露天矿采矿潜孔钻机设备选型前言已知条件:1、已知:南露天煤矿2012年全年生产1850万吨原煤2、煤密度为: 1.38g／cm3,硬度f≥63、剥离废岩：7100万m2，硬度f=6～104、全年爆破，煤的孔径：150mm，岩石的孔径：250mm5、正常作业天数300天，以三班循环作业要求：1、分别计算两种孔径的台班效率m/台.班2、计算所需钻孔的数量（四舍五入）3、列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表）参考项目：1、岩石的类型2、全年的爆破量3、传爆参数4、参考同类型的矿山的设备经验5、厂家提供的设备技术规格及工作参数6、要求维护方便选型与计算一、钻具结构的选择(一)、钻头原则: 合理的钻头能够获得较大的钻进速度和合理1、坚硬岩石凿岩比功较大，每个柱齿和钻头都承受较大额度载荷。

要求钻头体和柱齿具有较高的强度。

2、在可钻性比较好的软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣较大，这就要求钻头就有较高的排渣能力，最好选用三翼型或四翼型。

3、在节理比较发育的破碎中钻进时，为减少偏斜，最好选择导向型较好的中间凹陷型或凸出型钻头。

4、在含粘土的岩石凿岩时，中间排渣孔出常常被堵死，最好选用侧排渣钻头。

5、在韧性比较好的岩石中钻孔时，最好选用契形齿钻头。

(二)、钻孔直径及流通截面的选取1、增大孔径-----传爆效率高2、环形截面积宽10～25mm，排渣效率高3、钻杆的壁厚应保证一定的刚度和强度，厚壁一般在4—7mm。

(三)、冲击器的选取1、根据工作压气的压力等级合理选择相应等级的冲击器。

2、根据钻孔直径选择相应型号的冲击器。

3、根据岩石坚固性选择相应冲击器，建议软岩使用高频低能型。

二、钻机的工作参数合理的匹配1、转矩1)要求：保证钻头每次冲击后进入新的工作面，不至于干磨钻头。

2)合理的与钻头工作参数有关。

2、扭矩1)要求：能够使钻头克服孔低的摩擦与剪切阻力，孔壁的阻力防止卡钻。

2)扭矩与孔深、岩性、孔径、硬度和节理发育程度成正比。

3、轴压力1)要求：保持钻头始终与新面强行接触，不产生磨损。

2) 轴压力是钻具推进力与重量之和。

三、两种钻机的技术规格和工作参数潜孔钻机工作参数推荐表 表1—1100 30-40 500-1000 4-6 150 15-25 1500-3000 6-10 200 10-20 3500-5500 10-14 2508-156000-900014-181、钻煤潜孔钻机的工作参数1) 钻具转速nmin /6.24)1506500()6500(85.095.0~78.0r D n === 式中 D --- 钻孔直径，mm 。

2) 钻具钻矩Mm N D k M m •=⨯==06.26475.815015.822式中 m k --- 力矩系数，0.8~1.2，一般取1。

D --- 钻孔直径，mm 。

3) 轴压力H P ,由查表得出的H P 的范围为6-10kN 。

所以只要在这个范围里就符合条件。

排渣风量Q4) s m b v /38.2110001038.1157.410007.43=⨯⨯==ρ式中 b --- 岩渣的最大粒度，取15mm 。

ρ --- 岩石密度，m kg /1038.13⨯.m in /77.610438.21)130130150(14.32.160104)(60362622m v d D k Q =⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=π 式中 k --- 考虑漏风系数，取k=1.2。

D --- 钻杆外径，130mm 。

v --- 岩渣的悬浮速度，m/s,2、钻岩的潜孔钻机的工作参数1) 钻具钻速n min /55.13)2506500()6500(80.095.0~78.0r D n === 式中D --- 钻孔直径，mm 。

2) 钻具转矩Mm N D k M m•=⨯==94.73525.825015.822 式中 m k --- 力矩系数，0.8~1.2，一般取1。

D --- 钻孔直径，mm 。

3) 轴压力H P ,由查表得出的H P 的范围为14-18kN 。

所以只要在这个范围里就符合条件。

4) 排渣风量Qs m b v /38.2110001038.1157.410007.43=⨯⨯==ρ式中 b --- 岩渣的最大粒度，取15mm 。

ρ --- 岩石密度，m kg /1038.13⨯.m in /23.2210438.21)210210250(14.32.160104)(60362622m v d D k Q =⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=π 式中 k --- 考虑漏风系数，取k=1.2。

D --- 钻杆外径，200-230mm 。

v --- 岩渣的悬浮速度，m/s ,四、选型计算1、钻机效率计算：由孔的直径及以上的计算的参数选出最适合的两种钻煤型号的钻机是KQ —150 和钻岩的钻机是KQ —250。

KQ —150潜孔钻机的钻机每台班生产能力V b (m)和钻机速度(/min cm )计算：aD kk En v z 2'4π=ηb b vT V 6.0=式中 ： v —钻机钻进速度，/min cm ；b T —钻机班时间，minη —钻机台班时间利用系数，取0.8E —冲击功，Jz n —冲击频率，1min -k —冲击能利用系数，取0.6～0.8；取k=0.8α—矿岩的凿碎比功，3/cm JD—钻孔直径，cm；'k—冲击功修正系数3-7.5KQ—150型潜孔钻机技术规格：表1-2冲击频率850 主体材料27simn压力范围0.5-0.7 Mpa 冲击能量340凿孔速度100-200 适用介质CIR公称通径150-220 mm 凿孔深度空压机决定凿孔直径150-220 连接形式内特76*10*3 型号CIR/MD150 产品型号CIR150CIR —150冲击器性能参数表： 表1—3 凿碎比功值： 表1-4在式中，冲击功（E ）和冲击频率（z n ）查表1—3得E=340Jz n =8501min -同理凿岩比功可由表1—4查的，选取40*9.8（3/cm J ）所以钻进速度：min /69.168.9401514.358.08503404422'cm a D kk En v z =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==π 每台班生产能力：班台•=⨯⨯⨯⨯==/45.388.06081669.06.06.0m vT V b b ηKQ —250型潜孔钻机技术规格: 表1—5KQ —250潜孔钻机的钻机每台班生产能力V b (m)和钻机速度(/min cm )计算： KQ —250的冲击功（E ）和冲击频率（z n ）查表1—4得E=1800Jz n =22001min -钻进速度：m in /59.908.9402514.35.58.0220018004422'cm a D kk En v z =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==π每台班生产能力：班台•=⨯⨯⨯⨯==/7.2088.06089059.06.06.0m vT V b b η2、 钻机数量的确定：)1(e qp Q N -=式中 Q —设计的矿山规模，3/m ap —钻机台年穿孔效率，/m aq —每米炮孔的爆破量，3/m me —废孔率，%。

取e=5%KQ —150潜孔钻机数量的确定台4.12%)51(38.145.38300333185000001038.17100)1(=-⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=-=e qp Q N故钻机数量应取13台KQ —250潜孔钻机数量的确定：台07.2%)51(38.17.208300335185000001038.17100)1(=-⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=-=e qp Q N故钻机数量应取2台。

3、两种潜孔钻机的工作参数爆破论文爆破振动危害预测目前对爆破振动危害预测的方法主要有两类，一类是通过安全判据来预测建构筑物安全；另一类方法是对在爆破振动作用下建构筑物进行力学分析，遥过数值计算和有关强度理论，来达到对建构筑物安全状况进行预测的目的。

l、安全判据法峙卜嘲爆破振动控制标准制定要综合考虑各种因素的影响，参考各种结构的不同地震响应，经各种试验检验褥制订的。

鬻井将爆破振动对结构物破坏分为没有破坏、造成微细裂缝和抹灰脱落、开裂、严重开裂等4类；美国将破坏程度分为3类，即结构物质点速度13．5cm／s为结构的轻微破坏(灰泥有细裂缝、原裂缝张歼)；19cm／s为严重破坏(灰泥脱落，严重开裂)，而将5cm／s为安全界限，郎认为在此值以下，结构物不会发生破坏。

在后来的美国R18507报告(Siskind．etal．，1980)中指出0．5—2．0in／s。

A．德沃夏克在以振动速度作为破坏标准的基础上，提啦了更加明确的判断标准，其判断标准如下：u=1．0～3．0cm／s，开始出现细小裂缝：D=3．0～6．1cm／s，抹灰脱落，出现细小裂缝：D>6．1cm／S，抹灰脱落，出现大裂缝。

实践表明，基于幅值特性的安全判据基本上满足了工程爆破的要求，使爆破安全距离的确定有章可依。

但是，越来越多的工程实践表明，采用的以单一的质点峰值振动速度参数为判据的安全标准是不全面的，爆破振动安全判据中应该考虑爆震频率和建筑物自振频率以及持续时间的共同作用的影响。

美国、英国、德国和瑞士等一些发达国家很早就已经考虑了振动速度和对应频率的综合影响，将这两个指标纳入爆破振动安全判据。

其中美国矿业局(USBM)和露天矿复垦管理局(OSMRE)分别制定了各自的标准，将此两个标准合成以后，成为目前国际上比较流行的爆破振动安全判据(图1-1)。

德国爆破振动安全判据(BRD-DIN4150)将建筑物分为工业和商业建筑、民用建筑和重点保护建筑三种类型，综合考虑了爆破引起的最大质点振速和振动频率的影响，充分反映了不同频率的爆破振动对建筑物的影响(图1-2)。

图1-1 USBM和OSMRE安全判据图1-2 DIN4150安全标准2000年3月，中国工程爆破协会召开了“爆破振动安全距离合理判据’’专题研讨会，与会专家达成共识之一就是：建议以振速和频率作为综合判据，振速为主，频率作修正参考依据。

因此，在国家标准GB6722—2003中对地面建筑物采用了以质点振动速度峰值和振动主频率作为联合判据(表1-1)所示。

存在的问题与研究意义爆破地震的安全决定于外因和内因两个因素。

外因就是地震荷载的大小和形态，内因就是被保护物本身结构与基础的承受能力。

被保护物种类于差万别，对各物理量的敏感程度千变万化。

外荷载统称为爆破地震，其物理量有运动参数、力学参数、振动作用时间和频谱等。

要在这两个因素之间规范一个包罗万象的“安全判据’’是不可能的，但在工程中又必须确认保护物的安全状态。

尽管国内外很多研究人员在该领域做了大量的工作，取得了很多成果，在某些方面有了很大进展。