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第2章 凿岩钻孔机械与凿岩方法


公路、水工隧洞等工程的开挖;钻凿开矿炮孔、锚杆孔 等。

国内多为双机或单机作业,一般钻孔直径不大于
115mm。钻孔深度大于20m时,效率显著降低。
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■竖井凿岩机(也称:伞形钻架或伞钻)
》竖井凿岩机是为建井施工穿凿竖井研制的专用设备,适
用井直径范围大,操作灵活、定位精确、安全可靠。 》伞钻设备以压缩空气为动力,采用液压传动,使钻架所 有动作实现机械化。 》伞钻的配套机具是高效气动凿岩机,长推进行程,加之 采用平行移动机构,使钻凿炮孔精度和效率相应提高,大大节 省了辅助工作时间,提高了工作效率。 》钎头直径 ø38-ø55,推进行程3.5m-4.3m,凿孔深度4.55.5m
水下钻孔
凿岩机 牙轮钻机 潜孔钻机 凿岩钻车 风动凿岩机 液压凿岩机 内燃凿岩机 电动凿岩机 固定支架水上作业平台 漂浮式钻孔爆破作业平台 支腿升降式水上钻孔作业平台
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2.常用凿岩钻机及其配件
爆破工程实践中常用的凿岩钻机包括: 1)气动凿岩机 2)液压凿岩机 3)凿岩钻(台)车:露天、地下 4)潜孔钻机 5)牙轮钻机 6)水下钻孔设备
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潜孔钻头:
有刃片和柱齿两类。 • 刃片钻头由于焊接质量不易 保证,硬质合金片常有破碎 或脱落,使用寿命低。 • 因此目前普遍采用柱齿型潜 孔钻头,其规格可查阅有关 资料。
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牙轮钻机及钻具
优点: ①钻孔速度快,生产效率高。 ②钻孔直径大,钻凿的炮孔深。可钻 孔径250~455mm范围;孔深17~50m。 ③适应范围广泛,应用前景好。牙轮 钻机可以钻凿软、硬各类岩石,多用 于大型矿山。井下和露天都有专门型 号系列产品。 ④噪声低,对环境污染少,自动化程 度高,作业条件好。
二、凿岩(孔)方法
1)冲击式钻孔法 2)旋转式钻孔法 3)旋转冲击式钻孔法 4)滚压式钻孔法
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三、几种常用凿岩方法的工作原理
1)冲击式钻孔法
钻眼过程:冲击→转动→排粉 冲击力PD 适用于硬岩的钻孔过程 凿岩机是冲击式钻孔法的代表机具
冲击式凿岩过程
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按牙轮钻机结构分:回转机构和加压机构
根据回转和加压方式不同,分为: 1)底部回转间断加压:液压卡盘通过油压将钻杆卡住,二者共同 回转并向下运动,实现钻进。该类型缺点:间断加压及轴压力受限制 。 2)底部回转连续加压:回转、加压机构安设在钻架底部,由传 动装置或钢绳液压系统连续加压。该类型特点:钻架不承受扭矩作 用,钻杆需加工成六方型或花键齿型。 3)顶部回转连续加压:钻杆上部安装沿钻架上下滑动的回转加 压小车,实现钻具回转和连续加压。该类型钻机又称为滑架式牙轮钻 机。当前国内外大型露天岩土工程和矿山,大多采用此类型钻机。
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潜孔钻机及钻具
冲击器潜入孔内冲击凿岩的一种钻 孔设备。通常把凿岩机构、推进装 置、定位装置等安装在机械底盘或 钻架上进行钻孔作业。 特点:是一种大孔径深孔钻孔设备 ;冲击器潜入孔内,噪声低,钻孔 偏差小、精度高;国产潜孔钻机类 型多、品种全,广泛应用地下采矿 和土石方开挖爆破工程中。
旋转冲击凿岩过程
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4)滚压(旋转碾压)式钻孔法
》钻眼过程:压入→回转(牙齿的 压入和冲击)→排粉 轴压P+牙轮振动冲击p 》适用于大孔径硬岩的钻孔过程 》牙轮钻机是滚压式钻眼法的代表 机具。
滚压大学力建学院
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第2节 凿岩(钻孔)机械
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牙轮钻机的类型
按工作地点分类:
① 井下牙轮钻机:孔径加大,轴压增高,设备笨重,搬 运困难。因此,受作业空间限制,钻孔规格不能太大,直径在 118~170mm之间;同时受牙轮钻轴承尺寸限制,小于200mm直 径的牙轮钻头寿命低。 ② 露天牙轮钻机:根据高轴压性能要求,露天矿采用增 加设备自重,提高钻速的高效钻机。按其孔径大小,又分为轻 型、中型、重型牙轮钻机。
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露天凿岩钻车特点:
与牙轮钻机、潜孔钻机相比,有以下特点:
(1) 整机重量轻,装机功率小,机动性强 (2) 能钻凿多方位钻孔,调整钻机(架)位置迅速、准确 (3) 爬坡能力强,国产可达25°,进口钻车可达30° (4) 能耗仅为潜孔钻车1/4,转速却为潜孔钻车2~3倍。
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地下凿岩台车
分类: 分类方法很多,按用 途可分为: 掘进钻车、采矿钻 车、锚杆钻车等。 主要介绍掘进钻车和 采矿钻车。
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地下凿岩钻车主要特点:
1)凿岩角度、孔深、孔位精确;可钻凿较大直径的中深


旋转碾压式:轴压作用于钎具,钎头自身旋转碾压破碎岩 回转切削式:回转力矩作用下,切削岩石形成炮孔。一般
石形成钻孔。(如牙轮钻) 用于软岩。(如煤电钻)
按原始驱动力分: • 气动、液压、电动、内燃机、水压和气液联动六种类型。
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按工程类型分

露天钻孔 地下钻孔
阿特拉斯(瑞典)科普柯三臂凿岩台车
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露天凿岩钻车
• • • 分类: 按行走方式分为:履带、轮胎和轨 轮式。 按驱动动力分为:气动凿岩、全液 压凿岩、气液联合式。 按能否行走分为:自行式、 非自行 式露天凿岩钻车(台式架钻机)。
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潜孔钻机机械结构
5个机构组成:
(1)回转供风机构 (2)提升推进机构 (3)接卸杆机构 (4)钻架起落机构 (5)行走机构
国产潜孔钻机:KQY90、KSZ100、KQD100、KQL120、KQL150、CM220、CM351 、CM120、CTQ500等 国内使用潜孔冲击器主要有:J-80B、J-100B、J-150B、J170B、QCZ-80、 QCZ-150、QCZ-170、QCZ-250、W-150和W-200等。 其技术数据可查阅有关资料。
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适用范围:
(1)采石场、水电、交通等工程、中小型露天矿山;二次破 碎、边坡处理、清除根底等辅助钻孔设备 (2)钻孔方位多,可用于钻凿各种方位的预裂爆破孔、修理 边坡和锚索孔及灌浆孔等。 (3)爬坡能力强,机动灵活,可在复杂地形上钻孔。 (4)主要用于硬或中硬岩的钻孔作业。 (5)气动式与气液联合式露天凿岩钻车,一般适用孔径小于 80mm,孔深小于20m的炮孔。 (6)全液压露天凿岩台车,可达到孔径150mm、孔深50m。
手持式凿岩机
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B 气腿式凿岩机
与手持式凿岩机比较:劳动强 度较低,钻孔参数相类似,凿岩 速度高。 可钻凿中硬以上岩石f=8~ 10,钎头多采用一字形,直径为 Φ38~42mm。
气腿式凿岩机
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C 向上式凿岩机
~ 90度炮孔; ~ 5m,孔径36 ~ 48m
2)旋转式(回转切削)钻孔法 》钻眼过程: 压入→回转切削→排粉 轴压P+回转力Pc 》旋转钻孔法一般适用于:软弱岩层或 煤层的钻孔过程 》电钻是旋转式钻孔法的代表机具。
旋转式钻孔过程
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3)旋转冲击式钻孔法
》钻眼过程:压入→回转切削→冲击→排粉 轴压P+冲击力PD+回转力Pc 》适用于大孔径硬岩的钻孔过程 》潜孔钻机是旋转冲击式钻孔法的代表机具。

孔,深孔;可提供最优的轴推力;凿岩效率高。 件。 3)凿岩机与钻臂配套使用可实现凿岩机械化和自动化。 缺点:是设备投入较大,维修保养操作要求较高。 2)可远离工作面一人操纵多台凿岩机,明显改善工作条
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适用范围:
掘进钻车主要用于:矿山巷道、硐室掘进;铁路、
第2章 凿岩钻孔机械与凿岩方法
爆破工程师的能力,不是只会对孔网参数的计算, 更多体现在爆破的施工组织,而爆破施工组织的重要 环节是钻、爆、挖、运。 钻机、装药机、铲装机、运输机械是进行工程爆破 作业的主旋律。。。 凿岩机具对工程爆破的质量和效率至关重要!
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本章主要内容:
适宜打向上60 钻孔深2
YSP45为例,其技术参数: ① 工作风压保持在0.4~0.6MPa。 ② 活塞的冲击频率为43Hz 。 ③ 转钎扭矩为30N·m 。 ④ 耗气量为75L/s 。 ⑤ 质量为45kg 。
向上式凿岩机(主视图)
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D 导轨式凿岩机
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■气动凿岩机及钻具
气动凿岩机械:以支撑方式分类,主要有 :手持式、气腿式、向上式、导轨式凿岩 机。

A手持式凿岩机: 冲击功、扭矩小,凿速低,劳动强度大; 钻孔深:2-3m为宜,最大可达7m; 适宜钻凿垂直或下向斜孔,一般用于小台 阶和小型地下硐室爆破钻孔。
适宜打向上60 ~ 90度炮孔。
钻孔深度5 ~ 8m,孔径40 ~ 80m为宜。
导轨式凿岩机(主视图)
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