井巷工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 (1)

1、井巷工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書目錄實(shí)驗(yàn)一 鑿巖機(jī)工作原理與結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)二 鑿巖試驗(yàn)7實(shí)驗(yàn)三 雷管性能測試8實(shí)驗(yàn)四 雷管爆速測定實(shí)驗(yàn)12說 明：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)1、培養(yǎng)采礦學(xué)生初步掌握井巷工程測試實(shí)驗(yàn)的技能。2、驗(yàn)證所學(xué)理論、鞏固所學(xué)知識并加深理解3、3個(gè)實(shí)驗(yàn)對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的基本訓(xùn)練。二、考核：以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和做實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)考核為依據(jù)。三、參考資料：井巷工程課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；14實(shí)驗(yàn)一 鑿巖機(jī)工作原理與結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆?655型鑿巖機(jī)的配氣、轉(zhuǎn)釬、排粉和氣腿工作原理。了解FY一200A型注油器的自動注油原理。熟悉各部構(gòu)造。二、實(shí)驗(yàn)原理1、配氣與活塞往復(fù)運(yùn)動 鑿巖機(jī)是以壓縮空氣為動力的，在配氣裝

2、置的調(diào)節(jié)下，時(shí)而使壓縮空氣進(jìn)入氣缸后腔推動活塞向前運(yùn)動(稱沖程)，完成對釬子的沖擊動作；時(shí)而使壓縮空氣進(jìn)入氣缸前腔推動活塞向后運(yùn)動(稱回程)，完成釬子的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。活塞的往復(fù)運(yùn)動是靠配氣裝置來自動調(diào)節(jié)，使其運(yùn)動持續(xù)進(jìn)行，以達(dá)到鑿眼之目的。 下面將按圖1l來分別講解沖程與回程的配氣工作原理。 1) 沖程 當(dāng)活塞7位于后缸，配氣閥8處于左側(cè)，從柄體操縱閥孔1進(jìn)來的壓氣，經(jīng)氣路2、3、4、5和6，進(jìn)入氣缸9的后腔，而前腔經(jīng)排氣孔與大氣相通，故活塞在壓氣壓力作用下，迅速向右運(yùn)動，最終撞擊釬尾。在活塞向右運(yùn)動的過程中，活塞先封閉排氣口，此時(shí)前缸仍由活塞上的花鍵槽向釬尾套泄氣，以減少背壓，較小影響活塞的加速

3、運(yùn)動而增大其行程和防止沖洗水倒流入缸內(nèi)，直到?jīng)_擊點(diǎn)前78毫米，花鍵槽才被導(dǎo)向套10所堵死。活塞繼續(xù)高速前移，氣缸氣體被壓縮而壓力上升，經(jīng)氣路11、12，作用在配氣閥的后面。與此同時(shí)，活塞已把排氣口打開，大量壓縮空氣則由氣路4、5經(jīng)閥前側(cè)1毫米縫隙、氣道6、后腔和排氣口而排出。高速氣體從閥前側(cè)流過，降低了氣體對閥前面的壓力，于是閥開始前移，經(jīng)23毫秒的時(shí)間，它便移到右側(cè)封閉了氣孔6，使氣路4、5和12、1l聯(lián)通，于是活塞沖程結(jié)束，回程開始。 2) 回程此時(shí)活塞位于氣缸前腔，配氣閥處于右側(cè)；壓氣經(jīng)氣路1、2、3、4、5、12和11，進(jìn)入氣缸前腔，作用于活塞右端，因氣缸后腔通大氣，故活塞向左運(yùn)動。在

4、運(yùn)動過程中，后移78毫米，花鍵開始泄氣，再后移45毫米，活塞左端面封閉排氣口，再后移后腔氣體被壓縮，壓力升高；當(dāng)后移到前腔與排氣口相通時(shí)，大量壓氣由氣道4、5經(jīng)閥后側(cè)流過，降低了對閥后側(cè)的壓力，則驅(qū)使閥后移，經(jīng)23毫秒時(shí)間，閥便移至左側(cè)，封閥了前腔氣道12、11，打開了閥套孔6，由操縱閥孔l送來的壓氣再次進(jìn)入氣缸后腔，于是又開始了第二個(gè)沖程。2、釬子的回轉(zhuǎn)運(yùn)動 如圖12所示，7655型鑿巖機(jī)的轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)是貫穿于氣缸和機(jī)頭中自勺，在活塞4大端內(nèi)裝有螺旋母，與活塞緊固成一體，螺旋棒3的螺旋形齒插入螺旋母中，螺旋棒大端裝有四個(gè)棘爪2，在塔形彈簧的作用下抵住棘輪1的內(nèi)齒。而棘輪靠定位銷固定在氣缸和柄體之

5、間，使之不能轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動套56勺右端內(nèi)部有花鍵槽，與活塞4小端的花鍵相配合；其左端內(nèi)固定有釬尾套6，套內(nèi)有正六角形孔，釬尾就插入其中。由于棘輪機(jī)構(gòu)具有單方向間歇旋轉(zhuǎn)的特性，：故當(dāng)活塞沖程時(shí)，活塞大端緊固的螺旋母帶動螺旋棒沿圖22中“”箭頭所示的方向轉(zhuǎn)動一定的角度，此時(shí)棘爪處于順齒狀態(tài)，它可以壓縮塔形彈簧而隨螺旋棒轉(zhuǎn)動；當(dāng)活塞回程時(shí)，由于棘爪處于逆齒狀態(tài)，它在塔形彈簧的彈力作用下，抵住棘輪內(nèi)齒，阻止螺旋捧轉(zhuǎn)動。這時(shí)由于螺旋母的作用，迫使活塞在回程時(shí)沿螺旋棒上的螺旋槽依圖12中“”箭頭所示的方向轉(zhuǎn)動。從而帶動轉(zhuǎn)動套及釬子轉(zhuǎn)動一定角度。如此，活塞每沖擊一次，釬子就轉(zhuǎn)動次。釬子每次轉(zhuǎn)角的大小與螺旋棒螺紋

6、導(dǎo)程、活塞行程有關(guān)，還與棘爪、螺旋母及釬尾等處的配合關(guān)系、磨損程度有關(guān)。3、炮孔的沖洗與強(qiáng)力吹掃 在鑿巖的過程中將產(chǎn)生大量巖粉，必須及時(shí)地將其排出孔外，7655型鑿巖機(jī)采用鑿巖時(shí)注水加吹風(fēng)和停止沖擊時(shí)強(qiáng)力吹掃方式。 如圖13(a)、(b)所示，當(dāng)鑿巖時(shí)風(fēng)水聯(lián)動沖洗機(jī)構(gòu)自動注水，當(dāng)停止鑿巖時(shí)注水立即停止。其工作原理如下；壓氣從柄體氣室經(jīng)過進(jìn)氣孔道，到達(dá)注水閥的前端，克服了彈簧的壓力，將注水閥推向后移，于是開啟了水路，來自水管和柄體水孔的水便隨即通水針，再經(jīng)過釬子的中心孔注入孔底，以達(dá)到排粉捕塵之目的。當(dāng)停止鑿巖時(shí)，柄體氣室的壓氣消失，這時(shí)注水閥前端的壓氣按原路返回于柄體氣室并立即消散，于是彈簧將

7、注水閥壓向前移，堵塞了水路，則停止注水。鑿巖機(jī)還配帶調(diào)水閥，用以調(diào)節(jié)水量的大小。當(dāng)釬頭出水孔被巖漿堵塞或打下向深孔，孔底殘積大量巖漿時(shí)需強(qiáng)力吹掃，以達(dá)疏通水路，排除巖漿之目的。如圖14所示，這時(shí)壓氣不經(jīng)柄體氣室和缸體內(nèi)腔，而由缸壁上的專門孔道直達(dá)釬尾一端，再從水釬與釬子間隙及釬子中心水孔通過到孔底。強(qiáng)吹排出巖漿。為了防止強(qiáng)吹時(shí)活塞后退導(dǎo)致從排氣口漏氣，在氣缸后腔壁上鉆有一小孔與強(qiáng)吹專門孔道相通，使壓氣進(jìn)入氣缸后腔，保證強(qiáng)吹時(shí)活塞處于封閉排氣口的位置，以防止漏氣和影響強(qiáng)吹效果。為防止沖洗水倒流入機(jī)體內(nèi)，特別是打上向孔時(shí)更易發(fā)生，在操縱閥的強(qiáng)力吹風(fēng)孔部位還刻有一環(huán)形溝槽，可使機(jī)器無論在開或停時(shí)，都

8、總有一股壓氣沿強(qiáng)吹孔道，常吹過去，以防止水的倒流。4、氣腿的伸縮及其力的調(diào)節(jié) FTl60型氣腿的伸縮是靠板機(jī)控制換向閥所處的位置來完成的。如圖13(c)、(d)氣路系統(tǒng)所示，壓氣經(jīng)進(jìn)氣彎管、操縱閥孔、柄體孔道、調(diào)壓閥孔、柄體及氣缸下部的孔道等通路到達(dá)氣腿橫臂、架體氣孔1，又通過架體墊孔2，直到氣腿上腔3，推動活塞同伸縮管下伸；而氣腿下腔5里的廢氣則經(jīng)孔4、伸縮管內(nèi)腔6、氣針內(nèi)孔7、架體與橫臂孔8、缸體下部氣道等廢氣回路、柄體及換向閥的環(huán)形溝槽、柄體上的排氣孔排入大氣中。如圖23(e)、()所示，當(dāng)扳動板機(jī)時(shí)，換向閥被板機(jī)壓向右移，改變了進(jìn)氣和回氣的方向，原進(jìn)氣通路變成了廢氣回路，原廢氣回路聾成

9、了進(jìn)氣通路，于是在壓氣的作用下，氣腿子的伸縮管便自動縮回，以選擇一個(gè)新的支點(diǎn)繼續(xù)鑿巖。 氣腿子的主要功能是給鑿巖機(jī)以支撐力和軸推力，兩者的比例要靠氣腿支撐角度來調(diào)節(jié)，而氣腿力的大小則要靠扳動調(diào)壓閥來調(diào)節(jié)。如圖15所示，來自柄體的壓氣由調(diào)壓閥右端部進(jìn)入孔1，再經(jīng)偏心槽2進(jìn)入通向氣腿上腔的孔道允。另外尚有一部份壓氣通過偏心槽3和橫槽4泄入大氣中。偏心槽2是個(gè)進(jìn)氣槽。偏心槽3是個(gè)泄氣槽。二者的偏心方向相反。當(dāng)順時(shí)針扳動調(diào)壓閥時(shí)，由于偏心槽逐漸加深，槽口斷面積逐漸加大，而泄氣槽則逐漸變淺，槽口斷面積逐漸減小，可使進(jìn)氣量大于泄氣量，于是壓力逐漸上升，氣腿頂力就逐漸增大。當(dāng)逆時(shí)針扳動調(diào)壓閥時(shí)則相反。當(dāng)進(jìn)氣

10、口1完全對正孔且時(shí)，偏心槽3全部脫離孔，這時(shí)氣腿頂力達(dá)最大值；當(dāng)放氣槽4完全對正孔d時(shí)，進(jìn)氣孔1連同偏心槽2全部脫離孔，這時(shí)氣腿處于關(guān)死位置。在調(diào)壓閥內(nèi)，時(shí)刻都有一股壓氣經(jīng)過孔道5進(jìn)入容腔6內(nèi)，以脹緊環(huán)形膠質(zhì)漲圈，這樣會使調(diào)壓閥隨時(shí)都可以固定在任何位置上。5、自動注油器 鑿巖機(jī)及氣腿子內(nèi)部所有運(yùn)動零件，都需要均勻潤滑，才能保證機(jī)器的正常作業(yè)知延長其壽命。現(xiàn)代鑿巖機(jī)的潤滑，一般均在進(jìn)氣管路上連接一個(gè)自動注油器，來實(shí)現(xiàn)自動注油：圖1-6所示為與7655型鑿巖機(jī)配套使用的FY200A型自動注油器，其容積為200毫升，裝滿油可供鑿巖機(jī)工作兩個(gè)小時(shí)潤滑零件之用。其自動注油原理如下：當(dāng)鑿巖機(jī)工作時(shí)，壓氣沿

11、箭頭方向進(jìn)入注油器后，一部分壓氣從油閥的迎風(fēng)孔1進(jìn)入殼體內(nèi)腔2，給油面旋加壓力。油閥上的出油孔3與壓氣流向垂直，在壓氣高速流動的條件下，出油孔3處形成壓差，使?jié)櫥蛷妮斢凸?排出，經(jīng)出油小孔3噴入壓氣管路中，呈現(xiàn)霧狀，隨同壓氣進(jìn)入鑿巖機(jī)和氣腿，潤滑各部運(yùn)動零件。油量的大小，可用調(diào)油閥5來進(jìn)行調(diào)節(jié)。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備與工具1、沈陽風(fēng)動工具廠生產(chǎn)7655型氣腿式鑿巖機(jī)1臺；2、沈陽風(fēng)動工具廠生產(chǎn)FT160型氣腿1個(gè)；3、FY200A型注油器1個(gè)；4、鑿巖機(jī)示教板1塊；5、原理與結(jié)構(gòu)圖8份；6、扳手1個(gè)；7、銅棒1根。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與操作步驟1、將氣腿從鑿巖機(jī)上卸下來，并注意氣路的連能關(guān)系；2、卸下機(jī)頭

12、部分；3、將鑿巖機(jī)柄體與缸體分開，按圖1-7熟悉操縱閥的5個(gè)功能位置和調(diào)壓閥調(diào)節(jié)原理；4、在缸體外將機(jī)內(nèi)零件組成如圖1-2所示的釬子回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，表演沖程時(shí)釬子不轉(zhuǎn)、螺旋棒轉(zhuǎn)，回程時(shí)釬子回轉(zhuǎn)，螺旋棒不轉(zhuǎn)的動作；5、將注水閥體從柄體上卸下來，按圖1-3（a）、（b）和圖1-4熟悉風(fēng)水聯(lián)動沖洗巖粉與強(qiáng)吹系統(tǒng)；6、松開銷緊圈，擰下架體，缸下架體墊與氣管，卸下調(diào)壓閥結(jié)合圖1-3（c）、（d）、（c）、（f）和圖1-5弄懂氣腿伸縮與力的調(diào)節(jié)原理；7、觀察注油器，參考圖1-6了解自動注油器及其油量調(diào)節(jié)原理；8、將鑿巖機(jī)各部零件重新組裝在一起，恢復(fù)原狀。注意缸體內(nèi)零件應(yīng)先裝入活塞，接著先在外邊將配氣盒與螺旋棒、

13、棘輪等裝成一體，一起裝入缸體內(nèi)。且要注意對準(zhǔn)定位銷位置。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告繪圖說明7655型鑿巖機(jī)的配氣與轉(zhuǎn)釬工作原理。六、思考題在鑿巖機(jī)活塞與閥的配合上有無成為不能運(yùn)動的“死”狀況？如閥在右端，而活塞在左端，能否啟動？制訂人：張杰 審核人：張恩強(qiáng)2012年1月實(shí)驗(yàn)二、鑿巖試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、初步掌握鑿巖機(jī)的操作方法；2、了解鑿巖工作系統(tǒng)的構(gòu)成；3、了解影響鑿巖速度的主要因素。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、7655鑿巖機(jī)1臺；2、空壓機(jī)1臺；3、風(fēng)管50米；4、可鉆性不同的3種巖石；5、計(jì)時(shí)表、米尺和卡尺各1件。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、在老師指導(dǎo)下，將鑿巖機(jī)、氣腿子、空壓機(jī)、風(fēng)管接好，注意它們間的相互關(guān)系，聯(lián)接方法。2、

14、開動空壓機(jī)，當(dāng)壓力達(dá)到額定值時(shí)，開動鑿巖機(jī)，注意空壓機(jī)的工作參數(shù)和鑿巖機(jī)的動作特點(diǎn)。3、分別用2種不同直徑的鉆頭在3種不同可鉆性的巖石上鉆孔，分別標(biāo)定鑿巖時(shí)間和鉆孔深度；用不同推力進(jìn)行鉆孔，分別記錄相同時(shí)間內(nèi)鉆孔的深度。注意鉆孔的形狀，觀察鉆頭的磨損情況。4、關(guān)閉鑿巖機(jī)、空壓機(jī)，拆卸第1步中建立的聯(lián)接。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、繪制鑿巖系統(tǒng)的構(gòu)成，描述各部分的工作參數(shù)和動作特征。2、分別計(jì)算不同直徑鉆頭在不同巖石上鉆孔的鑿巖速度；計(jì)算不同推力下鉆孔的速度。3、分析鉆頭直徑、巖石性質(zhì)、推力與鑿巖速度的關(guān)系，描述不同巖石對鉆頭的磨損情況。制訂人：張杰 審核人：張恩強(qiáng)2012年1月實(shí)驗(yàn)三、雷管性能測試一、實(shí)驗(yàn)

15、目的1、掌握電雷管全電阻、最高安全電流、最小準(zhǔn)爆電流和雷管爆力的檢驗(yàn)方法。2、熟悉BQ-1型爆破器材參數(shù)綜合測試儀和空氣沖擊波速度測試儀的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理BQ-1型爆破器材參數(shù)綜合測試儀是一種集成數(shù)字化的電信號測試儀，能夠恒流并定時(shí)供電和測試時(shí)間間隔。1、 電雷管全電阻電雷管的全電阻系指橋絲電阻和腳線電阻之和。國產(chǎn)電雷管的全電阻值列于表31中。表31 國產(chǎn)電雷管的全電阻橋絲材料橋絲電阻()腳線長度(m)腳線材料全電阻()康銅0.71.02鐵線銅線2.54.01.01.5鎳鉻2.53.02鐵線銅線5.66.32.83.8合格電雷管的全電阻也存在著一定的誤差，誤差的大小事衡量電雷管質(zhì)量的重要

16、指標(biāo)之一，電雷管全電阻決定了其在電爆網(wǎng)絡(luò)中起爆性能。測試原理：儀器給雷管能以20mA恒流，根據(jù)電阻并聯(lián)分流原理確定被測雷管的電阻。R置10標(biāo)準(zhǔn)電阻，20mA恒流分兩條支路，調(diào)整使100A表指滿刻度，此時(shí)10電阻即對應(yīng)滿刻度位置。當(dāng)R換接上電雷管時(shí)，分流給表頭支路的電流改變，且與R成線性關(guān)系，這樣便安全地測出電雷管的全電阻。 （3-1）2、 最高安全電流給電雷管能以恒定直流電流，5分鐘內(nèi)不致于引燃電雷管引火頭的最大直流電流稱為電雷管的最高安全電流。它反映了電雷管的安全性，是設(shè)計(jì)爆破專業(yè)儀表的依據(jù)。國產(chǎn)電雷管的最高安全電流什：康銅絲電雷管為0.30.55A，鎳鉻絲電雷管為0.125A?？紤]到留有足

17、夠的安全系數(shù)，安全規(guī)程規(guī)定，各種爆破志用儀表的電流什不超過0.05A。根據(jù)最高安全電流的定義，調(diào)節(jié)0250mA恒流源的微調(diào)開關(guān)，確定供電電流，通電時(shí)間定在5分鐘，電雷管接好后，按下起動開關(guān)，儀器就開始給電雷管通入確定的電流，待5分鐘后，儀器立即斷電，從而達(dá)到測試目的。3、最小準(zhǔn)爆電流能使電雷管引火頭必定點(diǎn)燃的最小直流電流值稱為電雷管的最小準(zhǔn)爆電流。它反映了電雷管起爆的可靠性。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，一般指通電1分鐘內(nèi)，作用在電雷管橋絲上保證發(fā)火起爆的最小直流電流(或交流)電流值而言。根據(jù)焦?fàn)柪愦味ɡ恚瑯蚪z通電后的發(fā)熱量為Q，則： （3-2）式中：I-電流強(qiáng)度，A；R-橋絲電阻，；t-通電時(shí)間，s根據(jù)其定義

18、，調(diào)節(jié)250mA2A的恒流源的微調(diào)開關(guān)，確定供電電流值，將通電時(shí)間定于1分鐘，接好電雷管后，按下啟動開關(guān)，儀器便給電雷管注入確定好的恒流，如果電雷管在通電指示燈熄滅之前爆炸，則其滿足此參數(shù)的要求。4、雷管爆力實(shí)驗(yàn)協(xié)管爆力實(shí)驗(yàn)，即雷管鉛板穿孔實(shí)驗(yàn)，這是檢驗(yàn)雷管起爆能力的常用方法。雷管在5mm厚的鉛板上起爆，穿孔直徑如果不小于雷管直徑為合格。每度批試驗(yàn)20發(fā)雷管，其鉛板穿孔直徑應(yīng)全部等于或大于雷管直徑為合格，否則應(yīng)從試批的另外箱中加倍取樣試驗(yàn)，若仍達(dá)不到要求，則該批雷管為不合格產(chǎn)品。三、實(shí)驗(yàn)器材1、BQ1型爆破器材綜合測試儀；2、電雷管2發(fā)；3、引火頭20發(fā)；4、鉛板2塊；5、游標(biāo)卡尺；6、起爆器。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、電雷管全電阻測定1）接能BQ1的電源；2）K1置“”檔，置“100”檔，旋轉(zhuǎn)W1使表針指到滿刻度10上；3）將引火頭（或電雷管）兩根腳線接至前面板“雷管”接線柱上，注意：電雷管要置于安全防護(hù)體內(nèi)；4）按住AN2，此時(shí)表針?biāo)甘镜碾娮柚导礊殡娎坠艿娜姡?）將引火頭（或電雷管）從儀器上取下，并放在爆破安全箱內(nèi)，注意：電雷管腳線應(yīng)短接好。2、最高安全電流的測定1）K1置“延時(shí)”；2）K2置“250mA”調(diào)整檔，旋動W2使表針指到50mA;3）將引火=頭（或電雷管）兩根腳線接至儀器后面板“雷管”接線柱上，注意雷管必須放入安全防護(hù)體內(nèi)；4）K2再旋至“250mA”接雷管檔；5）K3