牙輪鉆機選型

1、呼倫貝爾學院工程技術學院10級采礦本科2班牙輪鉆機設備選型1.已知：表一礦山深孔爆破參數(shù)及鉆機數(shù)量計算表單位東采場礦石巖石西采場礦石巖石備注礦石硬度f=612鑿巖量萬t58841658825390巖石硬度f=510年爆破量萬m3163.521340.95245.271735.35m段高12121212孔徑mm310mmm7.587.58孔距m5.565.56排距孔深延米爆破量mm3/m1435.361441.141435.361441.14超深2m延米爆破質量年穿孔米數(shù)t/m萬m125.424.87127.6734.31125.427.3127.6744.45%廢孔率總計萬m39.1851.7

2、年穿孔個數(shù)個347724506521631713總計鉆機效率計算臺數(shù)合計臺數(shù)選取臺數(shù)個27983萬m/臺年臺臺臺53692961呼倫貝爾學院工程技術學院10級采礦本科2班2.要求：（1）按照前面所學知識將表格中的孔填全，并編寫計算分析的說明書。（2）附加一份鉆機論文（寫出論文的解決問題的核心部分）3.選型原則：（1）牙輪鉆機是露天礦技術先進的鉆孔設備，適用于各種硬度巖石的鉆孔作業(yè)，設計大中型礦山設備首選牙輪鉆機（2）中硬以上硬度的礦巖選用選用牙輪鉆機鉆孔優(yōu)于其他鉆孔設備。（3）在滿足礦山年鉆孔量的同時，牙輪鉆機選型還要保證設計生產(chǎn)要求的鉆孔直徑、孔深、傾角及其他參數(shù)。（4）根據(jù)礦區(qū)自然地理條件

3、選擇設備及配套部件。（5）動力條件。一般選用電動（經(jīng)濟）。（6）工作可靠，壽命長，價格便宜，零部件供貨周期長，應進行綜合分析對比。4.鉆機預選：表二巖石硬度炮孔直徑270-310310-380中硬60-R（）YZ-55YZ-5560-R（）堅硬60-R（）KY-310YZ-25Z-5560-R（）極硬60-R（）KY-310YZ-25YZ-5560-R（）根據(jù)以上選型原則以及已知條件可以預選鉆機為KY-310型或YZ-55型5.鉆機的工作參數(shù)：2呼倫貝爾學院工程技術學院10級采礦本科2班表三名稱鉆孔直徑/mm鉆孔深度/m鉆孔方向/（）最大軸壓/KNKY-31025031017.590450YZ

4、-55310-3801990550鉆進速度交流0.9801.2/mmin-1直流04.502回轉轉速/mmin-101000120回轉扭矩/Nm7210提升速度/mmin-1011.8720行走速度/kmh-100.63爬坡能力/（）1283303001.125排渣風量/m3min-14037排渣風壓/MPa0.35外形尺寸鉆架豎13.8385.69526.326（長寬起時高）/mmm2.7414.256.1127.08鉆架放倒時整機重量/t1.軸壓力26.6065.6957.62012327.036.117.55140P(0.060.07)fD式中f-巖石堅固性系數(shù)；D-鉆頭直徑(1)礦石中

5、鉆具的軸壓力礦石的堅固性系數(shù)f為612，此時f取12P=0.0712310=260.4kN(2)巖石中鉆具的軸壓力巖石的堅固性系數(shù)為510，此時取10P0.0710310=217kN2.鉆具轉矩M=29.6kDP1.5式中k-巖石特性系數(shù)，見巖石特性系數(shù)表；3呼倫貝爾學院工程技術學院10級采礦本科2班P-軸壓力，kN(1)礦石中鉆具的轉矩M=29.61010-5310260.41.5=3855.8N.m(2)巖石中鉆具的轉矩M=29.61010-53102171.5=2933.2N.m表四巖石特性系數(shù)表巖石種類最軟軟中軟中硬最硬抗壓強度/MPa17.556210475k1410-51210-5

6、1010-5810-5610-5410-551033.排渣風量v=4.7b1000式中b-巖渣的最大粒度，mm；取5mm-巖石密度，kg/m3v=4,7=10.5m/s1000Q=60k(D2d2)v4106603.141.5(31022902)10.5410式中k-考慮漏風系數(shù)，取k=1.11.5,此時取1.3d-鉆桿外徑，mmQ=8.9m3/min6根據(jù)以上經(jīng)驗公式可以計算出鉆出該大小的孔所需的鉆機的工作參數(shù)表五牙輪鉆機工作參數(shù)鉆孔扭矩/Nm-1軸壓力/KN排查風量/mmin-1礦石3855.8260.48.9巖石2933.2270根據(jù)計算的出的數(shù)據(jù)與鉆機規(guī)格參數(shù)對比，可知選鉆機KY-30

7、0較為合適4呼倫貝爾學院工程技術學院10級采礦本科2班5.選型計算：1.鉆孔速度v=3.75PnfD式中P-軸壓力D-鉆孔直徑f-巖石堅固性系數(shù)n-鉆具鉆速2.臺班生產(chǎn)能力V0.6vTbbb式中Vb牙輪鉆機臺班生產(chǎn)能力，m/(臺.班)；v牙輪鉆機的鉆進速度，cm/min;Tb每班工作時間，h；b鉆機臺班時間利用系數(shù)，取0.40.5；3.臺年綜合效率V3VNaba式中Va牙輪鉆機的臺年鉆機效率，萬m/臺年；a牙輪鉆機的年工作利用率，一般取，0.8；N一年所有的工作日，取360；4.設備數(shù)量N=QQq(1e)1式中Q-設計的礦山年采剝總量，tQ1-每臺牙輪鉆機的年穿孔效率。m/aq-每米炮孔的爆破

8、量，t/m54508041651045390104呼倫貝爾學院工程技術學院10級采礦本科2班e-廢孔率，%取0.055.計算過程：（1）對于礦石1）鉆進速度在礦山中鉆機的n值取80r/min，根據(jù)選擇鉆機技術參數(shù)，軸壓取450kNV=3.7545080=36.3cm/min123102）臺班生產(chǎn)能力Vb=0.636.380.587.12m/(臺班)3）臺年綜合效率Va=387.120.836075271.68m/臺年=7.5萬m/臺年4）礦石中鉆機數(shù)量確定東采場588104N=0.7臺75271.68125.42(15%)西采場882104N=1.0臺75271.68125.42(15%)（2

9、）對于巖石：1）鉆進速度在巖石中鉆機的n值取80r/min,根據(jù)選擇鉆機的技術參數(shù)，軸壓取450kNV=3.75=43.5cm/min103102）臺班生產(chǎn)能力Vb=0.643.580.565.25m/(臺班)3）臺年綜合效率Va=365.250.836056376m/臺年=5.6萬m/臺年4）巖石中鉆機數(shù)量確定東采場N=6.1臺56376127.68(15%)西采場N=7.9臺56376127.68(15%)（3）綜上所計算：本次設計中所選用的牙輪鉆機為KY-310A型號東采場共配有0.7+6.1=6.8臺即7臺西采場共配有1.0+7.9=8.9臺即9臺具體數(shù)據(jù)見附表：6呼倫貝爾學院工程技術

10、學院10級采礦本科2班表六礦山深孔爆破參數(shù)及鉆機數(shù)量計算表單位東采場礦石巖石西采場礦石巖石備注礦石硬度f=612鑿巖量萬t58841658825390巖石硬度f=510年爆破量萬m3163.521340.95245.271735.35m段高12121212孔徑mm310mmm7.587.58孔距m5.565.56排距孔深延米爆破量mm3/m1435.361441.141435.361441.14超深2m延米爆破質量年穿孔米數(shù)t/m萬m125.424.87127.6734.31125.427.3127.6744.45%廢孔率總計萬m39.1851.7年穿孔個數(shù)個34772450652163171

11、3總計個2798336929萬m/鉆機效率計算臺數(shù)臺年臺7.50.75.66.17.51.05.67.9合計臺數(shù)選取臺數(shù)臺臺6.858.967呼倫貝爾學院工程技術學院10級采礦本科2班7.論文：核心部分：在現(xiàn)代的冶金、礦山、建材、鐵路、水電建設、國防施工及土石方等露天工程的爆破孔鉆鑿工程作業(yè)中潛孔鉆機得到了廣泛的應用。山河智能SWDB165系列潛孔鉆機是目前國內最先進的一體化液壓潛孔鉆機，具有高效的高風壓潛孔鉆進系統(tǒng)，便于高精度、高效率、大直徑的深孔鉆鑿。潛孔鉆機的鉆孔作業(yè)主要由推進調壓機構、回轉供氣機構、沖擊機構、操作機構和除塵機構等完成。采用螺桿空氣壓縮機輸出的壓氣做鑿巖動力。附錄：淺談潛

12、孔鉆機的發(fā)展歷史論文摘要：在現(xiàn)代的冶金、礦山、建材、鐵路、水電建設、國防施工及土石方等露天工程的爆破孔鉆鑿工程作業(yè)中潛孔鉆機得到了廣泛的應用。山河智能SWDB165系列潛孔鉆機是目前國內最先進的一體化液壓潛孔鉆機，具有高效的高風壓潛孔鉆進系統(tǒng)，便于高精度、高效率、大直徑的深孔鉆鑿。潛孔鉆機的鉆孔作業(yè)主要由推進調壓機構、回轉供氣機構、沖擊機構、操作機構和除塵機構等完成。采用螺桿空氣壓縮機輸出的壓氣做鑿巖動力。本文重點介紹SWDB165潛孔鉆機的結構和日常的維護和保養(yǎng)關鍵字:潛孔鉆機。潛孔鉆機廣泛應用于冶金、礦山、建材、鐵路、水電建設、國防施工及土石方等露天工程的爆破孔鉆鑿工程作業(yè)中的工程機械。潛

13、孔鉆機鑿巖作業(yè)始于三十年代，當時主要用于井下鑿巖深孔，第二次世界大戰(zhàn)時，這種作方法逐步地轉移到地面露天開采作業(yè)中，到六十年代，國外露天礦已經(jīng)普遍采用潛孔鉆機，七十年代中期，鉆孔技術迅速發(fā)展，由于采用高風壓潛孔沖擊器及球齒鉆頭，解決了炮孔偏斜及鉆頭實用壽命等幾大難題，潛孔鉆機獲得了更大范圍內的應用。五十年代初，我國從蘇聯(lián)引進一批BA-100型井下潛孔鉆機及M-1909型沖擊器，于是潛孔鉆機在我國北方得到了普遍的應用，它主要鉆一些直徑100-110mm的深孔。六十年代潛孔鉆機在我國進一步發(fā)展，許多小露天礦采用潛孔鉆機，主要用于鉆直徑150mm，深6-12m的深孔。七十年代中期，我國中小礦使用潛孔鉆

14、占全部鉆孔機械的60%-70%，目前，中小型露天礦的穿孔仍然使用著潛孔鉆機。八十年代，我國大力發(fā)展大直徑，深孔爆破技術，并取得了一定的初效。這種高強度高效率的采礦方法要求有高風壓，大直徑的潛孔鉆機于之相配應。所以，當前，高風壓潛孔鉆機在我國迅速發(fā)展。在我國，它是近幾十年才發(fā)展起來的鉆孔機械，雖然我國研發(fā)較晚，技術底子薄，但起點高，這一行業(yè)發(fā)展較快，產(chǎn)品的科技含量高，不過產(chǎn)品和技術與國外的同類機械還有一段差距，現(xiàn)在的潛孔鉆是以一體化液壓潛孔鉆為主。潛孔鉆是進行露天開采石灰石礦的主要設備。由于舊式潛孔鉆鉆桿支架的起8呼倫貝爾學院工程技術學院10級采礦本科2班落采用鋼絲繩卷揚方式，加之鉆桿支架長達1

15、2米，存在許多弊端，在長距離遷移潛孔鉆時，必須起落鉆桿支架，這項工作非常繁瑣并且不安全，僅一個起或落的動作，就需要四五個以上人相互配合，用幾個小時才能完成；在短距離移動潛孔鉆時，一般只好讓鉆桿支架保持豎立姿勢，由于鉆桿支架較高，不利于安全生產(chǎn)。新式潛孔鉆鉆桿支架的起落采用了先進的液壓方式，與舊式的相比有無可比擬的優(yōu)越性。改進后的潛孔鉆起落鉆桿支架只需要操作工一個人10分鐘內就能完成，而且起落平穩(wěn)，消除了安全隱患，大大提高了工作效率。20世紀80年代國外松散地層鉆進，一般采用瑞典ODEX系統(tǒng)（即偏心鉆頭跟管鉆進系統(tǒng)），但從工程施工角度看存在著動力不足的問題。為此新式鉆機中采用了雙動力頭系統(tǒng)，雙動

16、力頭具有多種組合，可以滿足多種鉆孔工藝要求，分別驅動外套管和內鉆桿，從而實現(xiàn)跟管鉆進。例如，英格索蘭公司的HDK系列雙動力頭鉆機系統(tǒng)可以同時以相反的轉動方向驅動套管和內部的鉆桿實現(xiàn)跟管鉆進。該系統(tǒng)可以用氣動潛孔沖擊器和頂部液壓鑿巖機鉆進直徑分別為136mm和160mm的鉆孔，可作為一獨立的部件配到KR系列鉆機上進行錨固或微形樁孔鉆進。具有大扭矩的HDK3500雙動力頭系統(tǒng)則可配在GH系列鉆機上進行跟管鉆進。國外潛孔鉆生產(chǎn)商中以TAMROCK小型鉆機為例，它的鉆孔動力與空氣壓縮機分離，使用方便，靈活，實用性強，它是一個四輪汽車帶動的全液壓的鉆機，具有很好的機動性和自動工作，鉆孔最大直徑41mm，

17、最大鉆孔深度9米，它還能裝備19或22mm的鉆頭。就是在惡劣環(huán)境操作也很簡單靈活，它只有2.8噸，隨時可以用卡車把它拖到施工現(xiàn)場，甚至可以裝在直升機上，它可以遙控控制工作或通過GPS電腦控制工作。在國產(chǎn)潛孔鉆鉆機中,最有代表性的是山河智能機械股份有限公司的SWDB165、SWDB120、SWDB90、SWDB120E、SWDA165、SWDA120、SWDM165它為內燃動力或電源(根據(jù)用戶要求而定)一體化液壓高風壓新型潛孔鉆機，SWDB165是填補國內空白，技術領先的一體化液壓潛孔鉆機，具有高效的高風壓潛孔鉆進系統(tǒng)，利于高精度、高效率、大直徑的深孔鉆鑿。鉆高精度、高效率大直徑的深L鉆鑿：風壓

18、為1.O52MPa采用螺桿空氣壓縮機做鑿巖動力履帶行走鉆具回轉推進、鉆架頂升補償鉆機平均采用液壓驅動；計算機優(yōu)化設計以及功率匹配與負載適應系統(tǒng)的開發(fā)應用實現(xiàn)了動力系統(tǒng)從動力泵負載全局功率匹配有效降低整機能耗。確保整機最佳性能與高可靠性，與原有鉆機比較初步估算工效提高近30倍能耗減低至原來的30現(xiàn)場實測鑿巖效益041mFain。包括輔助工作時間平均40min完成15m孔的鉆鑿系統(tǒng)配置采用德國Rexroth公司的LUDV閉苒系統(tǒng)基于SX14c主閥)和A11VOl主泵的LUDV系統(tǒng)目前在歐洲市場應月鞍為廣泛,接頭全部采用國外知名廠家的優(yōu)質產(chǎn)品：充分利用發(fā)動機功率降低能耗。提高了潛孔鉆機的可控性和精確控制性能，各執(zhí)行元件的動作相互獨立互不9呼倫貝爾學院工程技術學院10級采礦本科2班干擾駕駛員輕松實現(xiàn)復臺動作。減輕了工作強度顯著提高了作業(yè)效率，鉆孔直徑:152-165mm，鉆孔角度：60-90度，鉆孔深度：5-40m，鉆孔方式：中高風壓潛孔沖擊,采用螺桿空氣壓縮機做鑿巖動力；履帶行走，鉆具回轉推進；鉆架頂升補償、鉆機調平均采用液壓驅動。國