江西有色金属  1987, Vol. 1 Issue (3): 7-10
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我国地下矿山采掘机械化发展的几个问题[PDF全文]
高澜庆 , 谢道建     
北京钢铁学院
摘要:本文叙述了建国以来我围地下矿山采掘机械化的发展情況及存在的问题,并就井下采掘机械化发展的几个问题进行了分析和探讨。
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建国以来,我国地下矿山采掘机械化从无到有发展很快,并在以下方面作了不同程度的探索和实践:从引进仿制到自行设计,从手持凿岩机到台车,从装岩或装运机到铲运机,从单体设备到机械化作业线,从有轨到无轨,从风动到液压,从柴油到电动,从主要作业机械到辅助作业机械,从人工控制到遥控、微机控制;提高了机械化水平,取得了正反两方面经验。在上述发展过程中,深感互相探讨一些问题是有益的,以便互相交换意见,把工作做好。相信在研制、使用单位以及有关同忐的共同努力下,近期内将能把我国井下采掘机械化提高到一个新水平,

一 如何看待劳动力多、矿山机械化生产成本高

对这一问题如果不能很好分析对待,不仅会成为采掘机械化发展的思想障碍,而且会产生许多实际问题。

在一般情况下,我国劳动工资在矿石成本构成中只占10~25%,而在美国可占44~64%。我国井下工人工资约为0.3万元人民币/人年(含福利),而美国则为3万美元/人年。假若引进一台全液压采矿凿岩设备需23万美元,只相当于美国一个工人近8年的工资;这台设备折合人民币80万元,则相当于中国一个工人近267年的工资。同时,我国矿山劳动生产率低,矿石价格低,矿山利润低,一般仅相当于投资存入银行的利息。上述情况造成机械化对矿石成本降低作用不显著,对矿山经济效益作用不大,而设备的较髙的一次性投资还会影响到矿石成本提高。但这只是问题的一面。我们还应看到问題的另一面,在正常情况下,提髙机械化程度,工效、总产量都能有较大的增长,因而矿山的收入、利润得以蝤加。此外,我国是社会主义国家,通过机械化改善工人的劳动卫生和安全条件,应优先于其他技术经济考虑。而且我国人民生活水平不断提髙,独生子女是我们后代的一个特征,要求改善劳动条件是普遍而迫切的,如果矿山不提高机械化、自动化水平,那么劳动力很难流向矿山,那时在矿山,不是劳动力多,而是劳动力缺;要想提髙矿山生产,机械化仍然是必由之路。

但当前在我国采掘机械化中仍存在一些问题:一是某些国产采掘设备质量不高(特別是可靠性、耐久性)以致折旧费髙;备件、材料消耗及设备改造费用也很大。二是矿山技术骨干缺乏,工人文化、技术水平偏低,以致对设备的管理、操作、维修不善,加之备件不足,因而设备的完好率、作业率低,未能充分发挥效率。三是有些矿山采掘工艺与设备不甚匹配,如巷道运输是有轨的,采场进路为梯子间,铲运机解体进入采场再组装后就失去机动性;同时由于采场数量多,设备需要量大增,以致设备利用率也低。以上这些问题都会导致机械化的成本增高。如果这些问題能够加以解决,机械化的成本就会下降,而且机械化的固有的优越性就会充分显示出来,从而取得显著的经济效益。

下面以国内的几个实例来说明:例1,符山铁矿使用CIJ700掘进台车,从1980年6月到1983年只是一般维修而台车性能仍保持良好,与使用气腿凿岩机比较,每掘进循环进尺提高37.5%,每循环时间缩短23.6%,炮孔利用率提髙2%,每米成巷费用降低38.1元。例2,丰山铜矿从1980年起铲运机完全取代了ZYQ—14装运机,作业成本从使用ZYQ—14的2.26元/吨下降到1982年使用铲运机的1.85元/吨。白银公司小铁山矿,从1982年4月开始井下使用铲运机,其出矿能力是气动装运机的4倍,而每吨运矿成本仅为装运机的1/4。例3,小寺沟铜矿的铲运机原来一条轮眙平均运矿1~1.5千吨,运矿成本为1.87元/吨,后来订立制度,加强管理,—条轮胎平均运矿置提高到4千吨,运矿成本下降到0.93元/吨。

由此可见,要想解决机械化生产成本高的问题,还得靠我们对症下药,各尽其责才行。

二 采掘设备可实行几个并举,要因地制宜、配合采掘工艺,择优选用。

我国地下矿山数量很多,其中中小型矿山的比重很大,矿床埋藏条件复杂,开拓系统不一,采矿方法多样,一般来说,采掘机械化程度、技术、维修及管理水平不髙,经验教训告诉我们,切忌脱离实际按照一个模式盲目追求国内外先进水平。平巷掘进曾普遍推广轻型凿岩机台车,不少矿山效果不好形成累赘,有的积压在仓库里。比之气腿子凿岩机,这种台车推力大,钻速快,若用在硬岩钻2~3米深的炮孔,取得的技术经济指标当然要好得多。若用于软岩浅孔,钻速虽比气腿子的快,但其辅助时间长,加上出现故障要处理,总的作业时间还会比气腿子的长,这显然是不合算的。如果在采掘工艺上采用大直径深孔凿岩,那么既不能用气腿子凿岩机,也不能用这种台车而必须用装重型凿岩机的台车了。再从采场出矿方面来看,据统计,电耙(28、30千瓦)出矿效率与ZYQ—14装运机差不多,而浐运机的出矿效率比电耙和装运机都要髙。采场出矿成本以装运机最高,铲运机次之,电耙最便宜。因此装运机是不可取的,不宜发展。铲运机在国内外都称得上先进的采场出矿设备。但在国内,有些矿山开拓、采准巷道的布置不适应,采场矿置少,不能连续作业,辅助设备不配套,维修管理跟不上,因而铲运机勺效率不能充分发挥。再者,柴油铲运机污染问题未得到满意的解决,电动铲运机的普遍推广尚需一段时日。电耙结构简单,运行可靠,维修简易,出矿作业成本低,因此对一些资金来源困难,技术、维修、管理水平不髙的矿山,只要开采条件适应,选用电耙出矿就不是不可取的了。

基于我国矿山的特点,椐上所述,对于常规采掘设备至少在近期内(五年左右)可以共存并举;气腿凿岩机与凿岩台车并举,铲斗装岩机、电耙与铲运机并举,有轨与无轨设备并举,风动、电动、液压设备并举,吊罐法、爬罐法、钻井法、深孔爆破法并举。矿机制造单位可有计划地生产这类设备,提髙质量,尽可能加以改造、完善并保证备件供应。使用单位应结合矿山地质及开采条件及技术、维修、管理水平,考虑主要作业与辅助作业机械的配色,生产效率和成本、劳动卫生、安全等重要因素,仔细地进行综合技术、经济比较,然后作出其最优选择。当然,对于国内外都肯定的、先进的、方向性的设备,应该是优先考虑的,但也应作技术经济比较,坚持结合实际、讲求实效。这样才能扎实地、逐步地实际是迅速地提髙我国井下采掘机梂化水平。

三 加速辅助作业机械的研制及与主要作北机械配套使用

我国从七十年代到八十年代曾仿制和研制了一些辅助作业设备,如锚杆台车、装药机等,但效能不佳,没有很好地用于生产。但振动放矿机、混凝土喷射设备比较成功,能在生产中推广使用。目前技术上限制提高矿山生产的一个重要因素是辅助作业。就矿山总体而言,在这方面仍多为手工作业,因而限制了主要作业机械,如凿岩台车、铲运机等能力的发挥。同时辅助作业的劳动条件差、强度大,因而是急待解决的问题。

到八十年代中期,国外在辅助作业机械化方而已付出了巨大的努力,在较多的发达国家中基本上实现了井下作业全盘机械化。在大、中、小型矿山,主、辅设备均基本配穷。辅助设济(包括撬毛及锚喷设备、装药机、碎石机、人车、运料车、维修、服务车等)约占到总设备数的40%上下。辅肋作业设备的重大进展有以下几方而:(1)研制了具有多种功能、适应各种条件的锚杆台车。支护机械可遥控。机器人将下井进行支护。(2)混凝土喷射设备(包括干、湿喷)的结构、性能及施工综合机械化大有进展。(3)研制了自动、遥控装药机,装药机安有药卷计数器和深度指示器等,并实现了装药、运药综合机械化。(4)除“单机专用”的辅助作业车外“一机多用”车得到发展。(5)研制了地下铁道铺设机械。

我国在“六五”后期在井下辅助作业机械方面也出现了新形势。喷射混凝土设备不断改进,超前发展。振动出矿机有较高水平,推广使用较好。锚杆台车、装药设备及专用辅助作业车辆的结构、性能有了一些提高,并研制了钻装锚联合机。但是我们仍有不小的差距:(1)锚杆台车,井下装药设备、辅助作业车的品种及数置都还很少,性能质量不高;有些设备(如撬毛机)还是空白。支护及爆破怍业综台机械化水平还很低。井下其他笨重劳动基本上都是人工。(2)井下辅助作业设备与主要作业设备还没有完全配套。因此,我们应加速对井下辅助作业机械的研制和使用,锚喷支护及爆破装填作业实际上是采掘的直接生产环节,重点应放在锚喷撬毛及爆破装填设备上。要把主、辅设备配套使用,由点到面,逐步扩大。

四 引进设备和对外技术合作要结合国情,并立足于研制国产新设备和提高已有设备的性能和质量

国外采掘设备性能、结构在不断提髙、完善,并重视符合人类工程学的要求。瑞典的一种潜孔凿岩台车能进行360°环形凿岩,孔径165毫米,孔深可达100米。配有推进器液压定位系统、液压卡钎器、钻杆稳定器、测角仪、孔深计、钻速表和各种指示控制装置,推进力可调,转速能在0~40转/分范围内无级调节,炮孔偏斜率不超过1%,台班效率达50米。芬兰研制的天井深孔采矿机组配有液压凿岩机和微电脑。该机组可在天井内凿向上倾斜:0~20°、直径100毫米的环形炮孔,孔深可达40米,微电脑可以储存400个计划钻凿炮孔的倾角、方位角、深度等数据,使炮孔定位、定向、开孔、接杆、停钻、卸杆和换位等全过程实现程序控制。除各种大型凿岩台车外。各国对小型凿岩台车的研制也很重视。法囯的一种液压凿岩台车,宽仅1.25米,高1.3米,可用干断面2×2米的小巷道向工作面、顶板或侧壁进行凿岩,另外,电动铲运机在迅速发展,遥控铲运机日益增多。铲运机大型、小型兼备,还有微型、超紧凑型,可在小断面巷道中使用。结构上也有许多改进。

国外的先进设备和先进技术很值得我们关注,我们应该借鉴、学习,引进设备和技术是我们借鉴、学习的承要途径。但是“引进”一定要考虑我国矿山条件、经济状况和技术、管理水平,分清轻重缓急,兼顾当前和长远。

当前,一般已经比较注意不单纯引进设备,而是要引进、消化先进技术,走技贸结合的道路。但仍有以下现象存在,(1)只对大量使用进口设备有兴趣;(2)对引进设备、技术的消化、吸收局限在偏小的范围内,不利推广;(3)在消化、吸收先进技术时。考虑全盘接受多,考虑进行理论分析、实际鉴别并进一步结合同情加以改造,提髙少。这反映了有的单位和同志对“引进”、“合作”的根本目的还比较模糊,忘却根本上我们是为了更好地研制国产新设备和提髙已有设备的性能和质量。只有立足于自制,我国的矿山机械制造业才能站稳脚跟,得到发展。对矿山来说也是有利的。从经济角度上来看。全液压凿岩台车,国产的只要20万元(人民币),比之进口的投资少多了;同斗容铲运机的价格。国产的约为进口的40~50%。而折旧费占铲运机出矿成本的20~50%。因此。选用质量好的国产铲运机,是减少折旧费、降低出矿成本的重要途径之一。

为了正确处理好“引进”、“合作”与自制的关系,关键在于有得力的组织领导机构,以及有有关院所、高等院校、制造厂、矿山等单位组成的工作班子。“引进”、“合作”搞得好,将大大促进我国地下矿山采掘机械化的发展。