取750mm ，利用类似的方法计算得，第一圈辅助孔8个，第二圈辅助孔8个。掏槽孔7个，辅助孔16个，周边孔8个，总计31个炮孔。
2.5m ×2.5m 掘进巷道断面图
2.5m ×2.5m 掘进巷道纵剖面图
1.2.2装药及填塞
设计采用8个分段发1s 延期导爆管起爆，设计采用孔底药包起爆，起爆药包置于孔底倒数第2~3个药包处，爆破规格2.5×2.5m 。掏槽眼、辅助眼、周边眼、的装药结构如下：
1）掏槽眼：连续装药，装药系数90%，眼口用炮泥堵住；
2）辅助眼：连续装药，装药系数80~90%，眼口用炮泥堵住；
3）周边眼：连续装药，装药系数70%，眼口用炮泥堵住； 如图：
为保证爆破效果及充分利用炸药能量作功，爆破施工时炮孔应用炮泥进行堵塞，堵塞长度为炮孔的未装药部分。对炮孔进行堵塞有利于提高爆破质量、提高炸药利用率、降低单耗等效果。
1.2.3装药量计算
掘进爆破采用岩石膨化炸药，底板眼或含水炮孔采用岩石乳化炸药，每卷0.15kg ，长200mm 。
（1）在岩石普氏系数为8~11，S=6.25㎡的平巷掘进爆破中，每一循环炸药消耗量Q 可按下式计算：
（2）每孔装药量
Q=aLP/m
式中： Q ——每孔装药量
a ——装药系数
L ——炮孔长度，m
P ——每个药卷的重量，kg
m ——每个药卷的长度，m
1、掏槽眼装药系数按90%，炮眼长度2.6m, 带入公式计算得： （2.6 ×0.9×0.15）/0.2=1.755kg
每个掏槽眼装药卷数n=Q/p=1.755/0.15=12卷
掏槽眼总装药量Q t =12×0.15=1.8kg
2、辅助眼装药系数按80~90%，炮眼长度2.5m ，带入公式得： 第一圈辅助眼装药：
（2.5×0.9×0.15）/0.2=1.685kg
每个辅助眼的装药卷数n= Q/p=1.685/0.15≈11卷
第二圈辅助眼装药：
（2.5×0.8×0.15）/0.2=1.5kg
每个辅助眼的装药卷数n= Q/p=1.5/0.15=10卷
辅助眼总装药量Q f =11×8×0.15+10×8×0.15=25.2kg
3、周边眼装药系数取70%，炮眼长度2.5m ，带入公式得： （2.5 ×0.7×0.15）/0.2=1.3125kg
每个掏槽眼装药卷数n=Q/p=1.3125/0.15≈9卷
掏槽眼总装药量Qz=8×9×0.15=10.8kg
合计实际总装药量：
实际装药量Q 实=Qt+Qf+ QZ
=1.8+25.2+10.8
=37.8kg
1.2.4施工方案
二梯次掘进
根据巷道断面设计，巷道规格为3.5×2.5m ，断面积8.75m ²，掘进规格为2.5×2.5，断面积6.25m ²，片帮规格为1×2.5m ，断面积2.5m ²。设计掘进炮孔数为31个孔，为保证工程进度，采用超前掘进后片帮进行施工。凿岩台车超前掘进6~8m ，规格2.5×2.5m ，孔数31个，凿岩进尺2.5m ，人工装药，导爆管引爆；片帮作业为人工凿岩，采用YT-28机器，凿岩深度2.3m ，可确保进尺2m 以上。掘进与片帮作业同时进行，片帮作业量可根据现场实际情况增减，保持距离掌子面6~8m 为宜。
根据目前现场经验数据，凿岩准备时间20分钟；每个炮孔的平均凿岩时间在5分钟左右，安排凿岩时间为150分钟；吹孔、装药及放炮时间按60分钟计算，每班凿岩爆破时间为230分钟，合理组织可完成2个面的掘进作业。
1.3 采掘结合作业
我矿井下属宣龙式水成沉积铁矿床，矿体平均厚度为2.5
ｍ～3.5m ，倾角为13~15°，矿层顶板为石英岩，底板为砂页岩，石英岩，顶底板岩石力学性质良好，承压能力较强，岩石坚固稳定。但在构造带穿过位置，岩石质地松软、破碎，局部有冒顶塌方现象，做局部支护。
井下使用的采矿方法为全面房柱法，掘进工程沿走向方向施工，采准工程沿伪倾斜方向施工，将矿体划分成规格100m ×100m 独立盘区，形成完整的通风、排水系统。每个盘区周围留有5m 厚连续矿柱，盘区内布置6~8个采场，每个采场间留有4m ×4m 点柱。
采矿作业采用凿岩台车手抱钻相结合，凿岩台车完成2.5m ×2.5m 超前掘进作业，手抱钻完成扩帮、压顶及采矿作业。充分发挥了凿岩台车钻孔速度快，掘进效率高特点。
8m ×3m 采场全断面炮孔布置图
2 钎具使用情况
2.1 钎头
另外，很多钎具消耗都是由于操作工人的操作习惯不正规导致
的，所以，良好的培训和定期总结经验是我们达到降低消耗的一个最有效的途径。
2.2 钎杆
凿岩过程中钎杆的消耗速度较慢，一根钎杆的使用周期在15~20天，远远大于钎头的消耗速度，但是钎杆的价格是钎头的数倍，不正常操作引起钎杆的损耗会造成生产成本大幅度提高。钎杆不正常消耗有以下几方面：
1、开孔速度快。
解决办法：开孔速度过快会增加钎头和岩石的接触压力，钎头将压力传递给钎杆，钎杆承受过大压力而损坏。缓慢开口是保护钎头和钎杆最有效的办法，作业人员可根据作业面岩性调整钻孔速度，达到保护钎头和钎杆的目的。
2、开孔时，钎头与岩石接触，由于岩石形状不规则引起凿岩方向改变，扭曲钎杆。
解决办法：选择岩石质地均匀处开孔，开孔时，慢速推进；
3、凿岩过程中，调整钻臂位置引起钎杆发生形变，长时间反复会引起钎杆折断。
解决办法：凿岩过程中如需调整凿岩方向，应进行微调，防止调整幅度过大，扭曲钎杆。
3 台车的维修维护情况
3.1 选型正确给后期工作带来方便
由于我矿井下巷道规格多为3.5×2.5m ，采场进路开口多为直线，所以凿岩台车的型号将直接影响到其生产的运行以及后期凿岩台车的维护和保养工作，好在我矿和华泰公司经过多次沟通，最总决定购买HT83S 型凿岩台车，其优点是：可通过最小断面规格2.0m ×2.0m ，符合我矿井下巷道规格，油电双动力系统，在HT83基础上提高了凿岩效率。
3.2 加强日常维护
凿岩台车使用至今半年多时间里，凿岩台车的使用费用和维护费用较比其他企业同款车型节省了50%以上，主要在于我矿注重凿岩台车的日常维护和保养工作。每班作业前，当班人员需检查凿岩台车主要部件及仪表的正常性，并为凿岩台车增添油料；作业结束后需清洗凿岩台车并归位，给下一班作业提供方便。凿岩台车每天完成两班作业，休息一班，防止高负荷作业增加凿岩台车故障率，充分发挥了凿岩台
4 台车的管理与人员配备
4.1 操作人员文化水平需要进一部提高
从操作上来讲，操作工知识文化水平不能满足需要，虽然目前我们的操作工人能够很熟练的操作凿岩台车，但是，很多操作是不正确的，充分理解操作手册的介绍需要高中以上文化水平。而目前我们的岩工初中和小学文化水平的居多。另外受计件工资的影响，我们的生产工人，更多的会注重生产任务的完成，对于设备的日常维护和保养，还依靠监督和检查。
4.2加强操作人员的技术培训和对机器的检修能力 操作人员的操作技术多为自学和同事间相互交流总结出来的，能够满足日常操作需求，但是缺乏专业性，难以应对作业中的难题和突发情况；设备日常使用中的小毛病、小故障也让操作人员难以应付。由于地理条件的优势，公司定期组织操作人员到生产基地进行专业培训，其中包括凿岩台车的专业技术和基本维修能力，提高作业人员作业能力。提高操作人员的综合素质是提高作业效率的有效途径。
生产技术部 2015年9月18日 邮箱：[email protected]
HT83S 型凿岩台车在缓倾斜薄矿脉中的应用
怀来宏达矿业有限公司 生产技术部
摘要：宣化华泰矿冶机械有限公司生产的HT83S 型凿岩台车在我矿已经运行半年多时间了，从设备选型到设备的使用和维护，我们积累了不少经验，也在实践中接受了深刻的教训。总结起来，机械化生产将会是以后矿山发展的趋势，我们除了要加强对员工的培训外，还需要一批拥有理论知识的操作人员专业的维护人员。
关键词：凿岩台车；掘进设备；采矿作业；操作；维护
2015年元月我公司引进了HT83S 型凿岩台车，这种设备适合井下凿岩作业，技术相当成熟。在我矿井下作业半年来，凿岩台车发挥了它的优势，使掘进台效成倍提高，成为我矿井下作业的主力设备。 1 HT83型凿岩台车使用情况
1.1 台车的选型
首先，我矿井下巷道大部分断面规格为3.5×2.5m ，进路开口一般为直线，所以对于大型井下作业设备，其通过性是一个很大的考验。转弯半径如果不能满足要求，将对设备带来很大的伤害，可能会出现不能通过或损坏转向系统部件的情况。然而，HT83S 能够通过最小规
格2.0×2.0m 的巷道，转弯半径能够适应我矿的条件。其次我矿局部围岩条件较差，所以保护性外壳使得该机器的部件免受伤害。同时上下活动的盖板也可以对工作人员起到很好的保护作用。再次，HT83S 型凿岩台车适合掘进工程，其高效率凿岩作业使掘进台效成倍提高，操作方便，简单易学，从凿岩台车入井到开始使用，不到1个月的时间，我矿的操作人员就能够熟练地操作。
1.2 掘进作业
1.2.1炮孔布置
我矿井下矿床由沉积形成，岩石普氏系数为8~10，矿石的普氏硬度系数为10~12，岩石可暴行更好。井下掘进工程普遍为脉内工程，巷道断面多为矩形，施工采用二次成巷，既先掘进小规格超前巷道，后进行压顶片帮，如此施工提高掘进效率，降低掘进成本。
巷道断面规格为3.5×2.5m ，掘进规格2.5×2.5m ，片帮规格1.0×2.5m 。由于矿石和围岩属中等稳固岩石，顶板多为页岩及对掘进工程的质量及进度要求，决定巷道断面设计为矩形，巷道依靠自然支撑，围岩条件差的路段使用锚杆支护。在掘进巷道时，采用梅花形掏槽爆破，掘进巷道为中段运输巷道，考虑到技术要求和收益，暂不使用光面爆破。凿岩台车钎杆长度为2.9m ，掏槽孔深2.6m ，辅助孔与周边孔炮孔深度为2.5m ，掘进装药孔一律采用42mm 钎头。
该爆破掏槽方式为梅花型掏槽，7个掏槽眼呈梅花形布置，其中中心孔装药，其余六个空孔，孔间距100mm ，中心孔位于巷道中心线
距底板1.25m 位置。
取最小抵抗线为650mm ，周边眼炮孔间距取1200mm ，顶板眼3个，底板眼3个，帮眼2个，周边眼合计8个。第一圈辅助眼的抵抗线取350mm ，第二圈辅助孔的抵抗线取750mm ，利用类似的方法计算得，第一圈辅助孔8个，第二圈辅助孔8个。掏槽孔7个，辅助孔16个，周边孔8个，总计31个炮孔。
2.5m ×2.5m 掘进巷道断面图
2.5m ×2.5m 掘进巷道纵剖面图
1.2.2装药及填塞
设计采用8个分段发1s 延期导爆管起爆，设计采用孔底药包起爆，起爆药包置于孔底倒数第2~3个药包处，爆破规格2.5×2.5m 。掏槽眼、辅助眼、周边眼、的装药结构如下：
1）掏槽眼：连续装药，装药系数90%，眼口用炮泥堵住；
2）辅助眼：连续装药，装药系数80~90%，眼口用炮泥堵住；
3）周边眼：连续装药，装药系数70%，眼口用炮泥堵住； 如图：
为保证爆破效果及充分利用炸药能量作功，爆破施工时炮孔应用炮泥进行堵塞，堵塞长度为炮孔的未装药部分。对炮孔进行堵塞有利于提高爆破质量、提高炸药利用率、降低单耗等效果。
1.2.3装药量计算
掘进爆破采用岩石膨化炸药，底板眼或含水炮孔采用岩石乳化炸药，每卷0.15kg ，长200mm 。
（1）在岩石普氏系数为8~11，S=6.25㎡的平巷掘进爆破中，每一循环炸药消耗量Q 可按下式计算：
（2）每孔装药量
Q=aLP/m
式中： Q ——每孔装药量
a ——装药系数
L ——炮孔长度，m
P ——每个药卷的重量，kg
m ——每个药卷的长度，m
1、掏槽眼装药系数按90%，炮眼长度2.6m, 带入公式计算得： （2.6 ×0.9×0.15）/0.2=1.755kg
每个掏槽眼装药卷数n=Q/p=1.755/0.15=12卷
掏槽眼总装药量Q t =12×0.15=1.8kg
2、辅助眼装药系数按80~90%，炮眼长度2.5m ，带入公式得： 第一圈辅助眼装药：
（2.5×0.9×0.15）/0.2=1.685kg
每个辅助眼的装药卷数n= Q/p=1.685/0.15≈11卷
第二圈辅助眼装药：
（2.5×0.8×0.15）/0.2=1.5kg
每个辅助眼的装药卷数n= Q/p=1.5/0.15=10卷
辅助眼总装药量Q f =11×8×0.15+10×8×0.15=25.2kg
3、周边眼装药系数取70%，炮眼长度2.5m ，带入公式得： （2.5 ×0.7×0.15）/0.2=1.3125kg
每个掏槽眼装药卷数n=Q/p=1.3125/0.15≈9卷
掏槽眼总装药量Qz=8×9×0.15=10.8kg
合计实际总装药量：
实际装药量Q 实=Qt+Qf+ QZ
=1.8+25.2+10.8
=37.8kg
1.2.4施工方案
二梯次掘进
根据巷道断面设计，巷道规格为3.5×2.5m ，断面积8.75m ²，掘进规格为2.5×2.5，断面积6.25m ²，片帮规格为1×2.5m ，断面积2.5m ²。设计掘进炮孔数为31个孔，为保证工程进度，采用超前掘进后片帮进行施工。凿岩台车超前掘进6~8m ，规格2.5×2.5m ，孔数31个，凿岩进尺2.5m ，人工装药，导爆管引爆；片帮作业为人工凿岩，采用YT-28机器，凿岩深度2.3m ，可确保进尺2m 以上。掘进与片帮作业同时进行，片帮作业量可根据现场实际情况增减，保持距离掌子面6~8m 为宜。
根据目前现场经验数据，凿岩准备时间20分钟；每个炮孔的平均凿岩时间在5分钟左右，安排凿岩时间为150分钟；吹孔、装药及放炮时间按60分钟计算，每班凿岩爆破时间为230分钟，合理组织可完成2个面的掘进作业。
1.3 采掘结合作业
我矿井下属宣龙式水成沉积铁矿床，矿体平均厚度为2.5
ｍ～3.5m ，倾角为13~15°，矿层顶板为石英岩，底板为砂页岩，石英岩，顶底板岩石力学性质良好，承压能力较强，岩石坚固稳定。但在构造带穿过位置，岩石质地松软、破碎，局部有冒顶塌方现象，做局部支护。
井下使用的采矿方法为全面房柱法，掘进工程沿走向方向施工，采准工程沿伪倾斜方向施工，将矿体划分成规格100m ×100m 独立盘区，形成完整的通风、排水系统。每个盘区周围留有5m 厚连续矿柱，盘区内布置6~8个采场，每个采场间留有4m ×4m 点柱。
采矿作业采用凿岩台车手抱钻相结合，凿岩台车完成2.5m ×2.5m 超前掘进作业，手抱钻完成扩帮、压顶及采矿作业。充分发挥了凿岩台车钻孔速度快，掘进效率高特点。
8m ×3m 采场全断面炮孔布置图
2 钎具使用情况
2.1 钎头
另外，很多钎具消耗都是由于操作工人的操作习惯不正规导致
的，所以，良好的培训和定期总结经验是我们达到降低消耗的一个最有效的途径。
2.2 钎杆
凿岩过程中钎杆的消耗速度较慢，一根钎杆的使用周期在15~20天，远远大于钎头的消耗速度，但是钎杆的价格是钎头的数倍，不正常操作引起钎杆的损耗会造成生产成本大幅度提高。钎杆不正常消耗有以下几方面：
1、开孔速度快。
解决办法：开孔速度过快会增加钎头和岩石的接触压力，钎头将压力传递给钎杆，钎杆承受过大压力而损坏。缓慢开口是保护钎头和钎杆最有效的办法，作业人员可根据作业面岩性调整钻孔速度，达到保护钎头和钎杆的目的。
2、开孔时，钎头与岩石接触，由于岩石形状不规则引起凿岩方向改变，扭曲钎杆。
解决办法：选择岩石质地均匀处开孔，开孔时，慢速推进；
3、凿岩过程中，调整钻臂位置引起钎杆发生形变，长时间反复会引起钎杆折断。
解决办法：凿岩过程中如需调整凿岩方向，应进行微调，防止调整幅度过大，扭曲钎杆。
3 台车的维修维护情况
3.1 选型正确给后期工作带来方便
由于我矿井下巷道规格多为3.5×2.5m ，采场进路开口多为直线，所以凿岩台车的型号将直接影响到其生产的运行以及后期凿岩台车的维护和保养工作，好在我矿和华泰公司经过多次沟通，最总决定购买HT83S 型凿岩台车，其优点是：可通过最小断面规格2.0m ×2.0m ，符合我矿井下巷道规格，油电双动力系统，在HT83基础上提高了凿岩效率。
3.2 加强日常维护
凿岩台车使用至今半年多时间里，凿岩台车的使用费用和维护费用较比其他企业同款车型节省了50%以上，主要在于我矿注重凿岩台车的日常维护和保养工作。每班作业前，当班人员需检查凿岩台车主要部件及仪表的正常性，并为凿岩台车增添油料；作业结束后需清洗凿岩台车并归位，给下一班作业提供方便。凿岩台车每天完成两班作业，休息一班，防止高负荷作业增加凿岩台车故障率，充分发挥了凿岩台
4 台车的管理与人员配备
4.1 操作人员文化水平需要进一部提高
从操作上来讲，操作工知识文化水平不能满足需要，虽然目前我们的操作工人能够很熟练的操作凿岩台车，但是，很多操作是不正确的，充分理解操作手册的介绍需要高中以上文化水平。而目前我们的岩工初中和小学文化水平的居多。另外受计件工资的影响，我们的生产工人，更多的会注重生产任务的完成，对于设备的日常维护和保养，还依靠监督和检查。
4.2加强操作人员的技术培训和对机器的检修能力 操作人员的操作技术多为自学和同事间相互交流总结出来的，能够满足日常操作需求，但是缺乏专业性，难以应对作业中的难题和突发情况；设备日常使用中的小毛病、小故障也让操作人员难以应付。由于地理条件的优势，公司定期组织操作人员到生产基地进行专业培训，其中包括凿岩台车的专业技术和基本维修能力，提高作业人员作业能力。提高操作人员的综合素质是提高作业效率的有效途径。
生产技术部 2015年9月18日 邮箱：[email protected]