潜孔钻机选型_机械/仪表_工程科技_专业资料。露天矿潜孔钻机设备选型 已知条件: （1）南露天煤矿 2013 年全年生产 1780 万吨原煤，煤的密度为，硬度 f≥5。 （2）年剥离废岩 8 ㎡万，岩的综合硬度 f =6~8 （3）全年爆破
露天矿潜孔钻机设备选型 已知条件: （1）南露天煤矿 2013 年全年生产 1780 万吨原煤，煤的密度为，硬度 f≥5。 （2）年剥离废岩 8 ㎡万，岩的综合硬度 f =6~8 （3）全年爆破 煤的孔径：150mm,岩石孔径：262mm （4）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 一．钻具结构的选择 1.钻头的选择 选择的依据： （1）硬岩的凿岩比功较大，钻头又是直接和岩石接触的部位，要求钻头体和 柱齿具有较高的强度，因此，钻头的排粉槽不宜过多，一般选双翼型钻头。同时， 钻头合金齿选球齿，且球齿的外露高度不宜过大。 （2）在软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣大，要求钻头有较强排渣能 力，三翼型或者四翼型钻头，合金齿可选用弹齿或者楔齿。 （3）在节理比较发育的破碎带中钻进时选用导向性好的中间凹形或者中 间突出型。 （4）在含黏土的岩层中钻进时，中间排渣孔易被堵死，所以选用侧排渣 钻头。 （5）在韧性好的岩石中钻孔时，选用楔形齿钻头。 2.钻杆的选择 （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.冲击器选型 冲击器的选择必须依据工作气压、钻孔尺寸和岩性特征等参数。 （1）依据工作气压等级合理选相应等级的冲击器。 （2）根据钻孔直径选相应型号冲击器。 （3）根据岩性选相应冲击器。建议软岩使用高频低能型冲击器，硬岩使用高 能低频冲击器。 4.钻机预选 根据以上钻具的选择以及已知条件可以预选煤孔钻机为 KQ-150,岩孔钻机 为 KQ-250 二．钻机的工作参数合理的匹配 表 1 潜孔钻机主要技术规格和性能参数 机型 孔径（mm） 垂直孔深（m） 孔向（°） 钻杆直径（mm） 钻具回转转数（r/min） 钻具回转扭矩（N·m） KQ—150 150-170 60,75,90 133 ,, 2906,2447,2141 KQ—250 230-250 16 90 194-219 轴压力（KN） 钻具提升速度（m/min） 孔底有效提力（KN） 辅助提升力（N） 工作压力（MP） 除尘方式 行走方式 钻机重量（t） 0～ 16 4900 ～ 干或湿式 电动履带 14 0～ 12～16 98 19600 ～ 干或湿式 电动履带 45 表 2 KQ—150 的冲击器 HDH360 性能参数 型号 HDH360 钻孔直径（mm） 总长（mm） 外径（mm） 重量（kg） 耗风量（m 3 /min） 冲击功（J） 冲击频率（次/分） 与钻杆连接方式 风压（kg/） 可配钻头 152,165 1450 136 126 —25 820 820—1475 内 AP13—1/2′′ 7—21 DHD360—19A，DHD360—19B 表 3 KQ—250 的冲击器 CWG200 性能参数 型号 钻孔直径（mm） 总长（mm） CWG200 204,254 1734 外径（mm） 重量（kg） 耗风量（m 3 /min） 180 277 12—31 冲击功（J） 冲击频率（次/分） 与钻杆连接方式 风压（kg/） 可配钻头 1560 860—1510 内 AP14—1/2′′ 7—21 CWG200—19A，CWG200—19B 1.转速 （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）合理的与钻头的工作参数有关。 n 6500 0.78~0.95 D 式中 D----钻孔直径， mm 。 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。 M km D2 8.5 式中 km ----转矩系数，~，一般取 1。 3.轴压力 （1）要求：保证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。 PH (3 ~ 3.5) f 4.冲击功 A(J) A=×10 2 D 1.78 5.排渣风量 Q （ m3 / min ） 式中 Q 60πk(D2 4 106 d 2) 4.7 bρ 1000 b ----岩渣的粒度， mm ； ρ----岩石密度， kg / m3 ； k -----漏风系数，取 k =~；取 d--------钻杆外径， mm 。 根据以上经验公式可以计算出钻出该大小的孔所需的钻机的工作参数 钻孔 KQ-150 KQ-250 表 4 潜孔钻机工作参数 转速 转矩/N·m-1 轴压力 冲击功/J 排查风量 /r·min-1 /KN /m ? ·min-1 19-36 2118-3176 ≧15 190 12-21 6461-9691 18-28 512 根据计算的出的数据与钻机规格参数以及冲击器性能参数对比，可知所选钻 机基本符合实际 三．选型计算 1.钻机效率 潜孔钻机的生产能力，采用计算法选取。潜孔钻机的台班生产能力 Vb(m)和 钻进速度 v(cm/min) 分别按式（ 1-1 ）和式（ 1-2 ）计算： Vb 0.6vTbη （ 1-1） 式中 v 4 E nz k πD2a ×k′ v ——钻机钻进速度 cm/min Tb ——钻机班时间，min η-----钻机台班利用系数。取 E——冲击功，J （ 1-2 ） Nz——冲击频率，min 1 k——冲击能利用系数，取～ D——钻孔直径，cm a——矿岩的凿碎比功，J/cm 3 k′——修正系数，取 3— E、 nz 由钻机性能表可以查得，凿碎比功 a 可按下表选取 表5 矿岩硬度 f 3 3-6 6-8 8-10 10-15 15-20 15-20 硬度级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 软硬程度 极软 软 中等 中硬 硬 很硬 极硬 凿碎比功值 / (J cm3) 20× (20-30)× （30-40）× （40-50）× （50-60）× （60-70）× 70× v 1 = 48201000 0.8 3.14152 259.8 5 cm/min≈75.8cm/min v 2 = 415601300 0.8 3.14 26.22 35 9.8 5 cm/min≈43.9cm/min V =××60×8×≈174.6m/台·班 b1 V =××60×8×≈101.1m/台·班 b2 2.钻机数量的确定 钻机数量 N（台） 按式（1-3）计算： N Q qp(1 e) （1—3） 式中 Q——设计的矿山规模，t/a P——钻机台年穿孔效率，m/a q——每米炮孔爆破量，t/m，煤取 33，岩取 35 e--------废孔率，% N= 17 .8 10 6 ≈台 1 33 1.38 174 .6 3 300 (1 0.05) 取3台 N= 84 106 ≈台 2 35 1.38 101 .1 3 300 (1 0.05) 取 20 台 四 论文 浅谈露天矿邻近终边坡的爆破技术和减震措施 郭振春 摘 要: 随着我国金属非金属露天矿山开采技术的不断发展， 生产规模不 断增加，开采深度越来越大，服务年限也越来越长。但大中型矿山终边坡的稳 定性，是露天矿山安全生产的关键， 而邻近终边坡的爆破对其破坏较大。根 据目前国内露天矿邻近终边坡的爆破情况，从预裂爆破 、光面爆破等控制爆 破的角度，分析了微差爆破技术 、穿孔爆破参数 、装药结构及装药量等减震技 术措施，以减少爆破震动对终边坡的破坏，提高露天矿终边坡的稳定性 。 关键词: 露天开采; 邻近边坡; 控制爆破; 减震措施 随着我国露天开采技术的不断发展,大型及特大型露天矿山在黑色、有色及建材 行业不断出现,而且开采深度越来越大。对于大中型露天矿山。一次爆破装药量 可能达到几十吨，甚至几百吨。这些爆破都会产生爆破效应，给边坡岩体的稳定 性带来一定的影响， 特别是邻近边坡的爆破， 对终边坡的形成和稳定有重要 影响 。 通过分析和探讨邻近终边坡的控制爆破技术，采取减震措施，以便限 度地减少爆破震动对边坡稳定性的影响 。 1 控制爆破技术 露天矿邻近终边坡的常用控制爆破技术主要有预裂爆破、光面爆破两类 。 1．1 预裂爆破 预裂爆破是邻近边坡爆破的的控制爆破技术。其特点是预裂孔内采用 不耦合装药形式，装入少量炸药; 预裂孔预先起爆或通过微差技术使预裂孔先于 主爆破孔起爆，以形成裂缝，隔断生产爆破对边坡的影响 。 预裂爆破的主要参数及施工应注意以下几方面问题 。 ( 1 ) 孔径、孔距 、孔深。预裂孔多为小孔径炮孔，直径 50 ～100 mm ， 孔距 0．6 ～1．2 m ，孔深不超过 18 ～20 m 。 ( 2 ) 装药结构与药量 。预裂爆破的关键是使预裂孔壁压力爆裂岩石。但 又不得超过其原位动态抗压强度，否则将产生后冲，造成炮孔周边压碎和径向 裂缝。常常采用不耦合装药 、间隔装药或使用低密度炸药来降低爆压。不 耦合装药药包不接触孔壁， 药包半径与炮孔半径之比为药包的耦合系数。间隔 装药可以造成药包的进一步不耦合，通常用木材或硬纸制成间隔物，或者将炸药 挂在导爆索上，用间隔物分离炸药 。线 ) 炮孔填塞和超深 。炮孔未装药部分对顶部的龟裂有直接影响 因炸药 爆炸时具有自由破坏并形成漏斗的趋向，在节理发育的岩体中，可以预留较大的 填塞深度，因为这类岩石更容易从顶部形成漏斗，孔口填塞部分一般取孔深的 10% ～30%。采用斜孔预裂爆破时，炮孔一般不超深。但有时候为了有利于形成 台阶上的排水沟，清除根底，可适当超深 1．0 ～1．5 m 。 ( 4 ) 延发时间和起爆顺序。为了获得有效的预裂效果，预裂孔应在主爆破 孔之前 50 ～100 ms 齐发起爆，采用一根导爆索连接。如果预裂孔太多，也可 以分段起爆 。 1．2 光面爆破 光面爆破是在露天矿境界开挖线上钻凿较密集的炮孔，多采用不耦合装 药， 在炮孔爆破后起爆光面孔,使裂隙沿光面孔联线发展形成光面，减少爆破对 终境界台阶坡面的破坏。光面爆破和预裂爆破的 区别在于后一排光面孔或 预裂孔与主爆破孔起爆顺序的差别 。 光面爆破孔距较预裂孔距可稍大些 ，因此光面爆破较为经济。但是，光面 爆破的一个主要问题是对边坡的影响较大。露天矿在邻近终边坡时，采用光面 爆破时也可将光面爆破与缓冲爆破配合使用。 光面爆破的主要参数及施工应注意以下几方面问题 。 ( 1 ) 通过导爆管或继爆器实现微差，合理调整起爆顺序，为光面爆破孔提 供自由面，否则有可能产生拒爆，或者光面爆破效果较差。 ( 2 ) 合理确定爆破参数光面爆破既要使孔距 较预裂爆破孔距大些 ， 并 能沿孔联线裂开，又要使光面炮孔前面的岩石破裂并有较大的位移，孔距与抵抗 线比值的 选择应能满足这个要求通常情况下 小抵抗线 倍 。 根 据 我 国 露 天 矿 光 面 爆 破 的经 验 来 看 ，一般情况下 ，光面孔孔径 100 ～ 1 5 0 m m ， 孔口上部 2 ～ 2．5 m 为 填 塞 物 ,孔 距 1 ．5 ～ 3 m 。 ( 3 ) 光面孔采用不耦合装药，其装药方式与预 裂爆破类似 。不耦合系数一般为 2 ～4 ， 线装药密度一般为预裂爆破的 1 ～ 倍 。 2 邻近边坡爆破减震措施 2 ．1 微差爆破 微差爆破是相邻或分组炮孔以毫秒级时间间隔 起爆的 爆 破 技 术。无论是 光面爆破还是预裂爆破，其主要减震措施就是微差爆破技术。微差爆破技术的关 键在于选取合理的延迟时间及起爆顺序 。 2 ． 2 合理控制炮孔超深 炮孔要到坡底线以下有一定的超深 ，便于爆破后清理台阶，同时也是设置台阶排水沟 的需要 。但 如 果 超 深 过 大，将对下个台阶的坡顶造成破坏，影 响 台阶边破的稳定 性。 在 炮 孔超深段会形 成 一 个 1 5～ 2 5 °的 锥 角 ，该角度的大小与 岩 性及 其结构有关，锥角外侧则是未受损害部分。 一般情况下，设炮孔间距为 a , 则 超 深应为 ( 0 ． 2 ～ 0 ．3 ) a 为 宜。 2 ． 3 限制段的装药量和总装药量 由爆破震动的各种经验公式可知，震动速度 V 与爆破装药量 Q 1 / 3 成正比 。控 制段的装药量和总装药量，可以降低爆破震动速度， 减少对边坡的破坏 。 3结语 采用光面微差爆破，对于露天矿边坡来说 ,其爆破效果是形成平整光滑的坡 面 ,减 少 边 坡 裂 缝 ， 一般 平 整 度 在 ±2 0 c m 。 而预裂爆破沿预裂孔联 线形成 预裂缝，是新的介面，又是声波阻抗很低的破碎带 ， 能使后起爆的能量反射 回来 ， 既改善破碎质量 ，又能吸收一部分能量 ， 对露天矿终边坡起到了一定的 屏 蔽 作 用 ， 减少了直接 破 坏 ， 其降震率一般在 40 % ～ 5 0 % 。我国大中型露 天矿山多年来的生产经验证明， 邻近终边坡的爆破， 利用控制爆破技术，采 取 减震措施 ，对减少露天矿终边坡的破坏 ， 提高露天矿终边坡的稳定性起到重要 作用 。
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