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1、第五章露天開采工藝露天開采四個工藝穿孔爆破鏟裝與運輸排巖第一節(jié)穿孔作業(yè)一、穿孔方法與穿孔設(shè)備穿孔方法：熱力破碎穿孔和機(jī)械破碎穿孔兩種方法。穿孔設(shè)備：火鉆、鋼繩式?jīng)_擊鉆、潛孔鉆、牙輪鉆、鑿巖臺車。目前主要應(yīng)用設(shè)備：牙輪鉆、潛孔鉆、鑿巖臺車。二、牙輪鉆機(jī)目前，80%的露天金屬礦山使用牙輪鉆機(jī)穿孔。牙輪鉆機(jī)的優(yōu)點：穿孔作業(yè)效率高、作業(yè)成本低、機(jī)械化程度高、適用于各種硬度的礦巖中穿孔。（一）牙輪鉆機(jī)的工作原理牙輪鉆機(jī)如圖所示，它是通過鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)和推壓機(jī)構(gòu)使鉆桿帶動鉆頭連續(xù)轉(zhuǎn)動，同時對鉆頭施加軸向壓力，以回轉(zhuǎn)動壓和強大的靜壓使與鉆頭接觸的巖石粉碎破壞。同時
2、通過鉆桿與鉆頭中的風(fēng)孔向孔底注入壓縮空氣，利用壓縮空氣將空地巖粉吹出孔外，從而形成炮孔。（二）牙輪鉆機(jī)的鉆具牙輪鉆機(jī)的鉆具包括：鉆桿、穩(wěn)桿器、減震器和牙輪鉆頭。如圖18-2鉆桿長度一般為9.2或9.9m。穩(wěn)桿器可減小鉆桿擺動，防止鉆孔偏斜。鉆頭是直接破碎巖石的工作部件。如圖18-3和18-4所示。（三）牙輪鉆機(jī)的工作參數(shù)牙輪鉆機(jī)的主要工作參數(shù)：鉆壓、鉆具轉(zhuǎn)速、排渣風(fēng)量與風(fēng)壓。合理使用這些參數(shù)可以提高鑿巖效率延長鉆頭壽命。1、鉆壓：根據(jù)實踐經(jīng)驗總結(jié)出不同礦巖硬度系數(shù)選取不同的鉆壓，如表18-2。(10~40t)f直徑190mm直徑250mm直徑31
3、0mm81012.315.91012.215.519.91214.619.023.81417.621.627.81619.524.931.8182228.035.72024.331.239.7tooth鉆壓超過巖石的抗壓強度，巖石被壓碎，此時，鉆孔速度快，鉆頭壽命長。2、鉆速與鉆具的轉(zhuǎn)速：如圖18-5。在不同的軸壓下鉆頭鉆進(jìn)速度V與鉆具轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。由圖可見，轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，鉆進(jìn)速度不增反而減小。原因：轉(zhuǎn)速快，齒輪與孔底巖石的作用時間短（小于0.03秒）未能充分發(fā)揮齒對巖石的破壞作用，且加速了鉆桿的震動和鉆頭磨損。根據(jù)經(jīng)驗，得出表18-3的最佳
4、轉(zhuǎn)速。鉆機(jī)類型輕型鉆機(jī)中型鉆機(jī)重型鉆機(jī)巖石硬度系數(shù)F<8F=10~14F=15~20轉(zhuǎn)速r/min80~12060~10050~803、排渣風(fēng)速與風(fēng)量：經(jīng)驗表明：排渣風(fēng)量不足時，巖渣在孔底被反復(fù)破碎，將顯著地降低鉆進(jìn)速度和鉆頭壽命；另一方面，排渣風(fēng)量過大，從孔底吹出的巖渣對鉆頭和鉆桿的磨損作用也將顯著增大。drilling視頻排渣風(fēng)量Q:D—鉆孔直徑；md—鉆桿直徑；mVH—回風(fēng)速度；m/minQ—排渣風(fēng)量，m3/min。為了便于排渣，(D-d)應(yīng)大于20mm。目前，國內(nèi)外度趨向于加大排渣風(fēng)量，借以提高鉆頭的使用壽命和鉆孔速度。當(dāng)炮孔直徑為310
5、mm時，鉆桿直徑為270mm,要求的排渣風(fēng)速為20m/s，排渣風(fēng)量為4m3/s。（四）牙輪鉆機(jī)的生產(chǎn)能力即臺班生產(chǎn)能力和臺年綜合生產(chǎn)能力1、牙輪鉆機(jī)的臺班生產(chǎn)能力即每臺牙輪鉆機(jī)每一班工時內(nèi)鉆進(jìn)的米數(shù)。Vb=0.6vTbηVb—牙輪鉆機(jī)臺班生產(chǎn)能力，米/臺班v—牙輪鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度，cm/min,Tb—班工作時間，h,η—班工作時間利用系數(shù)，0.4~0.5經(jīng)驗公式，v=3.75Pn/(9800Df)=3.75×400000×150/(9.8×1000×25×12)=76cm/min=0.76m/min=45.6m/hrP——軸壓，N,n——鉆速，m/
6、min,D——直徑，cm；f——普氏系數(shù)礦山礦巖穿孔單臺平均綜合效率（m/年）礦巖硬度系數(shù)f1994年1995年1996年南芬露天礦8~18317802868834320水廠鐵礦8~14358773170535220歪頭山鐵礦12~15260572717229352齊大山鐵礦12~183073824012231602、鉆機(jī)的臺年綜合生產(chǎn)能力（23000~33000m/a）由于管理和鉆機(jī)本身故障引起的停機(jī)原因，牙輪鉆機(jī)的年綜合生產(chǎn)能力，如表18-4。（五）牙輪鉆機(jī)的需求數(shù)量鉆機(jī)數(shù)量取決于礦山的設(shè)計年采剝總量、鉆機(jī)的設(shè)計年綜合生產(chǎn)能力與每米炮孔的爆破
7、量。N——所需要的鉆機(jī)數(shù)量，臺，Q——礦山設(shè)計年采剝總量，t/a,L——每臺牙輪鉆機(jī)的年穿孔效率，m/a,q——每米炮孔的爆破量，t/m,（D=250mm,q=90~130t/m)e——廢孔率，%。（六）提高牙輪鉆機(jī)的穿孔效率一方面改進(jìn)牙輪鉆機(jī)本身的技術(shù)性能，提高鉆頭的工作強度與使用壽命，另一方面，在牙輪鉆機(jī)作業(yè)過程中，合理配置好各種參數(shù)，協(xié)調(diào)生產(chǎn)組織管理，提高鉆機(jī)的工作時間利用系數(shù)。目前，兩種工作制度：（1）高軸壓（30~60t），低轉(zhuǎn)速(150r/min)（2）低軸壓（10~20t），高轉(zhuǎn)速(300r/min)應(yīng)該從中尋找到合理的軸壓和轉(zhuǎn)速。
8、根據(jù)經(jīng)驗,HY-250c型和KY-310型鉆機(jī)的軸壓分別為32t和45t,轉(zhuǎn)速分別為100r/min以內(nèi)比較合適。三、潛孔鉆機(jī)潛孔鉆機(jī)適
