黃鳳輝(西藏珠峰塔中礦業(yè)有限公司 上海 200070)

1 引言

隨著國內(nèi)資源逐漸枯竭，中國礦業(yè)公司紛紛向境外擴展。比如，上海海成集團在一帶一路的發(fā)展戰(zhàn)略的指引下，在中亞塔吉克斯坦等開發(fā)鉛鋅礦并建設(shè)配套的工業(yè)園區(qū)。中國作為發(fā)展中的國家之一，在中西亞、南亞、非洲等同樣是發(fā)展中的國家內(nèi)開發(fā)礦業(yè)，生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備、資金等方面具有一定優(yōu)勢。

2 礦山概況及技術(shù)裝備

阿爾登-托普坎鉛鋅礦區(qū)位于塔國胡占德市東北，距離110km。礦山于1950年開始基建，1954年建成投產(chǎn)，2016年計劃生產(chǎn)能力為215萬t/a。三級礦量嚴重不平衡，開拓任務(wù)十分繁重，開拓巷道主要斷面為4.2m×4.0m、3.8m×3.6m、3.3m×3.0m。礦巖硬度系數(shù)：礦石：f=8～12；砂巖、矽卡巖：f=10～12；灰?guī)r：f=6～10；花崗巖：f=12～14。

礦山鑿巖設(shè)備掘進以臺車為主，采礦以手抱鉆為主。公司先后配置了兩批臺車。第一批是在2013年進了4臺江西鑫通DT1-14D臺車，第二批是在2015年進了4臺河北張家口華泰HT81臺車。臺車技術(shù)參數(shù)詳見表1。

表1 臺車主要技術(shù)參數(shù)表

3 鑿巖機械化的必然選擇

3.1 國際合作的硬性規(guī)定

塔國為了解決當?shù)鼐蜆I(yè)，在開發(fā)合同內(nèi)要求中塔員工比例為3∶7，因礦區(qū)一帶的經(jīng)濟主要為牧業(yè)，基本上沒有工業(yè)，當?shù)厝斯I(yè)素質(zhì)低，雖經(jīng)培訓，能從事井下作業(yè)，但主要是一些輔助工種，鑿巖、操作、維修等一些技術(shù)性的工種，都是以中方員工為主。

蘇聯(lián)解體后，塔國提倡“去俄化”，母語為塔語（小語種），俄語教育弱化，英語普及水平低，中塔員工溝通比較困難。在一定程度上，抑制了塔工招收數(shù)量。為了達到中塔員工法定比例，只有精減中方員工，選用臺車鑿巖是一個比較可行的辦法。如同樣完成鑿巖、裝藥、爆破作業(yè)，臺車（HT81）定員為每車配操作手（中方員工）2人，輔助工（塔方員工）6個，每天完成4個循環(huán)，每循環(huán)進尺3m，人均進尺為6m/人天（中方員工）；手抱鉆定員為每班鉆工（中方員工）2人，輔助工（塔方員工）1個，每天完成1.5個循環(huán)（勞動強度大），每循環(huán)進尺2m，人均進尺為1.5m/人天，那么臺車的效率是手抱鉆的4倍。并且臺車的中塔員工比例為1∶3，而手抱鉆的中塔員工比例為2∶1。

3.2 國內(nèi)員工成本過高

國內(nèi)員工素質(zhì)能滿足生產(chǎn)需要，但成本偏高。使用單位負責簽證、往還機票、休假工資（2次/年）、平時工資也是塔工的10～12倍。人工工資占成本比重較大，在滿足生產(chǎn)需要的前提下，使用塔工能大幅度降低生產(chǎn)成本。用臺車鑿巖代替手抱鉆，輔助工由塔工擔任，既不會影響生產(chǎn)，也提高塔方員工比例。

3.3 安全管理需要

礦巖穩(wěn)固性雖然較好，但包括主運輸巷在內(nèi)所有巷道裸巷多，掘進鑿巖作業(yè)都是在暴露的頂板下進行，頂板管理壓力大。如果各道工序機械化程度高，就能減少井下作業(yè)人員數(shù)量或改善作業(yè)環(huán)境，也就是說事故概率也會控制到最低。并且臺車作業(yè)時，司機操作位置遠離工作面，處于防護罩下工作，防止了空頂作業(yè)，有利于安全生產(chǎn)。

4 臺車運用的經(jīng)驗總結(jié)

第一批臺車進場時，分配給四家施工單位，只有一家施工單位正常使用，其他三家都將臺車擱置不用，普遍認為臺車不如手抱鉆。后來公司再進4部臺車，組建自己的隊伍，經(jīng)過實踐的摸索，最終發(fā)揮了臺車應(yīng)有的效益，人們才開始接受臺車。

4.1 更新管理理念

⑴與手抱鉆相比，掘進臺車鉆孔速度要高出3倍以上，能耗僅為手抱鉆的1/3，噪聲可下降約20分貝，鑿巖現(xiàn)場油霧氣濃度較低，可見度好。因此，掘進臺車具有鉆速快、節(jié)能、噪音低、勞動安全和衛(wèi)生條件好等突出優(yōu)點，是世界公認的高技術(shù)、高附加值產(chǎn)品。用掘進臺車逐步更新替代手抱鉆，正成為全球鑿巖工程發(fā)展的總趨勢。

⑵絕大部分礦山，特別是中小型礦山仍然在普遍使用氣體鑿巖設(shè)備，原來使用液壓鑿巖設(shè)備的礦山有的也已經(jīng)停用。造成這種局面的原因主要是:

①液壓鑿巖設(shè)備的一次性投資太大，維修保養(yǎng)成本也較高，中小礦山難以承受。

②我國勞動力成本相對便宜，勞動力素質(zhì)普遍偏低，使用簡單便宜又容易操作的氣動鑿巖機既經(jīng)濟實惠又易于管理，這為液壓鑿巖機的推廣無疑增添了客觀上的障礙。

③售后服務(wù)跟不上，國產(chǎn)鑿巖臺車在使用初期故障比較多，其中一個重要原因就是用戶使用不當，保養(yǎng)不善。因此，生產(chǎn)者對于新用戶，還要進行使用技術(shù)培訓和技術(shù)指導，用戶也要積極主動反饋使用信息，為臺車進一步升級改造提供第一手資料，礦企聯(lián)合是國產(chǎn)臺車進入國內(nèi)國際市場的強大推動力。

4.2 保證備件供應(yīng)

⑴礦山當?shù)鼗緹o工業(yè)，備品備件及加工件全部依賴進口。臺車備件，尤其是液壓鑿巖機備件價格較高，礦山備件數(shù)量及品種不可能太多，而在施工過程中，一旦某備件不正常損壞，將會導致待件、停產(chǎn)。

⑵與廠家合作，就地建立備件庫、實行寄售模式。備件供應(yīng)是保證液壓鑿巖機良好運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)條件，一般情況下，每臺鑿巖機應(yīng)儲備密封件23套，隔膜4～5個，沖擊活塞1根，蓄能器1個，液壓馬達1個，液壓馬達維修包1套。備件庫由廠家設(shè)立，礦山領(lǐng)用后，才付款。由廠家專業(yè)提供備件，品種、數(shù)量有保證，且不用增加庫存資金。實行備件寄售模式，極大地頭減少了設(shè)備待件停產(chǎn)時間，保證了設(shè)備的運轉(zhuǎn)率。

4.3 加強技能培訓

⑴操作技能培訓。初期釬具組（釬頭、釬桿以及釬尾）消耗大，主要原因是對設(shè)備不了解，操作不熟練，對于操作人員重點要求應(yīng)按巖石條件調(diào)整工作參數(shù)，遇到硬巖時，沖擊壓力應(yīng)高些，推進力應(yīng)大些，而扭矩不必過高；掘進軟巖時，沖擊壓力可以低些，推進力應(yīng)減少，而扭矩應(yīng)大些。鑫通臺車無防卡釬裝置，操作難度更大。很多釬具消耗都是由于操作工人的操作習慣不正規(guī)導致的。液壓油相當于液壓鑿巖臺車的血液，一旦血液出了問題，也將會造成不可估量的損失，油液的干凈程度直接影響著設(shè)備能否正常運行，井下環(huán)境差，按規(guī)范加油，避免液壓系統(tǒng)故障的發(fā)生。所以，良好的培訓和定期總結(jié)經(jīng)驗是降低消耗的一個最有效的途徑。

⑵維修技能培訓。臺車使用說明書是使用液壓鑿巖設(shè)備的指導性文件，維修人員及相關(guān)工程技術(shù)人員應(yīng)熟悉臺車鑿巖機使用說明，嚴格按規(guī)定維修。對于維修及設(shè)備管理人員，特別應(yīng)注意以下內(nèi)容：①參照規(guī)定的技術(shù)參數(shù)經(jīng)常進行檢查和調(diào)整。②按照規(guī)定的維修保養(yǎng)周期，認真進行維護保養(yǎng)。③遵照規(guī)定拆裝液壓鑿巖機，一定要在清潔的環(huán)境下進行，注意零部件的清潔度，并按規(guī)定步驟，使用專用工具進行作業(yè)，特別是注意安裝密封件，不能使其在安裝過程中受損。④注意選擇配套釬具，特別注意波形螺紋連接零件，保證螺紋部分不受沖擊力，還應(yīng)注意釬尾受沖表面硬度不能高于沖擊活塞的表面硬度。

⑶操作手的選拔。礦山井下大部分是苦臟累工種，且屬高危行業(yè)，雖然工資待遇會高些，但還是有很多人不愿從事礦山井下作業(yè)。所以井下員工大多來自農(nóng)村，且文化水平偏低，一般是初中以下文憑。然而井下作業(yè)機械化程度越來越高，并向自動化、智能化發(fā)展，先進的設(shè)備在井下難以推廣或使用效率低下，在某種程度上與操作者文化素質(zhì)有很大關(guān)系。國內(nèi)臺車操作手有企業(yè)委托職業(yè)技術(shù)學院培養(yǎng)，也有部隊培養(yǎng)，但數(shù)量少；更多是礦山企業(yè)選拔手抱鉆鉆工，在崗位上以師帶徒方式進行培養(yǎng)；塔中礦業(yè)為了短期內(nèi)配備熟練操作手，首先在國內(nèi)招聘熟練的臺車司機，其次送廠家進行理論學習，最后聘請廠家操作、維修技術(shù)人員現(xiàn)場指導。筆者認為最好的培養(yǎng)方式就是職業(yè)技術(shù)學院自行招收學員，有針對性對液壓設(shè)備進行理論和實踐培訓，然后向礦山等企業(yè)輸送，才能保證臺車操作司機具有較高的操作水準。

⑷炮效控制。影響炮效的因素很多，但布眼方式、鑿眼精度是其中的主要因素。一個合格的臺車司機能夠根據(jù)圍巖性質(zhì)選擇合理的掏槽方式，但合理的掏槽方式需要較高的鑿巖精度來保證。即裝藥眼與空眼、空眼與空眼距離及平行度必須符合設(shè)計要求，才能保證先進的爆破指標。眼距過大，鑿巖精度可低些，但炮效不高，要想取得滿意的炮效，必須盡可能控制眼距，眼距小則要求鑿巖精度高，才能避免炮孔打穿、卡釬和廢孔等浪費。眼距與平行度全依賴操作手的目測來判斷。操作手進場后，首先由施工工程師進行技術(shù)交底，內(nèi)容有巖石類別、可爆性、可鉆性及巷道質(zhì)量要求等；其次是測量工程師畫眼位及巷道輪廓線，校正巷道方位、坡度，并協(xié)助操作手定眼位及炮孔方位。采取技術(shù)人員現(xiàn)場跟班方式，有效地保證了先進爆破指標。

4.4 提高管理水平

⑴集中使用、統(tǒng)一管理。先進的設(shè)備與工藝需要完善的輔助系統(tǒng)和較高的操作維修技能，臺車需要統(tǒng)一使用與管理。第一批臺車，分散使用，導致操作手不合格、維修保養(yǎng)跟不上、備品配件不及時。為此，成立開拓隊，8部臺車歸其使用與管理。集中之后，開拓隊所有鑿巖都依賴臺車，臺車的完好率、使用率得到提高，當臺車取得應(yīng)有效益后，人們才開始接受先進設(shè)備。

⑵計件承包。與臺車有關(guān)的所有工種，比如，操作手、輔助工、裝藥放炮工、維修工等都實行按進尺承包，極大地調(diào)動了員工勞動積極性。剛開始，員工收入差距很大，淘汰了一批操作手及輔助工，但也有力促使各工種相互相配合，尤其是上下工序交接班緊湊，從而完善了臺車施工工藝，臺車滿意的炮效也是各工種齊心協(xié)力的結(jié)果。巖性變化后，操作手及時提醒調(diào)整爆破參數(shù)，爆破工也建議修正炮眼布置及如何提高鑿巖精度來保證單循環(huán)最好進尺。

⑶材料消耗指標的控制。與鑿巖爆破工藝有關(guān)的材料有釬具、炸材、液壓油等。這些指標如不控制，員工為了取得高進尺，就以犧牲成本來博取。釬具、炸材、各種油料單耗參照施工預(yù)算先制定并實行，然后根據(jù)實際消耗平均值來調(diào)整?？己酥?，成本得到控制，員工的責任心、操作技能得到提高。

⑷如何用好塔工。如上所述，企業(yè)想取得令人滿意的經(jīng)濟效益，必須合理使用塔方員工。也許是因為溝通障礙，或許是塔工素質(zhì)低，剛開始與臺車有關(guān)的班組都不喜歡塔工加入，測算單價后，各機臺如用中方員工，則付中方員工工資，如用塔方員工，則付塔方員工工資。實行工資包干后，中方員工才開始嘗試與塔工進行配合，最佳搭配是各機臺只有兩名中方員工，其他都是塔工。中塔雙方員工收入提高了，企業(yè)成本也得到相應(yīng)控制。

⑸完善輔助系統(tǒng)。CMJ1-14耗水量不大于2.1 m3/h，HT81耗水量為4m3/h，與手抱鉆相比，用水量較大，而且水質(zhì)要求高，所以臺車使用時，必須建立供水系統(tǒng)；CMJ1-14裝機容量為39.2kW，HT81裝機容量為62kW，使用臺車后，各中段通過管纜井，布置高壓配電硐室，各掘進工作面隨著進尺的延伸，動力電纜及時跟進,礦體分布范圍大，工序銜接緊湊，且技術(shù)報務(wù)、維修保養(yǎng)必須及時到位，所以必須加強井下通迅、調(diào)度。

5 國產(chǎn)臺車期待改進的地方

與國外產(chǎn)品相比，國產(chǎn)臺車還是存在一定差距，但國產(chǎn)臺車性價比還是很高的，不管是國內(nèi)的還是國外的，掘進臺車的設(shè)備研發(fā)、工藝完善一直處于發(fā)展之中。國產(chǎn)臺車在推廣運用之中，也要不斷改進、提高。

⑴臺車前端頂尖。小小頂尖作用大，主要是控制眼位偏差。國外臺車采用圓柱形，頂端為圓形平面，前面有一塊頂皮，與工作面一旦頂上，摩擦力大，開孔時不跑偏。國產(chǎn)臺車頂尖為三角形，最前端是鉆頭合金片，雖然空間范圍大，但與工作面接觸面積少，且剛性大，因工作面不平整，一般只有一點接觸，摩擦力小，開孔時很容易跑偏，不但導致眼位偏差，還會引起方位偏差。國外臺車頂尖的核心技術(shù)在于頂皮，耐壓耐磨，使用壽命長，效果好。國產(chǎn)臺車必須攻關(guān)，或借鑒、或創(chuàng)新，提高頂尖摩擦力，保證開孔精度。另外還有不足的細節(jié)，比如，前扶釬座短，鉆桿擺動大，不利于開孔；鋼絲繩調(diào)節(jié)器絲芽短，不利于鋼絲繩張緊。

⑵核心部件國產(chǎn)化。無獨有偶，鑫通、華泰掘進臺車使用的液壓鑿巖機都是法國蒙特貝生產(chǎn)的，在使用過程中配件昂貴，也無法替代。核心部件國產(chǎn)化是中國臺車發(fā)展必經(jīng)之路，也是主攻方向。讓國人倍增信心的是，國產(chǎn)的釬具組，比如蓮花牌，可與國外產(chǎn)品媲美。

⑶臺車方位與傾角數(shù)字控制。炮孔參數(shù)包括眼位、深度、水平方位和豎向傾角。眼位與深度施工中比較直觀，易控制，水平方位和豎向傾角操作手站在臺車儀表盤后僅依賴目測，難于掌控。臺車進入工作面之后，推進滑架與巷道中線平行時，取值為零、右偏為正、左偏為負；自身水平時取值為零，上仰為正、下俯為負。并且數(shù)顯于操作盤前。目前國內(nèi)外臺車都沒該裝置，普遍認為，臺車掘進巷道成型不如手抱鉆，主要原因是臺車鑿巖精度難于控制。

⑷復(fù)合式鑿巖。掘進臺車主要用來鉆鑿爆破孔，爆破的關(guān)鍵是掏槽。臺車單循環(huán)進尺高，適宜采用直線掏槽，保證直線掏槽效果的關(guān)鍵是鉆鑿足夠大空孔，且深度要比爆破孔大300mm。臺車采用擴孔方式，也能鉆鑿大直徑空孔，但不能超深，并且鑿巖時間長、效率低。為此，有人研制復(fù)合式鑿巖臺車，即一臺臺車上安裝兩鑿巖機，液壓鑿巖機鉆鑿爆破孔，潛孔鉆機鉆鑿空孔?？湛椎撞款A(yù)埋藥包，掏槽眼爆破后，接著引爆空孔底部藥包，可使后續(xù)爆破無底阻崩落，炮眼利用率可望達到100%。另外，復(fù)合式鑿巖臺車可施工多種中深孔，比如，探水孔（注漿孔）、卸壓孔、勘探孔、通風孔、泄水孔等，極大地發(fā)揮了臺車鑿孔的優(yōu)越性，提高了臺車用途。

6 結(jié)束語

中國是個礦業(yè)大國，公路、鐵路、水電等行業(yè)的隧道工程、地下工程也是與日俱增，但中國現(xiàn)有的穿孔技術(shù)與設(shè)備遠遠滿足不了實際需要，在消化國外先進水平的同時，必須有創(chuàng)新。提高機械化程度，是保證境外中資礦山企業(yè)經(jīng)濟、安全效益的重要舉措。走出國門必須保證礦業(yè)開發(fā)的技術(shù)、裝備的先進性，才能實現(xiàn)中國夢。