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关于锚杆台车技术交流及考察情况的
汇 报
由于北洺河铁矿围岩结构复杂、岩层破碎严重,因此掘进后支护作业量较大。支护方式主要有素喷支护、喷锚支护、喷锚网支护等形式,喷锚及喷锚网施工部位及作业量占全矿支护作业量的80%以上。
用手持式7655凿岩机施工锚杆孔时由于断面尺寸大职工工作强度大、作业效率低、危害职工健康;另外由于巷道断面尺寸大,施工的锚杆孔不能垂直岩面,造成支护强度不够;遇围岩条件较差部位,使用手持式7655凿岩机危险系数高;塌冒严重地段容易造成支护滞后,重复支护造成大量成本浪费。为了改善职工作业环境、减轻劳动强度、提高作业效率和支护质量、缓解支护滞后对支护成本的影响,2010年维简计划引进锚杆台车一台。为了使该设备能更好的贴近我矿生产实际,局资产部先后组织了两次由局、矿相关部门参加的技术交流会,并赴湖北程潮铁矿及山东黄金矿业等矿山,分别对Atlas公司的Boltec 235型锚杆台车与Sandvik公司的DS310型锚杆台车进行实地考察,现就具体交流和考察结果汇报如下:
一、目前我矿巷道支护基础数据
(一)巷道尺寸
宽*高 4400mm*3900mm(前) 4200mm*3600mm(后)
(二)锚杆支护形式与支护参数
间排距为900mm×900mm,梅花形布置
(三)锚杆施工情况
钻孔设备: 7655凿岩机 钻头直径:42mm
钻孔深度:大部分钻孔深度为1600mm
(四)锚杆种类及规格
1、涨缝锚杆(占总用量的20%)
直径:48mm 长度:1600mm或1800mm
2、砂浆锚杆(占总用量的80%)
直径:16mm(螺纹钢) 长度:1600mm或2000mm
二、两家公司在国内销售的锚杆台车应用情况对比
(一)山特维克矿山工程机械贸易(上海)有限公司
目前我矿在用的TORO 400E电动铲运机、Axera D05掘进凿岩台车都是该公司产品。该公司生产的锚杆台车在国内应用较多的为DS310型锚杆台车,分布于山东黄金矿业、开源磷矿、大红山铁矿等矿山,使用情况良好。
(二)阿特拉斯·科普柯(上海)贸易有限公司
我矿使用的Simbar H1354采矿凿岩台车为该公司产品。该公司生产的锚杆台车在国内应用较多的为Boltec 235型,分布于梅山铁矿、程潮铁矿等矿山,注浆系统的使用效果均不好。
三、锚杆台车技术参数对比
制造厂商
山特维克矿山工程机械
阿特拉斯·科普柯
规格型号
Sandvik DS310
Boltec 235
有效工作高度
6.7米
8.5米
外形尺寸
长度
6525mm(不含钻臂)
6192mm(不含钻臂)
宽度
1750mm
1930mm
高度
2100mm-3100mm
2300mm-3000mm
转弯半径
内侧
3260mm
3000mm
外侧
5550mm
5800mm
凿岩机
型号
HYDRASTAR200
COP-1132
功率
6-10Kw
11Kw
频率
40-65Hz
100Hz
标准钎尾
R25-32
R25-32
发动机
型号
道依茨BF4L2011
道依茨D 914 L04
功率
55Kw
58Kw
钻臂
推进梁旋转
360°
360°
钻臂伸缩
1200mm
1600mm
推进梁长度
根据锚杆长度定制
根据锚杆长度定制
备选锚杆
树脂卷 水泥卷 缝式锚杆 水涨式
树脂卷 水泥浆 缝式锚杆 水涨式
电气系统
总功率
70Kw
66Kw
主电机功率
55Kw
55Kw
工作电压
380V-690V
380V-1000V
四、设备考察情况
在技术交流的基础上,我们又分别对设备的使用单位武钢程潮铁矿、山东黄金三山岛金矿、新城金矿进行了实地考察。
潮铁矿位于湖北省鄂州市,是中南地区矿藏资源最丰富、生产规模最大、技术装备最新的地下开采矿山。该矿使用的锚杆施工设备是Atlas Boltec 235,设备数量一台,具备砂浆锚杆和涨缝锚杆的作业能力,但由于初期试验发现注浆系统经常出现堵塞、水泥粘结等问题,所以在设备下井前就将注浆系统拆除,目前该设备只用于砂浆锚杆边孔的钻凿(顶眼则由外委施工单位利用7655凿岩机施工),并由人工进行注浆,凿岩效率为3分钟/孔。井下巷道净断面(支护及铺底后)为4200×3800mm,锚杆长度为1800mm,锚杆类型为砂浆锚杆,设备尺寸偏大通过性能不佳,且由于操作维护原因设备状况较差。
山东黄金集团有限公司三山岛金矿是国家黄金工业“七五”期间重点建设项目,是中国100家最大有色金属矿采选业企业之一,也是目前全国机械化程度最高的地下开采黄金矿山。该矿使用的支护设备为Sandvik DS310,在用设备数量三台,由于该矿围岩条件较好,设备仅进行机械式锚杆的自动施工,每工作循环为三分钟。锚杆长度1800mm,井下巷道断面尺寸为4400×3800mm,设备通过性能较好,钻臂部分配置简单,使用维护方便,只是由于井下淋水腐蚀严重,造成钻臂部分设备状况较差。新城金矿与该矿使用的设备型号相同,设备状况及维护情况较好,该矿单一施工涨缝式锚杆,锚杆长度1800mm。
通过对三家矿山的考察,我们发现Sandvik DS310型锚杆台车的应用较为成功,钻臂部分结构设计简单,且维护保养方便。而Atlas Boltec 235型锚杆台车由于多了一套注浆系统,操作维护较为复杂,注浆系统及部分阀需要每班清洗,注浆系统目前在国内没有应用成功的实例。
五、优缺点分析及对比
1、根据我矿实际使用的需要以及对技术交流内容的探讨,对以下三种设备进行对比列表如下:
设备
项目
7655凿岩机
(沈阳风动)
DS310
(山特维克)
Boltec 235
(阿特拉斯)
备注
安全保障
遇塌冒地段施工时,人站在渣堆上施工锚杆,危险程度极高
机械化作业,人员不用站在浮石下面,而是在安全顶棚下操作设备
机械化作业,人员不用站在浮石下面,而是在安全顶棚下操作设备
安全
锚杆孔施工
20分钟/孔
3分钟/孔
3分钟/孔
作业效率
(每班按6小时作业时间计算,每班按2人施工计算)
涨缝锚杆
单纯注锚杆
150-170根/班
综合
60-80根/班
综合
60-80根/班
综合效率
26-30根/班
砂浆锚杆
单纯注锚杆110-130根/班
无此功能
综合效率
35-40根/班
综合效率
24-26根/班
设备通过性
手持风动设备
最小可通过3m*3m巷道
最小可通过3.5m*3.5m巷道
设备性能比较(按巷道高度3.9米计)
可施工锚杆长度
1.6m
2.1m
2.1m
锚杆库容
无锚杆库
12根
10根
备件通用性
与掘进台车60%备件通用
与中深孔台车10%备件通用
实用性比较
辅助装备
掘进台车配电柜可直接利用
需另外订购配电柜及架设电缆
2、分析结果比较
(1)通过上表可以看到,从安全性能上,两种进口设备都能满足要求,从而淘汰落后的高能耗设备,也能够保证职工的职业健康。
(2)从作业效率上看,我们可以得出结论,使用7655凿岩机施工锚杆作业,打孔时间占总时间的77-83%,所以使用两种台车施工涨缝锚杆都能够减轻职工劳动强度和提高劳动效率。然而施工砂浆锚杆从表中可以看出人工注浆的劳动强度不大而且效率很高,下面对以下两个方案做一比较:
假设当月施工锚杆总量是3600根,使用DS310型锚杆台车打孔+人工注浆与Boltec 235直接施工注浆锚杆进行比较。
① DS310型锚杆台车每班可施工锚杆孔数量为(锚杆台车打孔加调整时间以5分钟/孔计算):
6小时*60分钟/5分钟=72个
施工锚杆孔的班次为:
3600 /72=50班次
人工注浆班次为:
3600/120=30班次
DS310+人工注浆施工砂浆锚杆班次为80个。
② 使用Boltec 235型锚杆台车施工的班次为:
3600/36=100班次
结论:使用DS310+人工注浆的效率更高,每月可节约20班次,每班次按两个人施工进行计算可节约40个工班。
(3)设备性能比较
①设备根据目前我矿在用采掘设备的使用情况,设备外形尺寸的大小,直接决定了其通过性能好坏,由于受巷道断面尺寸以及电缆悬挂、照明线架设、围岩破碎而断面变形等因素影响,设备在满足生产需要的前提下,外形尺寸越小,其灵活性越高,所以通过性上DS310型锚杆台车占优势。
②可施工锚杆长度由于受巷道高度限制,两种设备都只能施工最长2.135m的锚杆。
③锚杆库容量DS310型锚杆台车可一次安装12根涨缝式锚杆,装卡1次可施工1排锚杆(由间距900mm可知,每排锚杆数量为10-11根,如围岩条件较差的部位有可能施工12根锚杆)。而Boltec 235型锚杆台车只能施工10根,有时需要二次装卡锚杆。从这一点上讲,DS310型锚杆台车占优势。
(4)实用性比较
①单台设备运行如果与我矿现有设备的备件通用性差,将不会形成使用的连续性,且作为支护设备,其应用时将与Axera D05型掘进台车配合使用,而DS310型锚杆台车上的发动机、底盘及传动、车载空压机、水泵以及液压控制系统与AXERA-D05掘进凿岩台车通用,而且操作习惯也较为相同,而Boltec 235型锚杆台车只有底盘部分备件与中深孔台车通用。
另外,如果选择Boltec 235型锚杆台车还需要另外安装配电柜及电缆等辅助设施,才可以施工锚杆,而DS310型锚杆台车的电缆与配电柜与掘进台车的通用,可直接与掘进台车配合使用。
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