“机械战马”跃井下 金川镍钴三矿区成功实践非爆采矿

　　在金川镍钴三矿区幽深的井下巷道中，一台白色悬臂掘进机正轰鸣作业，巨大的截齿旋转着切入岩体，矿石顺着输送装置源源不断送出……

　　这一幕，告别了矿山依赖炸药爆破的传统作业方式，奏响了安全、高效、绿色的非爆机械采矿新乐章。作为金属矿山采矿技术的未来方向，非爆采矿在金川镍钴三矿区的成功实践，不仅破解了长期困扰矿山生产的多重难题，更书写了一份可复制、可推广的“金川案例”，为行业转型树立起新标杆。

　　顺势而为：直击痛点的坚定抉择

　　“矿山开采的未来，注定要与‘爆破’渐行渐远。取消爆破环节，实现低扰动、无风险的本质化安全开采是行业发展的必然趋势。”金川镍钴三矿区技术质量室主任朱大铭说。

　　传统爆破采矿，火工品运输、存储、使用全流程都严格管控，从专用防爆运输车辆到独立密封存储仓库，从持证管理人员、操作人员再到专业起爆装置，一套繁琐的感控体系背后也潜藏着风险。

　　同时，凿岩、装药、爆破、通风、出矿，一个完整作业循环也需要不断优化，才能满足矿区低成本规模化生产需求。

　　非爆采矿虽有液压致裂、电磁脉冲等多个技术方向，但大多停留在实验室阶段，缺乏成熟的工业应用场景，难以落地。就在众人举棋不定时，悬臂掘进机进入了技术团队视野。这种设备在隧道工程和煤矿矿山开采中早已“身经百战”，配套工艺、设备和流程日趋完善，只需针对金川矿山的复杂地质工况进行针对性改进。

　　“它不是空中楼阁，而是能快速落地、解决实际问题的成熟技术。”朱大铭道出了选择的核心逻辑。2023年，集团将其列为重点科技攻关项目，由金川镍钴三矿区牵头实施。

　　一场轰轰烈烈的采矿技术革命就此拉开序幕……

　　精准选址：地质成果铺就革新基石

　　一台先进设备能否发挥最大效能，选址就要“量体裁衣”，必须与地质条件精准适配。悬臂掘进机的行业经济截割技术参数远低于金川镍钴三矿区岩石单轴抗压强度理论阈值。“当时，我们很多人捏了一把汗，以为好不容易找到的方法不适用。”朱大铭回忆。

　　关键时刻，金川镍钴三矿区扎实的地质工作成果给出了答案。其中，长期地质编录的成果表明，部分区域的矿岩虽硬度超标，但破碎程度高，这种特殊地质条件，恰好适配悬臂掘进机的截割原理。与钻头研磨矿石模式不同，悬臂掘进机靠强大的机械力将岩石“剥落”，破碎的矿岩能大幅降低截割难度，就像对付一块酥松的面包，远比啃硬馒头轻松。

　　基于这一关键发现，金川镍钴三矿区首先选定1300m分段Ⅰ盘区作为试验场。这里的岩性相对“松软”，成为悬臂掘进机的“练兵场”。

　　首战告捷后，矿区又将1300m分段四、五盘区合并为大盘区，作为非爆采矿的核心区域。两处盘区可采矿量达35万吨左右，为技术推广奠定了坚实基础。

　　“每一块试验区域的选择，都源于地质数据的支撑，没有盲目尝试，只有科学决策。”朱大铭自豪地说。

　　后续，金川镍钴三矿区还计划建立矿岩可截割性分级体系，将矿体划分为非爆采区和爆破采区，让采矿方式与地质条件精准匹配，让技术优势发挥到极致。

　　攻坚克难：巧思破解井下“运输难题”

　　悬臂掘进机是个名副其实的“巨无霸”，如何将这个庞然大物安全送入井下并顺利运行，成为摆在技术团队面前的第一道难关。

　　“不能硬来，得靠巧劲。”技术团队反复论证，制定了一套“拆解运输+精准适配”的解决方案。设备并非整体入井，而是拆解为铲板部、截割部、行走部等三大块，前两部分先行用专用卡车运至井下，行走部再通过灵活配置动力源实现自行入井，最后在指定区域精准组装调试。

　　这看似简单的拆解组装，背后是无数次的尺寸测量、路径推演和方案讨论。

　　针对悬臂掘进机无法实现90°急弯的特点，矿区对采矿进路进行大胆改造。原本垂直的巷道，被调整为135°倾斜设计，如同树枝分叉一样，让掘进机得以灵活穿梭。“就像给大卡车修了专用弯道，再也不用为转弯发愁了。”朱大铭笑着说。

　　电力供应是另一大难题，井下常规电压为380V，而悬臂掘进机需要1140V高压电才能运行。技术团队专门建设专用配电硐室，配备专属断路器、配电柜、变压器，并完成整套保护参数的整定，铺设定制化线缆，为设备打造一条“电力快车道”。

　　针对设备转场难题，团队进一步优化方案，制定电驱动转场方案，明确线缆布置、配电准备等关键环节，成功实现三次安全高效转场。

　　硕果累累：三大维度实现革命性飞跃

　　“悬臂掘进机的成功投用带来的是安全、效率、成本三大维度的革命性提升”。这是金川镍钴三矿区职工对悬臂掘进机的一致评价。

　　安全方面，非爆模式彻底消除了火工品使用的潜在风险，爆破对围岩的扰动也不复存在；巷道壁上的应力应变计监测显示，设备运行时的震动幅度极小，几乎可以忽略不计，巷道原岩稳定性显著提升；操作室与工作面保持7米以上的安全距离，再加上电子围栏系统，一旦有人靠近，设备就会自动发出声光报警，提醒司机车辆周围有人员经过，为井下作业人员筑起了一道“安全屏障”。“以前爆破时，必须全范围安全警戒，心里总提着一口气，现在有了掘进机，安全有保障，工作也更踏实了。”朱大铭看着正在运行的设备，道出了大家的心声。

　　效率方面，悬臂掘进机堪称“效率神器”。它将凿岩、爆破两个环节整合为单一落矿环节，连通风步骤都一并取消，生产流程大幅精简。“以前干一天活，累得腰酸背痛，进度还慢；现在有了掘进机，5个小时就能完成过去一天的工作量，真是太给力了。”掘进机司机兴奋地说。

　　成本方面，优势尤为显著，作业班组人数由6人精简至3人，人工成本直接压缩50%。材料与能源成本大幅降低，落矿成本降低了约51.91%。环境效益更为突出，设备采用电力驱动，并通过水喷雾抑尘装置有效控制井下粉尘，显著改善作业环境。

　　掘进先锋：科技与装备赋能“无人采场”

　　在“智慧矿山”建设的征程上，悬臂掘进机成为重要突破口，让“无人采场”的梦想照进了现实。

　　“第二台定制化悬臂掘进机，专门预留远程控制、自动驾驶和信息传输通道，目前已经实现视距遥控功能，操作人员只需手持遥控器，就能精准控制设备完成采矿作业，彻底摆脱了井下空间的限制”。顺着朱大铭的目光看去，一名操作人员正熟练地遥控设备“驾驶”着不远处的“庞然大物”。

　　按照金川镍钴三矿区发展规划，未来将建设集中控制室，实现悬臂掘进机的远程操控，再结合无人铲运机出矿，打造真正意义上的井下无人采场。

　　“到那时，工作人员在地面集控室里，就能实时监控井下设备运行状态，远程操作采矿、出矿全流程，再也不用深入井下紧绷神经了。”金川镍钴三矿区副矿长唐音元描绘的智慧矿山蓝图，让人充满期待。这一愿景的实现，将彻底改变“人随矿走”的传统模式，把人员从井下作业环境中解放出来，推动矿山向智能化转型迈出关键一步。

　　这场采矿技术的革新不仅是装备的升级，更是理念的转变、管理的优化和人才的成长。金川镍钴三矿区以敢为人先的创新精神、求真务实的科学态度、持之以恒的实干作风，在非爆采矿领域走出了一条独具特色的成功之路，为矿山绿色发展、智能发展提供了宝贵经验，也向着“安全、高效、绿色”的现代化“智慧矿山”目标迈出坚实步伐。

　　在创新驱动发展的时代浪潮中，金川镍钴三矿区必将继续破岩开路，书写更多矿业革新的精彩篇章。(金川集团新闻中心全媒体记者 曾研 朱立杰)