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紫金矿业薄矿脉型矿山小型轻便化装备研发应用经验
百科
2024-11-05 17:05
江苏
紫金矿业薄矿脉型矿山小型轻便化装备研发应用经验
紫金矿业是一家在全
球范围从事铜、金、锌、锂等金属
矿产勘查开发及工程技术研发应用的大型跨国矿业集团公
司。紫金矿业自2022年2月开始,下大力
气解决薄矿脉型
矿山巷道断面小、采高低、采幅窄给机械化智能化开采带来的技术难题,推进小型轻便化装备研发应用,累计投入2
400
余万元,成功研发了适用于凿岩、运搬、支护、排险
等4个
典型场景的6种小型轻便化装备,目前已推广应用92台套。
一、研发成果
(一)凿岩作业场景
1.小型智能掘进台车
图1小型智能掘进台车
如图1所示,小型智能掘进台车适用的掘进或采矿高度
为2.6—3.5米。该装备机身宽0.9
8米、高1.8米,整机重
量8吨,最小转弯半径(外侧)5.5米,最大工作坡度1
5°,
最大推进力15千牛,动力部件与凿岩部件采用铰链连接,
最小巷道通行能力2.0米×2.0米,最
小工作断面2.6米
×2.6米。与传统手持小型风动凿岩机相比
,该装备能够实
现现场遥控凿岩、远程胶囊舱遥控凿岩和地表一键智能凿
岩。
在同等岩性条件下,凿岩推进速度和综合穿孔能力大幅提
升,
以硬岩条件下钻凿断面2.8米×2.8米巷道、完成48个
孔深
为2.5米钻孔为例,单钻孔凿岩推进速度由原来0.4米/分
钟提高至1米/分钟,完成所有钻孔凿岩时长由原8小时降
低至4小时以下,凿岩推进速度提升2倍,综合穿
孔能力提
升1倍以上。
目前,该设备已在紫金矿业所属贵州紫金矿业公司推广
应用。
2.微型遥控凿岩机
图2微型遥控凿岩机
如图2所示,微型遥控凿岩机适用的掘进或采矿高度为
2.0-2.8米。该装备机身宽1.1米、高1.2米,整机重量2
.4
吨,最小转弯半径(外侧)5米,最大爬坡能力为25°,最
大作业坡度为22°,具备遥控定位、远程操控等功能。与前
述小型智能掘进台车相比,结构更紧凑,巷道通行能力更强,
该设备凿岩机构基于小型风动手持式凿岩机改装,最大限度缩减了设备体型,能够适应更小断面尺寸的巷道和采场,采用履带行走机构,大幅提升了其爬坡能力和工作坡度。
目前,该设备已在贵州紫金矿业公司,以及新疆
阿舍勒
铜业公司、云南麻栗坡钨业公司、洛阳坤宇矿业公司、浙江秀原矿业公司、云南巍山鑫源矿业公司、湖南有色集团等外部企业单位推广应用。
(二)运搬作业场景
小型遥控铲运机
图3小型遥控铲运机
如图3所示,小型遥控铲运机主要用于薄矿脉型金
属地
下矿山出渣或出矿,适用于小巷道、小采场运搬作业,替代传统的小型装岩机装岩、电耙绞车和人工作
业。该装备机身
宽1.4米、高1.5米,整机重量4.9吨,铲斗容量0.9立方,
最小转弯半径(外侧)4.5米,满载最大爬
坡能力20°,最
大工作坡度22°,最大卸载高度1.2米,采用履带式行走机
构设计,具备视距内遥控操作功能,一般与小型智
能掘进台
车或微型遥控凿岩机配套使用。在50米运距条件下,该设
备台班运行6小时铲装能力为80吨,出矿效率为同等功率
电耙绞车的3倍,与人工运搬和小型装岩机运搬相比,出矿
效率更高。
目前,该设备已在贵州紫金矿业公司,以及广西
一洞锡
矿公司等外部企业单位推广应用。
(三)支护作业场景
1.小型遥控锚网台车
图4小型遥控锚网台车
如图4所示,小型遥控锚网台车适用于掘进或采矿高度
为3.3—3.8米范围内的支护作业。该装备机身宽1.4米、高2.2米,最小转弯半径(外侧)4米,最
大爬坡能力15°,
电机功率30千瓦,锚杆长度1.8米,锚杆仓数量6根,推
进速度2.5米/分钟,采用履带行走机构,外接高压风驱动凿岩机构,最小巷道通行能力2.4米×2.4米。具备行走和锚网支护遥控操作功能,每循环只需人工装填一次锚杆(6
套)和网片(1张)。
目前,该设备已在贵州紫金矿业公司,以及贵州天恒建
设公司等外部企业单位推广应用。
2.
微型遥控钻锚机
图5微型遥控钻锚机
如图5所示,微型遥控钻锚机适用于掘进或采矿高度为
2.0—2.6米范围内的支护作业。该装备机身宽
1.1米、高
2.0米,整机重量2.2吨,最小转弯半径(外侧)2.5米,
最大爬坡能力15°,锚杆长度1.5米(可接杆),推进速度
2.5米/分钟,采用履带行走机构,外接高压风驱动凿岩机构,
最小巷道通行能力2.2米×2.2米。
目前,该设备已在贵州紫金矿业公司推广使用。
(四)排险作业场景
微型撬毛台车
如图6所示,微型撬毛台车主要应用于薄矿脉型金属地
下矿山排险作业,适用的掘进或采矿高度为
2.0—4.2米。
该装备机身宽1.2米、高1.5米,整车重量5吨左右,最大
爬坡能力22°,最小转弯半径(外侧)6米,撬毛机构为液
压破碎头,具备大块破碎能力,能够完成大块二次破碎作业,
冲击能量250焦耳,冲击频次700—1200
次/分钟,最小巷
道通行能力2.2米×1.8米,具备行走和排险全流程遥控功
能。
图6微型撬毛台车
目前,该设备已在贵州紫金矿业公司,以及
湖南曾洪源
矿业公司、都匀双龙泉矿业公司、都匀陈工矿业公司和贵州
政立矿业公司等外部企业单位推广应用。
二、应用效果
目前小型轻便化成套装备已在紫金矿业所属贵州紫金
矿业公司推广应用31台套,云南麻栗坡钨
业公司、洛阳坤宇矿业公司、新疆阿舍勒铜业公司等权属矿山推广应用22
台套,国内其他矿山推广应用39台套,取得了良好的应用
效果。一是适配薄矿脉型矿山的小巷道、低采高、窄采幅特
点。小型轻便化装备体积小、重量轻,通行和转场灵活,更
加符合薄矿脉型矿山机械化、智能化开采需求,能够在80%
以上薄矿脉型矿山推广使用。二是有效降低了安全风险和工
人劳动强度。小型轻便化装备无需人工或手持设备作业,通过遥控操作将作业人员从危险作业区域中解
放出来,有效降低了安全风险,显著降低了工人劳动强度,避免了噪音、粉尘和振动等职业病危害。紫金矿业研发应用小型轻便化成套
装备以来,采场数量减少50%以上,80%以上工作面实现机械
化作业,累计实现20余个工作面远程遥控作业,减少井下
人员12%;事故数量大幅度降低,自2023年以来,应用小型
轻便化成套装备的企业未发生生产安全事故。三是有效提高
作业效率和经济效益
。通过使用小型智能掘进台车、微型遥
控凿岩机等装备,不仅大幅提高了单孔成孔速度和综合台班掘进能力,还缩短了掘进周期,提升了整体生产效率,降低了生产成本,增加了企业盈利。以贵州紫金矿业公司为例,
2023年出矿量增加25%,产值增长47%、利润增长78%。
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