第三章 鑿巖及其機(jī)具

1、鑿巖的基本方法是機(jī)械破碎法分類(lèi)按照破碎作用的方式不同，機(jī)械破碎鑿巖方法可分為：沖擊式鑿巖，金屬礦山多用；回轉(zhuǎn)式鑿巖，適用于軟巖及磨蝕小的巖石；回轉(zhuǎn)沖擊式鑿巖，兼有前兩者的優(yōu)點(diǎn)，適用范圍廣泛。主要內(nèi)容：第一節(jié)沖擊式鑿巖理論第二節(jié)鑿巖機(jī)械第三節(jié)鑿巖機(jī)的主要機(jī)構(gòu)及動(dòng)作原理第四節(jié)鑿巖機(jī)鑿巖效率第五節(jié)鑿巖機(jī)具第六節(jié)鑿巖臺(tái)車(chē)和臺(tái)架第七節(jié)潛孔鉆機(jī)第八節(jié)牙輪鉆機(jī)第一節(jié) 沖擊式鑿巖理論一、沖擊式鑿巖的基本現(xiàn)象巖石在沖擊式載荷作用下，破壞過(guò)程有三個(gè)基本規(guī)律：（1）呈躍進(jìn)式破壞（2）產(chǎn)生承壓核（3）形成破碎漏斗在刀具侵入巖石發(fā)生躍進(jìn)式破壞的時(shí)候，分離出較大的破碎體，在巖石上形成漏斗狀的崩碎坑，稱(chēng)之為破碎漏斗。漏斗的

2、頂角一般在120 150。第一節(jié) 沖擊式鑿巖理論（續(xù)）二、沖擊功的影響評(píng)價(jià)鑿巖工作的主要指標(biāo)是鑿巖速度和效率，兩者與比功耗a密切相關(guān)。比功耗指的是破碎單位體積巖石所需要的功。沖擊功A是破碎效果的基本因素，是沖擊式鑿巖機(jī)械的主要工作參數(shù)之一。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：（1）存在臨界沖擊功（2）存在穩(wěn)定區(qū)鑿巖時(shí)，必須使沖擊功大于臨界沖擊功，此時(shí)的鑿巖速度與沖擊功成正比。第一節(jié) 沖擊式鑿巖理論（續(xù)）三、沖擊頻率的影響沖擊頻率達(dá)到臨界值以前，鑿巖與沖擊頻率成正比；沖擊頻率超過(guò)臨界值后，鑿巖速度與沖擊頻率成反比。原因：外載荷從零達(dá)到最大需要時(shí)間，沖擊頻率過(guò)大時(shí)，沖擊載荷無(wú)法達(dá)到最大。沖擊頻率臨界值可達(dá)10000次/

3、min以上。而目前使用的風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)沖擊頻率最高僅達(dá)3500次/min。第一節(jié) 沖擊式鑿巖理論（續(xù)）四、轉(zhuǎn)角的影響在鑿巖過(guò)程中，兩次相鄰沖擊之間釬頭所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度過(guò)大或過(guò)小，都會(huì)影響鑿巖速度，轉(zhuǎn)角存在最優(yōu)值，一般介于2230 之間。鑿巖機(jī)根據(jù)動(dòng)力的不同，可分為風(fēng)動(dòng)、液壓、電動(dòng)、內(nèi)燃鑿巖機(jī)。地下礦山的開(kāi)采中，使用最多的是風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)。與其它三種鑿巖機(jī)相比，風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安全可靠堅(jiān)固耐用修理簡(jiǎn)便一、鑿巖機(jī)械型號(hào)編制方法原機(jī)械部于1976所頒布了“鑿巖機(jī)械型號(hào)編制方法”，其標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為JB1590-75，如YT-23（原7655型）。YT23主要參數(shù)代號(hào)（機(jī)器質(zhì)量kg）特性代號(hào)（）類(lèi)、組、型

4、代號(hào)（氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)）二、沖擊式鑿巖的基本動(dòng)作沖擊轉(zhuǎn)釬排粉三、風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的一般構(gòu)造（圖）YT23型氣腿風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的組成：鑿巖機(jī)氣腿風(fēng)管（包括注油器）水管釬子第三節(jié) 鑿巖機(jī)主要機(jī)構(gòu)及動(dòng)作原理一、沖擊配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)作原理主要部件：氣缸活塞配氣裝置排氣系統(tǒng)主要?jiǎng)幼鳎汗ぷ鳑_程返回沖程第三節(jié) 鑿巖機(jī)主要機(jī)構(gòu)及動(dòng)作原理（續(xù)）二、轉(zhuǎn)桿機(jī)構(gòu)根據(jù)回轉(zhuǎn)力矩傳遞方式的不同，將鑿巖機(jī)的轉(zhuǎn)桿機(jī)構(gòu)分為：內(nèi)回轉(zhuǎn)外回轉(zhuǎn)1、內(nèi)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)釬一般采用內(nèi)棘輪機(jī)構(gòu)在活塞回程階段實(shí)現(xiàn)釬子的回轉(zhuǎn)。2、內(nèi)棘輪轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)沖程時(shí)，螺旋棒轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞不轉(zhuǎn)；回程時(shí)，螺旋棒不能轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞轉(zhuǎn)動(dòng)。常用鑿巖機(jī)每次轉(zhuǎn)角1530 ，轉(zhuǎn)速為150200r/min。 第三

5、節(jié) 鑿巖機(jī)主要機(jī)構(gòu)及動(dòng)作原理（續(xù)）三、巖粉與排粉方法排粉：鑿巖過(guò)程中，炮眼底部的巖石不斷受到釬頭沖擊破碎成巖粉，必須及時(shí)將它排除，才能繼續(xù)鉆進(jìn)。鑿巖過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵，對(duì)人體健康影響極大（矽肺?。猿２捎脻袷借弾r。中心式供水排粉方法。A先通氣，B再進(jìn)水。第三節(jié) 鑿巖機(jī)主要機(jī)構(gòu)及動(dòng)作原理（續(xù)）四、潤(rùn)滑與潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)（一）潤(rùn)滑作用：減少摩擦、防止生銹、保持間隙的密封。潤(rùn)滑劑應(yīng)具有的性質(zhì)：粘度適宜形成乳劑高油臘強(qiáng)度較高的化學(xué)穩(wěn)定性、無(wú)毒和無(wú)腐蝕性（二）潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)第三節(jié) 鑿巖機(jī)主要機(jī)構(gòu)及動(dòng)作原理（續(xù)）五、推進(jìn)與支撐機(jī)構(gòu)（1）氣腿構(gòu)造由橫臂、架體、活塞、外管、伸縮管、氣管、頂叉和把手等組成。（2）氣腿工作原

6、理氣腿工作是依靠調(diào)壓閥和換向閥控制的。調(diào)壓閥是用來(lái)調(diào)節(jié)氣腿軸推力；換向閥的作用是控制氣腿的換向動(dòng)作。氣腿伸出氣腿快速縮回第三節(jié) 鑿巖機(jī)主要機(jī)構(gòu)及動(dòng)作原理（續(xù)）調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)第三節(jié) 鑿巖機(jī)主要機(jī)構(gòu)及動(dòng)作原理（續(xù)）向上式鑿巖機(jī)的鉆眼方向與地面垂直或基本垂直，所以其氣腿推進(jìn)機(jī)構(gòu)可直接固定在鑿巖機(jī)尾部。其推進(jìn)工作原理與氣腿鑿巖機(jī)相似。一、鑿巖生產(chǎn)率鑿巖生產(chǎn)率一般以單位時(shí)間內(nèi)鑿出炮眼長(zhǎng)度來(lái)表示。當(dāng)采用鑿巖臺(tái)車(chē)時(shí)，每人每班鑿巖生產(chǎn)率L可按下式計(jì)算：LTKvn式中T每人、班的工作時(shí)間，min/（人班）；K鑿巖時(shí)間的利用系數(shù)，0.5-0.8；v技術(shù)（純）鑿巖速度，m/min；n每名鑿巖工同時(shí)操縱鑿巖機(jī)的臺(tái)數(shù)。提

7、高鑿巖生產(chǎn)率的關(guān)鍵是增加鑿巖機(jī)臺(tái)數(shù)，增加鑿巖時(shí)間，減少輔助時(shí)間。二、影響鑿巖機(jī)純鑿巖速度的因素分析大體上可分為鑿巖機(jī)工作參數(shù)、鑿巖工作條件、鑿巖工具等三個(gè)方面。（一）軸推力最優(yōu)軸推力（二）風(fēng)壓v=Kp(p-p0)1.2見(jiàn)表33（三）釬頭直徑與穿孔直徑v/v0=(d0/d)n 鑿巖指數(shù)n=1.02.5（四）釬桿長(zhǎng)度和炮孔深度三、提高鑿巖生產(chǎn)率的途徑增加純鑿巖時(shí)間改善鑿巖機(jī)的設(shè)計(jì)使用鑿巖臺(tái)車(chē)，逐漸推廣應(yīng)用液壓鑿巖機(jī)健全鑿巖機(jī)的維護(hù)、維修制度，保證鑿巖機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提高釬鋼質(zhì)量，研制高效率、高壽命的釬頭加強(qiáng)鑿巖技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)鑿巖分類(lèi)。按孔深和孔徑的不同，分為：淺孔鑿巖，孔深小于35m、孔徑為3046

8、mm中深孔鑿巖，孔深為515m、孔徑為5070mm深孔鑿巖，孔深大于15m、孔徑大于90mm 。淺孔鑿巖機(jī)具又稱(chēng)為釬子。一、釬頭（一）釬頭形狀一字形、十字形和柱齒合金釬頭（二）釬頭構(gòu)造主要參數(shù)有：刃角、隙角、曲率半徑、初始直徑、排粉槽和吹洗孔（三）釬頭材料合金鋼二、釬桿中空六角形非鎳鉻低碳合金鋼和其他新材料平均壽命150250m破壞形式：釬桿折斷、釬尾堆頂和釬肩磨損釬尾常用形式，右圖所示三、釬頭與釬桿的連接常采用錐形連接。ISO17181974國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：錐角7錐孔深度4854mm釬梢插深為38mm左右鑿巖臺(tái)車(chē)是機(jī)械化程度較高的鉆孔設(shè)備，配合使用導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)，提供推進(jìn)、定位、行走等功能。鑿巖臺(tái)車(chē)分掘進(jìn)臺(tái)車(chē)、采礦臺(tái)車(chē)和錨桿臺(tái)車(chē)。（一）工作原理潛孔鉆機(jī)的工作原理和普通沖擊轉(zhuǎn)式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)一樣。潛孔鉆機(jī)是由于沖擊機(jī)構(gòu)潛入也底而得名。潛孔鉆機(jī)是一種大孔徑深孔鉆孔設(shè)備，分為露天和地下兩種。（二）潛孔鉆機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)露天開(kāi)采中