1、第四章第四章 潛孔鉆機(jī)潛孔鉆機(jī)內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院鄭建軍高風(fēng)壓高風(fēng)壓KQG-150Y露天潛孔鉆機(jī)露天潛孔鉆機(jī)KQG100-1高風(fēng)壓露天潛孔鉆機(jī)高風(fēng)壓露天潛孔鉆機(jī) ZY200L礦山全液壓潛孔鉆機(jī)礦山全液壓潛孔鉆機(jī) 阿特拉斯阿特拉斯CM351潛孔鉆機(jī)潛孔鉆機(jī)阿特拉斯阿特拉斯CM351潛孔鉆機(jī)潛孔鉆機(jī)第一節(jié) 概述一、潛孔鉆機(jī)發(fā)展概況 要鉆深440m甚至更深的孔，氣腿鑿巖機(jī)已不能滿足要求，重型導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)雖經(jīng)接捍能鉆較深的孔，但隨鉆孔的加深，鉆桿質(zhì)量加大，能量消耗大，鉆進(jìn)速度明顯下降。 潛孔鉆機(jī)的特點(diǎn)就是活塞打擊釬桿時(shí)能量損失不隨鉆孔的延伸而加大。 潛孔鑿巖方法于1932年美國(guó)英格索蘭公司首先

2、提出。二次大戰(zhàn)后，推廣應(yīng)用于露天礦。20世紀(jì)50年代我國(guó)引進(jìn)蘇聯(lián)產(chǎn)品。60年代開始自行研制，后來發(fā)展較快。二、潛孔鉆機(jī)鑿巖原理及其特點(diǎn) 潛孔鉆機(jī)可以在中硬以上（f8）的巖石中鉆孔。與鑿巖機(jī)一樣，都有沖擊、轉(zhuǎn)動(dòng)、排渣和推進(jìn)的鑿巖成孔過程，同屬?zèng)_擊轉(zhuǎn)動(dòng)式鉆孔。 如同外回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)一樣，具有獨(dú)立的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和沖擊機(jī)構(gòu)；不同的是潛孔鉆機(jī)的沖擊機(jī)構(gòu)沖擊器裝于鉆桿的前端，潛入孔底，隨鉆桿鉆孔的延伸不斷推進(jìn)。 潛孔鉆機(jī)因沖擊器潛入孔底而得名。潛孔鉆機(jī)特點(diǎn)： 1）不像鑿巖機(jī)接桿鉆進(jìn)那樣，能量損失隨釬桿的加長(zhǎng)而增加，因而能打深孔，大孔。 2）應(yīng)用與井下鉆孔時(shí)，同鑿巖機(jī)相比，沖擊器在孔底，工作面噪音大大降低。 3）應(yīng)

3、用于露天礦鉆孔時(shí)，機(jī)械化程度高，輔助作業(yè)時(shí)間少，提高了鉆機(jī)作業(yè)率。 4）潛孔鉆機(jī)較輕，機(jī)動(dòng)靈活，投資費(fèi)用低，特別是能鉆斜孔，有利于控制礦石的品位；增加邊坡的穩(wěn)定性，消除根底，提高爆破質(zhì)量。 有井下、露天潛孔鉆機(jī)之分。第二節(jié) 鉆具工作原理： 回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)鉆具回轉(zhuǎn)中空鉆桿供高壓壓氣沖擊器沖擊鉆頭鑿巖壓氣排渣推進(jìn)機(jī)構(gòu)將回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)連同鉆具不斷地向前推進(jìn)。 一、鉆桿 作用是把沖擊器送至孔底，傳遞扭矩和軸向力，并通過其中心孔向沖擊器輸送壓氣。 1）井下鉆桿長(zhǎng)度一般在 8001300mm鉆深孔需接長(zhǎng) 幾十根. 2）露天潛孔鉆機(jī)一般只有二根鉆桿，接桿可鉆1518m深孔。 3）鉆桿承受力：沖擊振動(dòng)，扭矩，軸壓

4、力 要求鉆桿有：足夠的強(qiáng)度、剛度、沖擊韌性。 排渣回風(fēng)對(duì)鉆桿直徑有要求，外徑大，回風(fēng)速度就大。一般要求回風(fēng)速度為2535m/s。潛孔鉆機(jī)鉆桿 潛孔沖擊器 潛孔沖擊器1、有閥沖擊器的構(gòu)造及工作原理 J-200B型沖擊器 1） P61構(gòu)成見圖4-1 2）工作原理：給沖擊器壓氣鉆桿中心孔到?jīng)_擊器內(nèi)沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)；吹風(fēng)機(jī)構(gòu)工作。 鉆頭上有防止脫落裝置，用鍵銷連接。 沖擊器設(shè)有防水裝置。 在鉆孔過程中，有時(shí)要在提升或下放鉆具的同時(shí)給沖擊器輸送壓氣，用以噴吹孔底積存的巖渣或處理夾鉆。 沖擊器設(shè)有防空打結(jié)構(gòu)。2、無閥沖擊器的工作原理。見圖4-23、有閥沖擊器和無閥沖擊器比較 有閥沖擊器的配氣閥與氣缸的排氣壓力有關(guān)

5、。只有當(dāng)排氣口被開啟，氣缸內(nèi)壓力降到 某一數(shù)值后閥才換向。所以，從活塞打開排氣口開始，直到閥換向這段時(shí)間內(nèi)，壓氣從排氣口排出，壓氣能量沒有被利用。 無閥沖擊器則利用了壓氣的膨脹作功推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，減少了能量消耗，節(jié)省能量達(dá)30%左右，并具有較大的沖擊功和較高的沖擊頻率。 但無閥沖擊器主要零部件精度要求高，工藝復(fù)雜. 鉆頭的質(zhì)量要求較高 1）鉆頭材料具有較高的動(dòng)載荷強(qiáng)度和優(yōu)良的耐磨性； 2）結(jié)構(gòu)上應(yīng)利于壓氣進(jìn)入孔底,以冷卻鉆頭和排除巖渣； 3）形狀簡(jiǎn)單，易于制造； 4）鉆頭重量與活塞重量之比盡可能接近1，以提高沖擊能量的傳遞效率。影響鉆頭質(zhì)量因素： 1）鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),材質(zhì)選擇； 2）硬質(zhì)合金的質(zhì)量

6、、形狀、固齒工藝及鉆頭使用和修磨制度等。鉆頭形狀： 1）刃片型鉆頭 2）柱齒型鉆頭 常用柱齒型鉆頭（球齒型鉆頭） 鉆頭和沖擊器之間多用花鍵連接，扭矩大，受力均勻，磨損小，壽命長(zhǎng)。內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍 目前，國(guó)外高風(fēng)壓的沖擊器應(yīng)用很普遍，國(guó)內(nèi)使用的沖擊器很多也是高氣壓的。 提高沖擊功是有限度的，一方面受鉆頭硬質(zhì)合金柱的限制；另一方面，在鉆頭直徑一定的情況下，不同的沖擊功破碎單位體積巖石所消耗的沖擊功單位功耗是不同的，而且差別很大。 對(duì)于一定直徑的沖擊器，當(dāng)沖擊功或沖擊頻率確定之后，活塞的沖擊速度即可確定。 活塞沖擊速度也有最優(yōu)范圍，過低或過高都會(huì)增加單位功耗。 對(duì)于堅(jiān)硬巖石，沖擊

7、最佳速度應(yīng)該在57.5 m/s；對(duì)于鉆具來說，沖擊速度不宜過高；第三節(jié) 潛孔鉆機(jī)工作參數(shù)的確定工作參數(shù)：1、軸向力，2、鉆具的回轉(zhuǎn)速度，3、扭矩和排渣風(fēng)量。合理選擇：獲得最優(yōu)的鉆孔效率，還能延長(zhǎng)鉆具的使用壽命。影響因素：鉆頭直徑、孔向、巖石堅(jiān)固性、壓氣壓力、沖擊頻率、鉆頭結(jié)構(gòu)形式。一、軸壓力1、合理的軸壓力經(jīng)驗(yàn)公式 PH=(3035)Df (4-1) 式中：PH合理的軸壓力，N； D鉆孔直徑 ，cm； f巖石普氏硬度系數(shù)。 推薦表4-2 潛孔鉆機(jī)工作參數(shù)推薦值。2、調(diào)壓力 潛孔鉆機(jī)上設(shè)置了調(diào)壓裝置，要有效利用軸壓力 調(diào)壓裝置施于鉆具上的調(diào)壓力計(jì)算按公式： Pt= Ph-9.8Gsin+9.8G

8、cos +R Pt調(diào)壓力；Ph軸壓力; G鉆進(jìn)部件的質(zhì)量, kg; 摩擦系數(shù)； R沖擊器的反跳力; 孔向與水平夾角。 當(dāng) Pt為負(fù)值：減壓；Pt為正值：增壓。 Pt為零時(shí)，自重施于孔底的有效軸壓力為合理軸壓力。二、鉆具的回轉(zhuǎn)速度內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍第四節(jié) 井下潛孔鉆機(jī) 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍二、QZJ型井下潛孔鉆機(jī) 見書圖4-5 構(gòu)成：鉆具、回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)、推進(jìn)調(diào)壓機(jī)構(gòu)、操作機(jī)構(gòu)、鑿巖支柱

9、。無獨(dú)立自行機(jī)構(gòu)。1、回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)：風(fēng)馬達(dá)、減速箱、風(fēng)接頭、鉆桿接頭；2、推進(jìn)調(diào)壓機(jī)構(gòu)：推進(jìn)氣缸、滑板、支架、滑架；3、操縱閥：三個(gè)手把，控制風(fēng)馬達(dá)，推進(jìn)氣缸，沖擊器；4、鑿巖支柱：頂盤、支柱、橫軸、升降螺柱、手搖絞車。QZJ100ZZQZJ100ZZ中風(fēng)壓中深孔輕型潛孔鉆機(jī)中風(fēng)壓中深孔輕型潛孔鉆機(jī) 第五節(jié) 中、重型露天潛孔鉆機(jī) 中型露天潛孔鉆機(jī)，鉆孔直徑為130180mm機(jī)重10-20T，有自行機(jī)構(gòu)；一般不帶空壓機(jī)，由機(jī)外壓氣站供給壓氣。用于中、小型露天礦山的主要穿孔設(shè)備。 有：YQ-150A、YQ-150B、T-170型。 重型露天潛孔鉆機(jī)，鉆孔直徑180-250mm，重30-45T，有自

10、行機(jī)構(gòu)。可作為大、中型露天礦的主要鉆孔設(shè)備。 機(jī)型有：KQ-200 KQ-250型 。書圖4-7 可一次連續(xù)鉆出16m深的鉆孔。內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍露天礦潛孔鉆機(jī)露天礦潛孔鉆機(jī)一、鉆架與機(jī)架 鉆架：由鋼管、方鋼管、角鋼、槽鋼焊接成的空間桁架。 機(jī)架：由工字鋼、槽鋼、鋼板焊接成的。（1）鉆架和機(jī)架鉸接，鉆架可繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)各種孔向；（2）鉆架上安裝有：回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)，推進(jìn)提升機(jī)構(gòu)，鉆具接送桿機(jī)構(gòu)；（3）鉆架的平臺(tái)上（機(jī)架）布置有：機(jī)棚、降塵系統(tǒng)、司機(jī)室。 機(jī)棚內(nèi)有：變壓器、控制柜、空壓機(jī)、油泵站、行走傳動(dòng)裝置或主傳動(dòng)裝置。內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍二、回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)

11、1、回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理 回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)的作用是驅(qū)動(dòng)鉆具回轉(zhuǎn)和向沖擊器供給壓氣。由原動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、風(fēng)接頭、鉆桿接頭等組成。 2、回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)的類型 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)機(jī)有：電動(dòng)機(jī)、風(fēng)馬達(dá)、油馬達(dá)三種內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍三、推進(jìn)提升機(jī)構(gòu)與調(diào)壓裝置1、推進(jìn)提升機(jī)構(gòu)與調(diào)壓裝置的總用及工作原理 作用（1）推進(jìn)鉆具，保證鉆頭工作時(shí)始終與孔底接觸，并實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)械和鉆具的快速升降 （2）調(diào)壓裝置：保證鉆具有合理的軸壓力 （3）工作原理：見書圖4-102、推進(jìn)提升機(jī)構(gòu)與調(diào)壓裝置的類型 類型：有鏈條式和鋼繩式兩種。 調(diào)壓裝置有：氣缸式，抱閘式兩種。四、接送鉆桿機(jī)構(gòu) 露天礦潛孔鉆機(jī)多用主、副

12、兩根鉆桿。書圖4-12內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍接卸機(jī)構(gòu)五、起落鉆架機(jī)構(gòu) 作用是：使鉆架繞鉸接軸傳動(dòng)，以適應(yīng)鉆斜孔的要求，并制成鉆架使其固定在所需的位置上。 見書圖4-14六、行車機(jī)構(gòu) 一般用履帶行走機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離行走和位移。其驅(qū)動(dòng)方式有單電機(jī)驅(qū)動(dòng)和雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩種。七、除塵系統(tǒng) 破碎下來的巖渣不斷地被壓氣排出孔外。系統(tǒng)作用是將排出的塵氣混合物進(jìn)行塵氣分離，以保證作業(yè)區(qū)空氣中的粉塵濃度達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn). 除塵方式有兩種：干式和濕式。內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍八、司機(jī)室和機(jī)棚的凈化及空調(diào)裝置 都裝有空氣凈化裝置，在司機(jī)室頂部。采用兩級(jí)凈化，外部供風(fēng)與室內(nèi)風(fēng)循環(huán)相結(jié)合的正壓送

13、風(fēng)凈化裝置。此外，還裝有空調(diào)設(shè)備。內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍第六節(jié) 邊坡預(yù)裂潛孔鉆機(jī)一、用途與機(jī)型 采場(chǎng)不斷向深部延伸，邊坡維護(hù)成為礦山安全生產(chǎn)急需解決的課題。 在邊坡邊界線鉆一排較密的平行斜孔，進(jìn)行預(yù)裂表面爆破，形成由排孔控制的平整巖面，減少邊坡表面的破壞。 邊坡預(yù)裂潛孔鉆機(jī)，鉆機(jī)直徑一般80-120mm，機(jī)重大于10T，屬輕型露天潛孔鉆機(jī)。這類鉆機(jī)重量輕，機(jī)動(dòng)靈活，能在狹小的地域上工作，可在多方位上鉆多角度的鉆孔。適用于各種露天工程鉆鑿邊坡預(yù)裂孔，水平或階梯式爆破深孔，亦可作為中、小型露天礦的主要鉆孔設(shè)備。內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 鄭建軍二、KQD-80型露天邊坡預(yù)裂潛孔鉆機(jī)的構(gòu)造 見書圖4-25三、KQ