第四章 鉆眼機(jī)具

第四章鉆眼機(jī)具云能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院2023/2/11本章提要井巷工程一般采用鉆眼爆破法掘進(jìn)，第一道工序就是采用鉆眼機(jī)具鉆鑿炮眼。本章內(nèi)容主要圍繞鉆鑿炮眼的機(jī)具，主要介紹炮眼的鉆鑿原理和常用的鉆眼機(jī)具。煤礦炮眼的鉆鑿機(jī)具常以壓風(fēng)作為動(dòng)力，本章最后介紹了空氣壓縮機(jī)的基本知識(shí)及其壓風(fēng)的供應(yīng)和輸送。

1.破巖方法

目前破巖方法有兩種：2023/2/12（1）鉆眼爆破法:（2）機(jī)械掘進(jìn)法2023/2/13

鉆爆法施工：

掘進(jìn)工序：鉆眼—裝藥聯(lián)線—放炮通風(fēng)—裝巖運(yùn)輸—支護(hù)。

工具設(shè)備：鑿巖機(jī)—炸藥—局部扇風(fēng)機(jī)—裝巖機(jī)—錨、噴、網(wǎng)、架。

煤電鉆—雷管、放炮器—風(fēng)筒—礦車電機(jī)車、礦車。淺孔：深度小于2.5m，直徑小于42mm；中深孔：深度2.5~4m，直徑小于50mm；深孔：深度大于4m，直徑大于50mm。2023/2/14

2.鉆眼機(jī)械分類

（1）鉆眼機(jī)械按使用的動(dòng)力不同可分為：風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、電動(dòng)鑿巖機(jī)、內(nèi)燃和液壓鑿巖機(jī)。（2）按破巖機(jī)理不同可分為：沖擊式、旋轉(zhuǎn)式和旋轉(zhuǎn)沖擊式三類。

3.應(yīng)用

我國煤礦掘進(jìn)井巷在巖石上打眼主要采用沖擊式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)（風(fēng)鉆），在煤層上鉆眼主要采用旋轉(zhuǎn)式煤電鉆。2023/2/15常用的鑿巖設(shè)備

⑴沖擊式破巖風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)手持式機(jī)重20kg以下氣腿式機(jī)重30kg以下導(dǎo)軌式機(jī)重35～80kg向上式機(jī)重40～45kg傘形鉆架鑿巖臺(tái)車電動(dòng)鑿巖機(jī)氣腿式機(jī)重25~30kg導(dǎo)軌式機(jī)重30kg以下液壓鑿巖機(jī)導(dǎo)軌式機(jī)重130～360kg內(nèi)燃機(jī)機(jī)重30kg以下⑵旋轉(zhuǎn)式破巖電鉆煤電鉆手持式機(jī)重18kg，功率1.2kw巖石電鉆導(dǎo)軌式機(jī)重35~40kg功率1.2kw液壓鉆導(dǎo)軌式⑶旋轉(zhuǎn)沖擊式潛孔鉆機(jī)臺(tái)車式（4～6噸），架鉆式（150～360kg）

2023/2/162023/2/172023/2/18鉆機(jī)在孔外，負(fù)責(zé)鉆具的進(jìn)退和回轉(zhuǎn)；產(chǎn)生沖擊功的沖擊器在孔內(nèi)，因此鉆速不因鉆孔深度的增加而降低。

KQ-200型重型潛孔鉆機(jī)鉆孔直徑200～220mm，孔深19m，鉆孔速度12～18m/h。適用于大型露天礦山。2023/2/19KQ-200型重型潛孔鉆機(jī)技術(shù)性能表2023/2/110本章內(nèi)容第一節(jié)沖擊式鑿巖機(jī)具第二節(jié)旋轉(zhuǎn)式鉆眼機(jī)具第三節(jié)空氣壓縮機(jī)及壓風(fēng)供應(yīng)2023/2/111本章主要參考書

1.高爾新主編.《爆破工程》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社.1999年7月.定價(jià)：32.00元.p5～292.王樹仁，程玉生編.《鉆眼爆破簡明教程》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社.1989年7月.定價(jià)：2.35元.TD23/W-759。2023/2/112第一節(jié)沖擊式鑿巖機(jī)具

1.分類（1）按其應(yīng)用條件及架持方法可分為：手持式、氣腿式、伸縮式（向上式）和導(dǎo)軌式等；（2）按沖擊頻率可分為：低頻、中頻和高頻，沖擊頻率在2000次/min以下的為低頻，2000～2500次/min的為中頻，2500次/min以上的為高頻。國產(chǎn)風(fēng)鉆一般為中低頻，少數(shù)為高頻。

2.特點(diǎn)及應(yīng)用

2023/2/113

（1）手持式:手持式鑿巖機(jī)，在立井向下掘進(jìn)時(shí)采用，其它巷道掘進(jìn)時(shí)，因工人操作時(shí)體力消耗大，目前已很少使用。

（2）氣腿式:氣腿式鑿巖機(jī)機(jī)身重量和推力由氣腿支撐和完成，減少了工人操作時(shí)體力消耗，故在煤礦、鐵路、公路或其它隧道掘進(jìn)中被廣泛采用。（3）向上式:與氣腿軸線平行或與氣腿整體連接在同一軸線上的鑿巖機(jī)稱為伸縮式，由于伸縮式向上鑿巖，用于反井、煤倉和打錨桿，又稱為2023/2/114向上式。（4）導(dǎo)軌式:導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)屬于大功率鑿巖機(jī)，配備有導(dǎo)軌架和自動(dòng)推進(jìn)裝置，在巷道或隧道內(nèi)鉆眼時(shí)，導(dǎo)軌架、自動(dòng)推進(jìn)裝置和鑿巖機(jī)安設(shè)在起支撐作用的鉆架上，與鑿巖臺(tái)車、鉆裝機(jī)配合使用。

3.技術(shù)性能國產(chǎn)風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)主要技術(shù)性能見表4—1。

一、沖擊式鑿巖機(jī)破巖機(jī)理鑿巖機(jī)是利用壓氣推動(dòng)機(jī)體內(nèi)的活塞前后2023/2/115沖擊力圖4-1沖擊破巖原理移動(dòng)打擊釬子完成鉆眼工作的。它的破巖原理（鉆孔形成過程）如圖4-1所示。釬刃在沖擊力F的作用下鑿入巖石，鑿出深度為h的溝槽Ⅰ—Ⅰ，然后將釬子轉(zhuǎn)動(dòng)一角度β，再次沖擊，此時(shí)不但鑿出溝槽Ⅱ—Ⅱ，而2023/2/116且兩條溝槽之間的巖石，也被沖擊時(shí)產(chǎn)生的水平力H剪切掉。為使釬刃始終作用在新的巖面上，必須及時(shí)排除巖石碎屑。沖擊、轉(zhuǎn)釬、排粉，往復(fù)循環(huán)地持續(xù)進(jìn)行，便可鑿出圓形炮眼。鑿巖機(jī)就是根據(jù)以上破巖原理設(shè)計(jì)的，它們都具有沖擊、轉(zhuǎn)釬、排粉機(jī)構(gòu)，還有潤滑、推進(jìn)等輔助設(shè)備。二、氣動(dòng)鑿巖機(jī)鑿巖機(jī)的種類很多，但主要機(jī)構(gòu)和動(dòng)作原理基本相同，下面以圖4-2、3所示的YT—23型2023/2/117圖4-2YT—23型鑿巖機(jī)2023/2/118圖4-3YT-23型氣腿式鑿巖機(jī)外形圖1—鑿巖機(jī)主機(jī)；2—釬子；3—水管；4—壓氣軟管；5—?dú)馔龋?—注油器2023/2/119氣腿鑿巖機(jī)為例介紹鑿巖機(jī)的構(gòu)造和工作原理。

氣腿鑿巖機(jī)由柄體、缸體和機(jī)頭組成（如圖4-4）。

⑴柄體A：進(jìn)氣進(jìn)水管道、操作閥、氣腿的調(diào)壓閥和換向閥、水針。

⑵缸體E：閥柜D、配氣閥C、棘輪和旋轉(zhuǎn)棒B、活塞F、消音罩。

⑶機(jī)頭H：錘G、轉(zhuǎn)動(dòng)套I、釬卡和外殼。

其工作系統(tǒng)包括沖擊執(zhí)構(gòu)、轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)、排粉機(jī)構(gòu)和潤滑系統(tǒng)組成。2023/2/120圖4—4YT—23型鑿巖機(jī)構(gòu)造圖1—柄體；2—缸體；3—機(jī)頭；4—螺桿；5--操縱閥；6—棘輪；7—配氣閥；8—螺旋棒；9—活塞；10—導(dǎo)向套；11—轉(zhuǎn)動(dòng)套；12—釬套；13—水針；14—釬卡；15—把手；16—消音罩；17—螺旋母柄體A缸體E機(jī)頭H2023/2/121（一）沖擊機(jī)構(gòu)氣腿鑿巖機(jī)的沖擊機(jī)構(gòu)由氣缸、活塞和配氣系統(tǒng)組成。利用配氣系統(tǒng)自動(dòng)變換壓氣進(jìn)入氣缸的方向使活塞完成往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即沖程和回程；當(dāng)活塞做沖程運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞沖擊釬尾，將沖擊功經(jīng)釬桿、釬頭傳遞給巖石，完成沖擊做功過程。其工作原理如圖4-5、6所示。

1.沖程運(yùn)動(dòng)

活塞的沖程運(yùn)動(dòng)原理：氣體通過操縱閥的孔道，進(jìn)入柄體氣室，經(jīng)棘輪孔的通道，進(jìn)入閥柜2023/2/122沖擊機(jī)構(gòu)：氣缸+活塞+配氣裝置

沖程（活塞經(jīng)重錘沖擊釬尾）工作原理環(huán)閥配氣:Y-30,YT-23控制閥配氣:YT-24,26無閥排氣:YTP-26排氣口活塞前端面配氣閥片圖4-5鑿巖機(jī)主要構(gòu)造和環(huán)閥配氣原理（沖程）1-操縱閥孔道；2-柄體氣室；3-棘輪孔道；4-閥柜孔道；5-閥柜前氣室；6-孔道；7-活塞后端面；8-排氣口；9-活塞前端面；10-閥柜后氣室；11-回程孔道；A-柄體；B-棘輪和螺旋棒系統(tǒng)；C-配氣閥；D-閥柜；E-缸體；F-活塞；G-活塞前部的錘；H-機(jī)頭；I-轉(zhuǎn)動(dòng)套（a）2023/2/123氣室，當(dāng)閥與閥柜閉合時(shí)，氣體通過閥套的導(dǎo)孔進(jìn)入缸體的后腔，推動(dòng)活塞前進(jìn)形成沖擊行程。當(dāng)活塞的前端面越過排氣口時(shí)，缸體的前腔氣體受活塞壓縮形成氣墊，即時(shí)氣壓隨之增高，將前腔被壓縮的氣體順導(dǎo)程孔回到配氣閥的后氣室，這時(shí)活塞繼續(xù)前進(jìn)，氣壓隨著逐漸增高，迫使閥片前移趨勢(shì)，當(dāng)活塞的后端面越過排氣口時(shí)缸體后腔的氣體便從排氣口排出，后腔的氣壓突降，于是后氣室的壓強(qiáng)推動(dòng)閥前移，即時(shí)閥與閥套閉合，切斷缸體后腔的氣路，瞬間活塞沖擊釬桿、2023/2/124沖程結(jié)束，開始回程。

2.回程運(yùn)動(dòng)活塞的回程運(yùn)動(dòng)原理：當(dāng)閥與閥套閉合后，切斷氣體通往缸體后腔氣路，氣體沿著閥的外圓與閥柜之間的間隙進(jìn)入后氣室，順著導(dǎo)程孔進(jìn)入缸體前腔，推動(dòng)活塞后移，開始回程運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞的后端面越過排氣口時(shí)，缸體后腔的氣體受活塞壓縮形成氣墊，氣壓隨之增高，迫使閥片后移的趨勢(shì)，當(dāng)活塞的前端面越過排氣口時(shí)，即排氣缸體前腔的氣壓突降，于是缸體后腔的氣室壓強(qiáng)2023/2/125排氣口圖4-6鑿巖機(jī)主要構(gòu)造和環(huán)閥配氣原理（b回程）（b）2023/2/126推動(dòng)閥后移，閥與閥柜閉合，回程結(jié)束，開始沖程。（二）轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)釬桿的回轉(zhuǎn)是在活塞的回程過程中完成的?；钊蠖藘?nèi)裝有螺旋母，與活塞結(jié)成一體。因螺旋棒3的大端部位設(shè)一個(gè)逆止機(jī)構(gòu)，靠棘輪爪與棘輪的咬合，螺旋棒的齒形與螺旋母的齒形配合，只限螺旋棒作順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，不能逆轉(zhuǎn)。在活塞沖向釬桿的過程中，由于螺旋齒的作用，螺旋棒只作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；在回程過程中，逆止機(jī)2023/2/127構(gòu)的作用使螺旋棒不能逆轉(zhuǎn)，而活塞此時(shí)作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由轉(zhuǎn)動(dòng)套傳給釬桿，完成釬桿的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作。如圖4—7、8所示。無閥配氣如圖4-9所示。圖4—7鑿巖機(jī)的轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)1—環(huán)形棘輪；2—棘爪；3—螺旋棒；4—活塞柄；5—轉(zhuǎn)動(dòng)套；6--釬套筒；7—釬子尾2023/2/128

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：內(nèi)棘輪+螺旋棒+活塞+轉(zhuǎn)動(dòng)套沖程—活塞直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)棒旋轉(zhuǎn)?；爻獭D(zhuǎn)棒迫使活塞旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)套、釬桿旋轉(zhuǎn)。圖4-8內(nèi)棘輪與螺旋棒轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)1-螺旋棒；2-棘爪；3-內(nèi)棘輪；4-活塞；5-轉(zhuǎn)動(dòng)套；6-釬子轉(zhuǎn)動(dòng)筒套沖擊活塞2023/2/129無閥配氣鑿巖機(jī)外棘輪式轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)圖4-9外棘輪式的活塞螺旋槽轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)1-配氣圓桿；2-活塞；3-活塞螺旋槽；4-外棘輪；5-棘爪；6-活塞直槽；7-轉(zhuǎn)動(dòng)套；8-釬子2023/2/130（三）排粉系統(tǒng)在鑿孔過程中，為了避免產(chǎn)生巖粉對(duì)人體的危害，我國規(guī)定鉆眼過程中必須采用濕式鑿巖。該機(jī)配有洗塵水路系統(tǒng)，而且風(fēng)水聯(lián)動(dòng)。其系統(tǒng)如圖4-10所示。

1.洗塵水路系統(tǒng)

（1）當(dāng)開動(dòng)機(jī)器時(shí)：氣體從柄體的氣室導(dǎo)孔進(jìn)入注水閥的前端，克服了注水閥后彈簧的壓力，將注水閥向后推移，開啟水路，水經(jīng)水針導(dǎo)入釬桿直到巖孔底，巖粉與水混成泥漿，順釬桿2023/2/131圖4—10風(fēng)水聯(lián)動(dòng)注水機(jī)構(gòu)1—大螺母；2—?dú)獾溃?—注水閥；4—壓蓋；5—密封圈；6—彈簧；7—水道；8—密封膠圈；9—水針

排粉系統(tǒng)：風(fēng)水聯(lián)動(dòng)注水機(jī)構(gòu)－開鉆供水、停鉆停水

濕式排粉—壓力水，水壓比風(fēng)壓低0.1~0.2MPa2023/2/132排出巖孔外，完成洗粉排塵的目的。

（2）當(dāng)鑿巖機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)：柄體氣室的氣壓自然消失，被壓彈簧推注水閥前移，并將水路關(guān)閉。如果鑿孔深度較深，可能出現(xiàn)釬頭排水孔或沿桿的空隙被泥沙堵塞，這時(shí)可旋轉(zhuǎn)操縱手柄位置為“4”，強(qiáng)力吹洗鑿孔以達(dá)到疏通水路、排除巖漿的目的。

2.強(qiáng)力吹洗炮孔系統(tǒng)

多數(shù)鑿巖機(jī)除有注水排粉系統(tǒng)外，還有強(qiáng)力吹洗炮眼的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖4-11所示。當(dāng)將把2023/2/133手扳到強(qiáng)吹位置時(shí)，鑿巖機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)也停止供水。這時(shí)壓縮空氣直接經(jīng)缸體上的氣道具2和機(jī)頭殼體上的氣孔3進(jìn)入釬子中心孔，經(jīng)過釬子中心到達(dá)眼底，強(qiáng)力吹出巖粉。

圖4-11鑿巖機(jī)強(qiáng)力吹洗系統(tǒng)1-活塞；2-氣道；3-氣孔；4-水針；5-釬尾；6-六方套2023/2/134（四）潤滑系統(tǒng)為使鑿巖機(jī)正常工作，減少機(jī)件磨損，延長機(jī)件壽命，鑿巖機(jī)必須有良好的潤滑系統(tǒng)，鑿巖機(jī)采用獨(dú)立的自動(dòng)注油器實(shí)現(xiàn)潤滑。注油器有懸桂式和落地式兩種。懸掛式注油器懸掛在風(fēng)管彎頭處，容油量較小，圖4-12（a）（b）所示；落地式注油器放在離鑿巖機(jī)不遠(yuǎn)的進(jìn)風(fēng)管中部，容量較大，其構(gòu)造原理基本相同，圖4-13所示。（五）氣腿的縮回及推力調(diào)節(jié)氣腿的縮回是靠扳動(dòng)扳機(jī)，改換換向閥的位2023/2/135潤滑系統(tǒng)：注油器，3~5ml/min。（a）懸掛式：懸掛在風(fēng)管彎頭處，容油量較小；圖4-13落地式：放在離鑿巖機(jī)不遠(yuǎn)的進(jìn)風(fēng)管中部，容油量較大。圖4-12（b）懸掛式注油器1—小孔；2—油室；3—橫管小孔；4—導(dǎo)管2023/2/136置，使進(jìn)氣路換成廢氣的回路，而原來的廢氣回路卻換成了進(jìn)氣的通路，在壓力的作用下，氣腿伸縮管便能自動(dòng)縮回。氣腿推進(jìn)力大小是靠調(diào)壓閥來實(shí)現(xiàn)，該閥的內(nèi)端部設(shè)有兩個(gè)偏心槽，并且，偏心的方向是相反的，當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)壓閥時(shí)，靠泄流口的大小來改變氣體的流量，進(jìn)入氣腿的氣體增多，氣壓逐漸增高，氣腿的推進(jìn)力隨之增大，泄漏的余氣相應(yīng)逐漸減少。如逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)壓閥時(shí)，它的進(jìn)排關(guān)系則相反，進(jìn)氣減少，排氣增大，氣腿的推2023/2/137力也隨之減少。如圖4-14所示。氣腿：推進(jìn)+架支支設(shè)角30°～45°圖4-14氣腿構(gòu)造示意圖2023/2/138三、電動(dòng)鑿巖機(jī)和液壓鑿巖機(jī)氣動(dòng)鑿巖機(jī)需要裝備功率較大的空氣壓縮機(jī)和敷設(shè)較長的管路，能量利用率和傳送效率較低。鑿巖機(jī)工作時(shí)，機(jī)體振動(dòng)大，噪聲高（100～130dB），油水霧造成能見度差。近二十年來，國內(nèi)外都在研制、生產(chǎn)和試用電動(dòng)鑿巖機(jī)和液壓鑿巖機(jī)。（一）電動(dòng)鑿巖機(jī)

1.結(jié)構(gòu)形式電動(dòng)鑿巖機(jī)是以電為動(dòng)力，為了把電動(dòng)機(jī)的2023/2/139回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)沖擊運(yùn)動(dòng)，常采用的結(jié)構(gòu)形式有偏心塊式與活塞壓氣式兩種。電動(dòng)機(jī)為礦用隔爆水冷式，可用于煤礦井下。

2.技術(shù)特征電動(dòng)鑿巖機(jī)的技術(shù)特征見表4一2。

（二）液壓鑿巖機(jī)

1.液壓鑿巖機(jī)的特點(diǎn)

液壓鑿巖機(jī)鉆速高，一般可比氣動(dòng)鑿巖機(jī)鉆速提高2倍多；沒有排氣，消除了排氣噪聲，水霧油霧，工作環(huán)境得到改善；采用高壓油為動(dòng)2023/2/1402023/2/141力，所有運(yùn)動(dòng)部件都浸在油液中工作，潤滑條件好。它可以鉆較深和直徑較大的炮眼。

2.組成

液壓鑿巖機(jī)與氣動(dòng)鑿巖機(jī)一樣，也由沖擊機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)及排粉機(jī)構(gòu)等組成。

（1）沖擊機(jī)構(gòu)：液壓鑿巖機(jī)的沖擊機(jī)構(gòu)包括活塞、缸體和配油機(jī)構(gòu)，工作原理與氣動(dòng)鑿巖機(jī)相似，通過配油機(jī)構(gòu)，使高壓油交替作用于活塞兩端，并形成壓差，迫使活塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成沖擊釬子、破碎巖石的功能?；钊臎_2023/2/142擊功可通過改變供油壓力或活塞沖程進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（2）旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：它的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與氣動(dòng)外回轉(zhuǎn)鑿巖的結(jié)構(gòu)基本相同，它用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，并經(jīng)減速齒輪減速，帶動(dòng)釬子回轉(zhuǎn)。

（3）排粉機(jī)構(gòu)：液壓鑿巖機(jī)可用壓氣、水或氣水混合物進(jìn)行排粉，為了提高鑿巖速度，多采用壓力高、流量大的沖洗水排粉。供水方式有中心供水與旁側(cè)供水兩種。中心供水時(shí)，活塞中空；旁側(cè)供水時(shí)，釬尾有徑向水孔。

3.鑿巖臺(tái)車2023/2/143液壓鑿巖機(jī)多為高頻重型導(dǎo)軌式鑿巖設(shè)備，一般要和鑿巖臺(tái)車配套使用，利用臺(tái)車上的導(dǎo)軌和推進(jìn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)推進(jìn)。如圖4-15、16、17所示。圖4-18為傘鉆示意圖。四、鑿巖機(jī)的使用

1.及時(shí)加油；

2.合適的軸推力（克服反沖）；

3.壓氣壓力，大于0.5MPa；

4.水壓低于風(fēng)壓，供水不中斷；

5.釬子質(zhì)量好。2023/2/144圖4-15國產(chǎn)CGJ-2型鑿巖臺(tái)車，配備兩臺(tái)YT－24鑿巖機(jī)，軌輪式風(fēng)動(dòng)馬達(dá)絲杠推進(jìn)，直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軌輪行走2023/2/145One-boomrig

Three-boomrig

圖4-16鑿巖臺(tái)車2023/2/146圖4-17三臂鑿巖臺(tái)車2023/2/147圖4-18傘形鉆架2023/2/148

《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定85分貝為每天接觸噪聲8小時(shí)的允許界限，接觸噪聲的時(shí)間每減小一半，可增加3分貝，但最強(qiáng)不得超過115分貝。各型鑿巖機(jī)的噪聲約為105分貝（在空曠地方空打測(cè)得）。井下的噪聲85%是排氣噪聲，消音罩約降低5～7分貝。五、鑿巖機(jī)釬桿、釬頭

1.釬桿鑿巖機(jī)釬桿、釬頭是鑿巖機(jī)的工作裝置，對(duì)鑿巖工效的影響較大。鉆桿又稱鋼桿，一般用碳鋼2023/2/149

釬肩：環(huán)形（六角形釬桿）、耳形（圓形釬桿）組成釬尾：108mm±1.0mm（淬火硬度HRC49~55）中心孔：⑴釬桿端面形狀:中空六角形B22、B25；中空?qǐng)A形D32、D38（重型導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)）。材料：ZKT7、ZKT8ZK8Cr、ZK55SiMnMo。⑵釬頭和釬桿的連接：錐形連接，錐角度為7°，插入深度24~38mm（留有過渡縫隙6～8mm）。

能量傳遞效率和釬桿、釬頭壽命。制成，截面為中空的六角形或圓形。2023/2/150

2.鉆頭釬頭的形狀是根據(jù)巖石的硬度和組成來選擇。常用的釬頭有一字形和十字形。一般都鑲有硬質(zhì)合金片或鑲硬質(zhì)合金齒的球齒釬頭。一字形釬頭沖擊力集中，鑿入深度大，鑿速快，制造和修磨工藝簡單，應(yīng)用范圍廣。但一字形釬頭在裂隙中鑿眼時(shí)易夾釬子，磨損快，有時(shí)鑿出的炮眼不圓，開眼困難。十字形釬頭修磨和制造工藝復(fù)雜，但不易夾釬和開眼容易。球齒釬頭適用較高的硬脆巖層。釬頭形狀如圖4-19、20所示。2023/2/151圖4-19釬頭2023/2/152圖4-20

a)鑲KO型硬質(zhì)合金片;b)鑲K1型硬質(zhì)合金片；標(biāo)準(zhǔn)直徑十字形釬頭釬頭結(jié)構(gòu)參數(shù)①刃角，110°；②隙角，3°；③弧形釬刃，180mm曲率半徑；④釬頭直徑，38~43mm；⑤排粉溝。2023/2/153

3.鉆桿和釬頭的連接方式鉆桿和釬頭的連接有二種方式：（1）整體：是鉆桿和釬頭連成一體，它只能在硬度不大的巖石中使用，故釬頭易于磨損變鈍，此時(shí)應(yīng)將磨鈍釬頭加以鍛整或改鉆。如圖4-21所示。（2）組合：是鉆桿以螺紋或錐度與釬頭鏈接，一般用于堅(jiān)硬的巖石。如圖4-22所示。2023/2/154圖4-21整體釬子1-釬頭；2-釬桿；3-釬肩；4-釬尾2023/2/155

一字形：速度快、制造和修磨簡單、磨損快、易夾釬形狀十字形：速度慢、孔圓⑴釬頭X、Y形及球齒形：硬巖鉆眼材料釬頭體：合金鋼，55SiMnMo、40MnMoV

釬刃：鎢鈷類合金。圖4-22組合釬子1-釬頭；2-錐形梢頭；3-釬桿；4-中心孔；5-釬肩；6-釬尾2023/2/156五、提高鑿巖效率的措施提高鑿巖效率是鑿巖工作的中心問題。其主要措施如下：

1.合理選擇與正確使用鑿巖機(jī)

司機(jī)操作要熟練，并要加強(qiáng)保養(yǎng)與維修鑿巖機(jī)，保證鑿巖機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.保證氣壓工作面氣壓應(yīng)不低于0.5MPa。實(shí)踐表明，氣壓提高或降低0.1MPa，相應(yīng)的鉆速就能提高或降低30％左右。因此，必須盡量減少管路損2023/2/157失，防止壓氣漏損，進(jìn)氣膠管不要過長，同時(shí)要合理確定鑿巖機(jī)工作臺(tái)數(shù)。氣壓過高會(huì)引起鑿巖機(jī)劇烈振動(dòng)，使零部件磨損加快，耗氣量增大。

3.合適的軸向推力

軸推力不足，釬頭不能有效地接觸和破碎巖石，同時(shí)還會(huì)使機(jī)體振動(dòng)，容易損壞釬子和機(jī)件；軸推力過大，增加了釬子回轉(zhuǎn)阻力，降低回轉(zhuǎn)速度和沖擊功，甚至引起停鉆。在一定條件下，各類鑿巖機(jī)均有相應(yīng)的最優(yōu)軸推力，軸推力大小主要取決于鑿巖機(jī)的氣缸直徑和使用氣壓。2023/2/158若氣缸直徑大、氣壓高，則所需施加的軸推力大。如YT-23、YT-24型鑿巖機(jī)的軸推力需800～1000N，YT-26需1200-1300N。氣腿的支設(shè)角度以30°～45°為宜。

4.正確確定眼徑和眼

深炮眼直徑和深度加大，鉆速必然下降，氣腿式鑿巖機(jī)適合的炮眼直徑為38～46mm，眼深不宜超過5m。

5.加強(qiáng)管理

改善勞動(dòng)組織，提高鑿巖的工時(shí)利用率，減2023/2/159小輔助作業(yè)時(shí)間。

6.快速排除故障

在鑿巖過程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障，及時(shí)消除故障是保證鉆眼工作順利進(jìn)行和提高鑿巖工時(shí)利用率的重要措施，因而必須熟悉各種故障產(chǎn)生原因、掌握其處理方法，見表4-3。六、鑿巖機(jī)的使用與保養(yǎng)

1.新機(jī)器在使用之前必須拆卸清洗內(nèi)部各個(gè)零件，除掉機(jī)器在出廠時(shí)所涂的防銹油脂，清洗后安裝時(shí)各零件表面要重涂潤滑油，使用時(shí)應(yīng)低2023/2/1602023/2/1612023/2/162氣壓下（0.3Mpa）或半開機(jī)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘左右，方能正常工作。

2.供氣管的管路氣壓應(yīng)保證在0.5-0.6Mpa范圍內(nèi)，若氣壓過高易損壞零部件，若氣壓過低，鑿巖效率明顯下降，導(dǎo)致鑿巖機(jī)不能正常使用。

3.在供氣管與鑿巖機(jī)接通之前，首先吹凈氣管內(nèi)的臟物，以免臟物吹進(jìn)機(jī)體內(nèi)使閥片失靈及損壞零件。氣水接通后開機(jī)之前，檢查各螺紋聯(lián)接部位是否擰緊，方可正式開機(jī)。

4.機(jī)器開動(dòng)后首先驗(yàn)正油霧器的霧化情況是2023/2/163否適宜，調(diào)整好，工作過程中，每隔1小時(shí)向油霧器內(nèi)要注滿一次油，不得無潤滑工作。

5.機(jī)器開動(dòng)時(shí)應(yīng)在中速運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)，在氣腿的推進(jìn)力逐漸增大的同時(shí)，即可全速鑿巖。不得在氣腿推力最大時(shí)全速運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣有可能導(dǎo)致將整機(jī)卡死，更不能長時(shí)間全速運(yùn)轉(zhuǎn)，以免零件磨損。

6.鑿?fù)昕装吴F時(shí)，應(yīng)以中速進(jìn)行，若停機(jī)不再鑿孔，應(yīng)把水管拆掉，吹凈機(jī)器內(nèi)殘存水滴，以防內(nèi)部零件銹蝕。

7.本鑿巖機(jī)為濕式中心注水鑿巖，嚴(yán)禁干鑿2023/2/164孔，更不允許拆掉水針作業(yè)，避免粉塵順釬孔倒往機(jī)體內(nèi)，導(dǎo)致各部位失靈，不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重的會(huì)造成機(jī)件損壞。

七、風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)安全操作

1.鑿巖前檢查各部件的完整性和轉(zhuǎn)動(dòng)情況，加注必要的潤滑油、檢查風(fēng)路，水路是否暢通，各連接接頭是否牢固。

2.工作面附近進(jìn)行敲幫問頂，即檢查工作面附近頂板及二幫有無活石、松石，并作必要的處理。2023/2/165

3.工作面平整的炮眼位置，要事先搗平才許鑿巖，防止打滑或炮眼移位。

4.嚴(yán)禁打干眼，要堅(jiān)持濕式鑿巖，操作時(shí)先開水，后開風(fēng)，停鉆時(shí)先關(guān)風(fēng)，后關(guān)水。開眼時(shí)先低速運(yùn)轉(zhuǎn)，待鉆進(jìn)一定深度后再全速鉆進(jìn)。

5.使用氣腿鑿巖機(jī)鉆眼時(shí)，要注意站立姿勢(shì)和位置，絕不能靠身體加壓，更不能站立在鑿巖機(jī)前方釬桿下，以防斷釬傷人。

6.鑿巖中發(fā)現(xiàn)不正常聲音，排粉出水不正常時(shí)，應(yīng)停機(jī)檢查，找出原因并消除后，才能繼續(xù)2023/2/166鉆進(jìn)。

7.退出鑿巖機(jī)或更換釬桿時(shí)，鑿巖機(jī)可慢速運(yùn)轉(zhuǎn)，切實(shí)注意鑿巖機(jī)鋼釬位置，避免釬桿自動(dòng)脫落傷人，并及時(shí)關(guān)閉氣路。

8.使用氣腿鑿巖機(jī)鉆眼時(shí)，要把實(shí)頂牢，防止釬頭打滑傷人。2023/2/167第二節(jié)旋轉(zhuǎn)式鉆眼機(jī)具

1.破巖原理

旋轉(zhuǎn)式鉆眼法破巖原理如圖4—23所示，釬刃在軸向壓力P的作用下侵入巖石，同時(shí)釬刃在回轉(zhuǎn)力矩的作用下不停旋轉(zhuǎn)，將巖石一層層沿螺旋線切削下來，破碎的巖屑被排至孔外。

壓入―回轉(zhuǎn)切削―排粉，這樣的過程連續(xù)不斷地進(jìn)行，逐步形成鉆孔。在軟巖層或煤層中鉆孔一般采用旋轉(zhuǎn)鉆孔法。2023/2/168（1）旋轉(zhuǎn)式破巖軸壓力回轉(zhuǎn)力矩圖4—23旋轉(zhuǎn)破巖原理圖2023/2/169

（2）旋轉(zhuǎn)沖擊式鉆眼原理：沖擊式和旋轉(zhuǎn)式的結(jié)合壓入（沖擊功+軸壓）—旋轉(zhuǎn)切削—沖擊—排粉。圖4—24。

適用于大直徑、中硬巖，露天深孔爆破代表機(jī)具：潛孔鉆機(jī)。圖4—24旋轉(zhuǎn)沖擊式破巖原理圖2023/2/170

沖擊式破巖

旋轉(zhuǎn)式破巖適用于堅(jiān)硬巖石軸壓力小噪音大功效低環(huán)衛(wèi)差軟巖和煤軸壓力大噪音小功效高環(huán)衛(wèi)良好（3）兩種破巖方法比較2023/2/171

2.類型煤礦中在煤體或軟巖中打眼的電鉆稱為煤電鉆，在較硬的巖體中打眼的電鉆稱巖石電鉆。一、煤電鉆

1.構(gòu)造：散熱風(fēng)扇+開關(guān)手柄+電動(dòng)機(jī)+減速器+釬套筒如圖4—25、26所示為煤電鉆外形和結(jié)構(gòu)圖。煤電鉆電動(dòng)機(jī)采用三相交流全封閉感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電壓127v，功率1.2~2.0kW（多為1.2kW），轉(zhuǎn)速2700轉(zhuǎn)/分。2023/2/172ZM系列礦用隔爆型手持式煤電鉆圖4—25煤電鉆外形和結(jié)構(gòu)圖1—電動(dòng)機(jī)；2—散熱風(fēng)扇；3、4、5、6—減速器；7—電鉆心軸；8—鉆桿；9—鉆頭2023/2/173圖4—26煤電鉆2023/2/174通過二級(jí)加速器：600轉(zhuǎn)/分供煤倉用，400轉(zhuǎn)/分供硬煤和軟巖。外殼為鋁合金鑄造，密封防爆。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力經(jīng)減速器帶動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)，散熱風(fēng)扇裝在機(jī)軸后端，與電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生風(fēng)流散熱冷卻電動(dòng)機(jī)。

2.軸推力：煤電鉆工作時(shí)的軸推力，靠人力推頂產(chǎn)生。為了安全，在手柄和后蓋上均包有絕緣橡膠層。。

3.適用條件：煤及f＜3的巖層。2023/2/175

4.技術(shù)特征：國產(chǎn)電鉆技術(shù)特征見表4—4。表4—4

國產(chǎn)電鉆的類型和技術(shù)特征表注：表中符號(hào)含義：M—煤；

Z—鉆；S—手持

D---電。技術(shù)特征煤電鉆巖石電鉆MZ2--12SD--12MSZ--12DZ—2.0YZ2S水冷質(zhì)量/㎏15.251813.54035功率/kw1.21.21.222額定電壓/v127127127127/380380額定電流/A99.19.513/4.44.7相數(shù)33333電機(jī)效率/%79.575747978電機(jī)轉(zhuǎn)速/r·min-128502750280027902820電鉆轉(zhuǎn)速/r·min-1640610/430630230/300/320240/260電鉆扭矩/N·m17.618/2617------外形尺寸/mm336×318×218425×330×265310×300×200650×320×320625×260×300推進(jìn)速度/㎜·min----------368/470/545264/468退鉆速度/㎜·min-------------7.2/10.8最大推力/N---------700700鉆孔深度/m---------1.5～21.8供水方式

---------側(cè)向側(cè)向推進(jìn)方式鏈條鏈條隔煤性能隔爆隔爆隔爆隔爆隔爆鉆孔直徑/㎜38～4536～4536～4536～4538～422023/2/176二、巖石電鉆

1.特點(diǎn)巖石電鉆的扭矩和電機(jī)功率比煤電鉆大，可在中硬巖石上鉆眼。在鑿眼時(shí)要求施加較大的軸推力，與煤電鉆相比，增加了軸向推進(jìn)裝置。與沖擊式鑿巖機(jī)相比，優(yōu)點(diǎn)是直接利用電能，能量利用率高，設(shè)備簡單，鉆速高，噪音小。

2.構(gòu)造原理及技術(shù)特征巖石電鉆的構(gòu)造原理與煤電鉆基本相同，如圖4—27所示。巖石電鉆的技術(shù)特征見表4—4。2023/2/177

3.組成：電動(dòng)機(jī)、減速箱、牽引裝置、機(jī)殼和供水裝置。圖4—29所示。

4.適用條件：巖石電鉆適用于在f=4～6的巖石中鉆眼。圖4—27巖石電鉆2023/2/178圖4—28巖石電鉆的組成1-鉆頭；2-導(dǎo)軌；3-鉆桿；4-鏈條；5-供水裝置；6-手輪；7-導(dǎo)向鏈輪；8-離合器；9-滑架；10-巖石電鉆；11-電纜2023/2/179三、電鉆鉆桿、鉆頭

1.鉆桿形狀鉆桿是向鉆頭傳遞動(dòng)力，隨同鉆頭進(jìn)入鉆孔的桿狀或管狀零件。電鉆鉆桿形狀是螺旋形的麻花鉆桿（麻花釬子）。如圖4—29、30、31所示。

2.鉆桿鉆桿前部的方槽和尾孔是用來插人鉆頭的，鉆頭插入后，從尾孔上的小圓孔中插入銷釘固定鉆頭。麻花鉆桿尾部制成圓柱形，用以插入電鉆的套筒內(nèi)，套簡前端有兩條斜糟，可以卡緊在麻2023/2/180麻花釬子⑴鉆頭主刃1、主刃夾角、副刃2、副刃夾角主副刃夾角：90~120o

刃角：鉆煤時(shí)為60o，硬煤或軟巖時(shí)為75o或更大⑵麻花鉆桿：菱形或矩形，T7或T8鋼傳遞軸壓和扭矩，螺旋溝槽排粉，螺距一般為70～80mm。圖圖4—29煤電鉆鉆桿、鉆頭1—鉆頭；2—方槽；3—尾孔；4—鉆桿；5—尾部2023/2/181圖4—30鉆桿2023/2/182圖4—31電鉆鉆具2023/2/183花螺紋上以傳透回轉(zhuǎn)力矩。

（1）鉆桿斷面煤電鉆的麻花鉆桿系用菱形斷面或矩形斷面鋼在加熱狀態(tài)下扭制而成。由于螺紋方向與鉆頭旋轉(zhuǎn)方向一致，所以麻花鉆桿除了傳遞軸壓和扭矩外，還能利用螺旋溝槽排出巖粉。

（2）鉆桿強(qiáng)度麻花鉆桿強(qiáng)度較小而巖石電鉆傳遞的軸壓和扭矩較大，且多數(shù)又采用濕式鉆眼，故巖石電鉆采用的鉆桿與風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的釬桿相同，用六角中2023/2/184空鋼制成。

3.鉆頭安裝在鉆桿前端，回轉(zhuǎn)破碎煤或巖石的刀具稱為鉆頭。鉆頭的作用是直接破碎煤或巖石。鉆頭的結(jié)構(gòu)由鉆刃、鉆翼及鉆尾構(gòu)成，鉆頭頂端鑲有硬質(zhì)合金片。四、煤電鉆安全操作煤電鉆打眼時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)要點(diǎn)：

1.平穩(wěn)：要把電鉆端平、抱穩(wěn)，全身用力并保持保持平衡。入鉆、推鉆、退鉆都要平，不要2023/2/185讓電鉆上下左右擺動(dòng)。電鉆要正對(duì)打眼方向，鉆桿沿著直線前進(jìn)。

2.勻，準(zhǔn)：打眼時(shí)用力要均勻，不得猛推、硬頂。打眼方向要準(zhǔn)，要按鉆進(jìn)方向進(jìn)鉆。

3.勤聞、勤看、勤聽、勤動(dòng)手：嗅覺要靈敏，注意有無異味；隨時(shí)注意檢查煤壁、頂板、支架的變化，觀察設(shè)備、工具和鉆進(jìn)情況；善于聽頂板、電鉆的聲音，當(dāng)聲音異常時(shí)，就需要少用力，或使電鉆空轉(zhuǎn)或向外拉動(dòng)，排一排煤粉再進(jìn)；勤動(dòng)手，隨時(shí)敲幫問頂，處理傘檐和頂板浮2023/2/186矸。

4.思想要集中，注意安全。2023/2/187第四節(jié)空氣壓縮機(jī)及壓風(fēng)供應(yīng)

一、概述

1.空氣壓縮機(jī)的應(yīng)用空氣壓縮機(jī)亦稱壓風(fēng)機(jī)，是礦山四大固定設(shè)備之一（通、壓、排、提升）。通過空氣壓縮機(jī)，可將自由空氣壓縮到所需要的壓力而成為壓縮空氣，用以驅(qū)動(dòng)風(fēng)動(dòng)機(jī)具，如風(fēng)鉆、風(fēng)鎬、抓巖機(jī)