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地 址:山東省濟寧市國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)
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用鑿巖機具在礦巖中鉆鑿炮眼或炮孔(見爆破)的工序。目前主要用機械鑿巖法,根據(jù)鉆具動作方式分沖擊式、旋轉(zhuǎn)式和旋轉(zhuǎn)沖擊式。
沖擊式鑿巖法特點是鉆具以沖鑿方式破巖,包括沖鑿、回轉(zhuǎn)和清渣三個主要過程。用鑿巖機鉆淺炮眼和小直徑深炮孔,用潛孔鉆機和鋼繩沖擊鉆機鉆大直徑深炮孔。1813年英國人特羅蒂克(R.Treuithick)發(fā)明蒸汽沖擊式鉆機。1855年法國人方丹莫羅(Fontainmoreau)取得氣動沖擊式鑿巖機專利。此后鑿巖機具不斷發(fā)展,使沖擊鑿巖技術(shù)發(fā)生了根本變化。
鑿巖機(風(fēng)鉆) 適于在中硬以上巖石中鑿巖,炮眼直徑通常為35~65mm,深度一般不超過15m。按動力分氣動、液壓、電動和內(nèi)燃四種。目前以氣動鑿巖機(圖1[鑿巖機]
)應(yīng)用最廣,后兩者應(yīng)用很少。液壓鑿巖機鉆速快、動力消耗少、噪聲低,正在一些國家推廣應(yīng)用。鑿巖機的鉆具由釬頭、釬桿和釬尾組成。鉆淺眼時通常釬尾與釬桿為一整體,釬桿上安活動釬頭。釬頭、釬桿和釬尾成一整體的釬子已很少應(yīng)用鉆深孔時,釬尾、釬桿、釬頭分開制做,隨炮孔加深將釬桿逐根接長。鑿巖機裝在氣腿上、鉆架上或鑿巖臺車上鉆眼(見巖巷掘進)。
目前廣泛應(yīng)用鋃片狀或柱狀硬質(zhì)合金的釬頭
(圖2[釬頭])
。鉆淺眼多用一字形片狀合金釬頭,鉆深孔或在裂隙發(fā)育的巖石中鉆淺眼,多用十字形或丁字形釬頭。柱狀合金釬頭適用于大沖擊功、低轉(zhuǎn)速的鑿巖機,鉆直徑大于40mm的炮孔。釬桿用以傳遞沖擊能量和轉(zhuǎn)矩,由六角形或圓形中空合金鋼制成。釬尾直接承受活塞沖擊作用,形狀與尺寸隨鑿巖機型號而定。釬尾、釬桿和釬頭都需根據(jù)使用條件和材質(zhì)進行熱處理,提高使用壽命。
鑿巖形成的巖粉通過從釬桿中心孔射出的壓力水自眼底不斷排出眼外。及時清除巖粉,可提高鑿巖速度,減少粉塵量,改善環(huán)境衛(wèi)生。
潛孔鉆機 特點是沖擊器隨鉆頭潛入孔底鑿巖。優(yōu)點是無鉆桿傳遞沖擊功的能量損失,炮孔深度對鉆孔速度的影響小,鑿巖噪聲低。在中硬以上礦巖中,鉆鑿直徑為 80~250mm的深孔時是經(jīng)濟有效的設(shè)備。在井下深孔崩礦和中小型非煤露天礦中應(yīng)用較廣。潛孔鉆機的鉆孔機構(gòu)包括沖擊器、鉆頭和鉆桿。沖擊器產(chǎn)生沖擊作用,鉆頭直接安在沖擊器上,鉆桿將沖擊器送入孔內(nèi)并由孔外的回轉(zhuǎn)機構(gòu)帶動其旋轉(zhuǎn)。從鉆桿射出的壓氣或高壓水將巖粉排出孔外。鉆孔時隨炮孔加深將鉆桿接長。潛孔鉆機常用柱狀合金鉆頭。目前潛孔鉆機有采用高風(fēng)壓、大沖擊功和低沖擊頻率沖擊器的趨向。
旋轉(zhuǎn)式鑿巖法 鉆頭在推壓和旋轉(zhuǎn)作用下壓入,并連續(xù)切削巖石,適用于煤層、粘土、軟和中硬以下的巖石。19世紀(jì)80年代開始使用手持式電鉆,以后相繼出現(xiàn)帶推進機構(gòu)的架式電鉆和露天礦用旋轉(zhuǎn)鉆機。旋轉(zhuǎn)鑿巖的鉆具包括鉆頭、鉆桿和鉆尾三部分。鉆頭切削礦巖,螺旋形鉆桿傳遞轉(zhuǎn)矩和排除巖粉。
旋轉(zhuǎn)沖擊式鑿巖 露天礦使用的牙輪鉆機利用牙輪鉆頭的旋轉(zhuǎn)沖擊對巖石產(chǎn)生碾壓、沖鑿和切削作用破碎巖石,并用壓氣排出巖粉。牙輪鉆機的鉆具包括鉆頭和鉆桿。三牙輪鉆頭應(yīng)用最廣,結(jié)構(gòu)見
圖3[三牙輪鉆頭]。
此外還有火力鑿巖法,利用火焰噴射器在礦巖中鉆炮孔。僅適于在含石英高的特硬巖石中鑿巖(見露天礦穿孔)。