已知条件：（1）南露天煤矿2012年全年生产1850万吨原煤，煤的密度为1.383cmg，硬度为f 4；（2）年剥离废岩7100万m3，岩的综合硬度f=4；（3）全年爆破煤的孔径：150mm，岩石孔径：250mm；（4）正常作业天数300，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）计算所需钻机的数量（四舍五入）；（3）通过查资料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）全年穿爆量；（3）穿爆参数；（4）参考同类型矿山的设备经验；（5）查找厂家提供的设备技术规格及工作参数；（6）要求维护方便。
1、选型1.1钻头的选择在特定的岩石中凿岩，必须选择合适的钻头，才能取得较高的凿岩速度和较低的钻孔成本。
（1）坚硬岩石凿岩比功较大，每个柱齿和钻头体都承受较大的载荷，要求钻头体和柱齿具有较高的强度，此时一般选双翼型钻头。
（2）在可钻性比较好的软岩中钻进时，凿岩速度比较快，相对排渣量较大，这就要球钻头具有较强的排渣能力，最好选择三翼或四翼型钻头。
（3）在节理比较发育的破碎带中钻进时，为减少偏斜，最好选择导向性较好的中间凹陷型或中间凸出型钻头。
（4）在含粘土的岩层中凿岩时，中间排渣孔常常被堵死，最好选用侧排渣钻头。
（5）在韧性比较好的岩石中时，最好选用楔形钻头。
1.2钻杆的选择钻杆直径越大，气流速度越高，排渣效果越好。
一般环形截面的环宽取10~25mm 。
深孔取下限，高气压取上限。
钻杆的选择不仅要考虑排渣效果，还要考虑其抗弯抗扭强度以及重量，这主要由钻杆的壁厚决定。
在保证强度和刚度的前提下，尽可能让壁薄一点以减清重量，壁厚一般在4~7mm 。
2、所需钻机主要参数计算2.1钻具转速计算 95.0~78.0)6500(D n =由上述公式计算得：钻煤孔的转速80.01506500）（煤=n= 20.39r/min 钻岩石孔的转速80.02506500）（岩=n=13.55r/min2.2钻具转矩计算5.82D k M m= 式中mk ——力矩系数，0.8-1.2，一般取1。
由上述公式计算得：5.81502=煤M =2647m N ⋅5.82502=岩M =7352m N ⋅ 2.3冲击功计算78.121054.2D A -⨯=有上述公式得：78.121501054.2⨯⨯=-煤A=190J78.122501054.2⨯⨯=-岩A=471 J2.4轴压力计算fP h )5.3~3(=式中f ——岩石坚固性系数。
由上述公式计算得：60.3⨯=煤h P=18 kN82.3⨯=岩h P=25.6kN3、选择设备类型3.1技术参数的拟合：根据所计算所需煤孔的相关参数查询现在厂家生产的潜孔钻机，选择适合的潜孔钻机。
相关参数如下：JK590(D)采用原装进口行走马达，行走双速控制；原装进口液压油泵；原装进口操纵阀系统，增压发动机，钻臂、滑架、履带设计结构更为坚固，钻孔角度更加灵活。
JK590(D)履带式液压潜孔钻机采用柴油发动机（电动机）-液压油泵组为钻机的液压马达行走、回转、推进及提升、油缸摆角定位等提供动力，钻机钻孔作业时只有潜孔冲击器消耗压缩空气。
与全气动钻机相比，能源（燃油或电量）消耗节约40%-50%。
JK590（D ）履带式液压潜孔钻机主要用于露天矿山开采、水电工程、筑路等石方工程钻孔作业。
技术参数根据所计算所需岩石孔的相关参数查询现在厂家生产的潜孔钻机，选择适合的潜孔钻机。
相关参数如下：JKS300型履带式多功能水井钻机是一种新型、高效、节能、多功能的液压钻机，主要用于钻凿水井、监测井、地热空调孔、锚固、国防工程等钻孔作业；该钻机采用潜孔冲击套管跟进护壁钻孔工艺，有效解决松散层不易成孔岩石层进尺慢的技术难题。
该钻机配备有大功率液压马达回转、油缸推进及提升、高风压潜孔冲击器，钻孔进尺效率高消耗低。
是国内潜孔式水井钻机的标杆产品。
钻孔直径 钻孔深度 走行速度 适应岩石硬度 工作风压 耗风量 0换杆长度外形尺寸（长×宽×高） 爬坡角度 整机功率 重量 冲击功 冲击频率Φ90-Φ165mm50m 2km/h,3km/h ｆ=6—20 1.2—2.4MPa 孔径≤Φ115为11.3m3/min(1.4MPa)孔径≤Φ140为13m3/min(1.4MPa)孔径≤Φ165为17m3/min(1.4MPa)孔径≤Φ140为21m3/min(2.4MPa)孔径≤Φ165为25m3/min(2.4MPa)3m6900×2200×2200(运输状态)24°内燃70kw 电动30KW6100kg700J810-1500次/min* 松散层可用切削牙轮钻井作业，泥浆排渣，适于复合地质条件做孔，回转机可以翻转，卷扬大于6米，液压支腿行程大，不需吊车钻机即可转场装卸。
技术参数4、备选型计算4.1 钻机速率计算：4.1.1 JK590(D)潜孔钻机的钻机每台班生产能力Vb (m)和钻进速度钻孔直径钻孔深度走行速度适应岩石硬度工作风压耗风量滑架行程滑架最大倾角最小离地高度回转机转速最大回转扭矩最大提升力提升速度爬坡角度外形尺寸（长×宽×高）重量冲击功冲击频率Φ105—Φ350mm300m2ｋm/hｆ=6—201.2—3.5MPa16—40m3/min3400mm90°300mm一档0-80rpm 二档0-160rpm 7500Nm120000N5-18m/min21°6100×2100×3200（运输状态）9000kg820J820-1470次/minν(/min cm )计算：钻进速度：a D kk En v z 2'4π=每台班生产能力：ηb b vT V 6.0=式中 ：v —钻机钻进速度，/min cm ； b T —钻机班时间，min ,已知为8小时；η —钻机台班时间利用系数，取0.8；E —冲击功，J ；取E=700z n —冲击频率，1min -；取z n =1000k —冲击能利用系数，取0.6～0.8；取k=0.8 D —钻孔直径，cm ；为150cmα—矿岩的凿碎比功，3/cm J ;根据教材表 1.3，取a=20⨯9.8k '——表示冲击功修正系数，为3—7.5，这里取5；则：m in 818.9201514.358.010*********'cm a D kk En v z ≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==πηb b vT V 6.0==m cm 187186628.0480816.0≈=⨯⨯⨯4.1.2 JKS300潜孔钻机的钻机每台班生产能力V b (m)和钻进速度ν(/min cm )计算：钻进速度：a D kEn v z 24π=每台班生产能力：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0.8；E —冲击功，J ；取E=8200z n —冲击频率，1min -；取1000=z nk —冲击能利用系数，取0.6～0.8；取k=0.8D —钻孔直径，cm ；α—矿岩的凿碎比功，3/cm J ;根据教材表1.3取a=20⨯9.8k '——表示冲击功修正系数，为3—7.5，这里取7；则：m in /578.9202514.378.012008204422'cm a D kk En v z ≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==πηb b vT V 6.0=cm 132038.0480576.0=⨯⨯⨯=m132≈4.2 钻机数量的确定：4.2.1 JK590(D)潜孔钻机数量的确定：)1(e qp QN -=式中： Q —设计的矿山规模，a t /，p —钻机台年穿孔效率，/m a ；q —每米炮孔的爆破量,m t /；e —废孔率，%。
取e=5%其中：t Q 4101850⨯=；m p 1683003003187=⨯⨯=；查教材表1.5知150mm 孔径的每米爆破量为1386.20-⋅m m ，由于煤的密度为3/38.1m kg ，则m t m kg q /1079.28/1038.186.2036⨯=⨯⨯=则 )1(e qp QN -=)(4%)51(1079.2816830010185037台≈-⨯⨯⨯⨯=4.2.2 JKS300潜孔钻机数量的确定：)1(e qp QN -=式中 Q —设计的矿山规模，a m /3；p —钻机台年穿孔效率，/m a ； q —每米炮孔的爆破量，m m /3；e —废孔率，%。
取e=5%其中： 34107100m Q ⨯=；m p 1188003003132=⨯⨯=；查教材表1.5知250mm 孔径的每米爆破量为13m in 33-⋅=m q ；则 （台）20%)51(11880033107100)1(4≈-⨯⨯⨯=-=e qp Q N两种钻机的部分工作参数 表1.3 钻机 型 号 钻 具 转 矩 kN.m 冲 击 功 J 轴压力 kN 钻进 速 度 cm/min 钻机台班生产能力 m/台 选择 台 数JK590DJKS300 2600 7500700 82018 25.646 20106 464 20。