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第一章 矿山钻孔机械设备 内容 1 矿山钻孔机械设备 1.1 凿岩机及其分类 1.2 风动凿岩机主要性能参数计算 1.3 凿岩台车 第一节 凿岩机及其分类 机械破碎岩石钻孔的方法： 冲击转动式破碎岩石钻孔； 旋转式破碎岩石钻孔； 旋转-冲击联合破碎岩石钻孔。 冲击载荷破碎岩石的成孔过程： 在坚硬岩石上钻孔时，用冲击栽荷破碎岩石是一种有效的方法。 当具有一定质量的冲击锤以速度V冲击钎子时，钎尾产生的压缩应力波传播到楔形钎头，压应力波通过钎头作用在孔底岩石上面，使岩石破碎并形成一条构槽I—I，在冲击锤第二次冲击之前，将钎子转动一个角度，则第二次冲击使岩石破碎的沟槽落在另一位置II-II上， 如果连续不断的冲击和转动，并不断排出岩屑，便形成圆形炮孔。 旋转式钻孔破碎岩石的成孔过程： 在磨蚀性小以及中硬以下的岩石中钻孔时，采用旋转式多刃切割岩石钻孔是很有效方法。 旋转式钻孔过程是钻头在一定轴向压力P的作用下，连续旋转切割岩石，使其钻刃以螺旋线推进，并将破碎的岩粉排出孔外，形成圆形炮孔。 旋转式钻孔一般分为炮孔全断面切割岩石钻孔和取岩芯式圆环切割岩石钻孔。 旋转冲击式钻孔破碎岩石过程 牙轮钻机属于旋转冲击式钻孔机械，钻孔过程见下图； 钻孔过程： 钻机通过钻杆将牙轮钻头送至孔底，在钻杆的作用下，并通过对钻杆的加压是钻头接触孔底，同时在旋转钻杆的作用下，使钻头上带齿(球齿或凿齿)的牙轮滚动，通过滚齿传递冲击和压入力，使岩石破碎。因锥体牙轮的滚动轨迹为一圆面，故在钻杆不断旋转的同时，再将破碎的岩屑不断排出孔外，便可形成炮孔。 牙轮钻头类型： 牙轮钻头的类型很多，在脆性坚硬岩石上钻孔时使用的钻头是具有只滚动而不滑动（以冲击式破岩为主）；在中硬以下的塑脆性岩石中钻孔时所用钻头的牙轮除具有滚动作用外，还有滑动作用，或者说，这种钻头除具有纯滚动的牙轮破碎岩石的特点外，还具有切削型钻头切削岩石的特点；在塑性岩石中钻孔时，牙轮的滑动作用将设计得更大些，使牙轮以切削岩石的作用为主。 热力钻孔破碎岩石原理 火钻是利用氧气和煤油混合后燃烧产生的高温火焰来进行工作的。 火焰由喷嘴射向孔底岩石，使岩石因表里温度的不均匀分布和造岩矿物膨胀系数的不同而产生热应力，当热应力超过岩石的极限强度时，岩石便开始剥离破碎。破碎后的岩屑由燃烧后的气体和冷却水的水蒸汽带出孔外。为了保持形成圆形，还需要以每分钟10—20转的速度使火焰喷嘴转动。 适用条件：弹性模数大、硬度高、研磨性强，机械破碎比较困难。 凿岩机械按使用的动力分类 目前，世界各国金属矿山矿石回采和巷道掘进基本上还是采用传统的凿岩爆破方法。 按所采用动力的不同，可将凿岩机械分为： 风动凿岩机、液压凿岩机、内燃凿岩机和电动凿岩机几种类型。 矿山应用最广泛的是风动凿岩机，但近年来液压凿岩机的发展速度很快，而且应用越来越普通。 一、风动凿岩机的类型及应用范围 1．风动凿岩机的类型 （1）按重量、工作中安装及推进方式的不同，一般分为以下几种： 1)手持式凿岩机 重量较轻(在20—25公斤以下)，手持操作，各种方向较浅的小直径炮眼。 2)气腿式凿岩机 带有起支承及推进作用的气腿（矿山广泛使用）。如7655（YT23)、YT24、YT26及YTP26等型号。重量23—30公斤，孔深2—5米、直径为34—42毫米的水平或带有一定倾角的炮眼。 3)上向式(伸缩式)凿岩机 它的气腿与主机在同一纵向轴线上固结成一体，专用于打60°-90°的向上炮眼。主要用于采矿和天井掘进的凿岩作业。矿山常用的上向式凿岩机有YSP45及01~45两个型号。 4)导轨式凿岩机 机体较重(一般在30-100公斤)，装在凿岩台车导轨上工作，改善作业条件，减轻劳动强度和提高凿岩效率。可打水平和各种方向的较深(5—10米以上)炮眼。这类凿岩机有YGP28、YGP35、YG40、YG80及YGZ90等型号。 （2 ）、风动凿岩机的其他分类方法 1）、按冲击频率分类： 低频凿岩机(冲击频率在2000次／分以下) 高频凿岩机(冲击频率征2500次／分以上)， 优点：凿岩速度显著。 如：国产YTP26、YSP45及YGP28型均属于高频凿岩机。 1）、按回转机构（内回转、外回转）分类： 为了更好地适应矿岩性质的变化和提高凿岩速度，冲击机构和转钎机构各自独立的外回转凿岩机，近年来在国外有了很大的发展。