《爆破施工机械》PPT课件.ppt
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1、爆破施工机械,第13章,钻孔机械及配套机具,现场装药机械,爆破后续作业施工机械,爆破施工机械选型与配套,OUTLINE,钻孔机械及配套机具,概述凿岩(钻孔):爆破作业首要工序,凿成填置炸药的炮孔。发展:从1813年始,凿岩机在动力系统上实现了三步大飞跃:蒸汽-压气-液力驱动。包括,钻孔机械分类按凿岩原理分:冲击回转式:冲击机构对钎杆频繁加压冲击,使钎杆在孔内往复、回转运动形成钻孔。(如风动、液压凿岩机、潜孔钻机)旋转碾压式:轴压作用于钎具,钎头自身旋转碾压破碎岩石形成钻孔。(如牙轮钻)回转切削式:回转力矩作用下,切削岩石形成炮孔。一般用于软岩。按原始驱动力分:气动、液压、电动、内燃机、水压和气
2、液联动六种类型。,钻孔机械分类按凿岩原理分:冲击回转式:钎杆频繁受冲击,在孔内往复、回转运动形成钻孔(风动、液压、潜孔钻机)旋转碾压式:轴压作用于钎具,钎头自身旋转碾压破碎岩石形成钻孔。(如牙轮钻)回转切削式:回转力矩作用下,钎头切削岩石形成炮孔。一般用于软岩。,按原始驱动力分:6种类型:气动、液压、电动、内燃机、水压和气液联动。,凿岩机牙轮钻机潜孔钻机凿岩钻车,地下钻孔,露天钻孔,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,水下钻孔,风动凿岩机液压凿岩机内燃凿岩机电动凿岩机,按工程类型分,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、
3、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。,手持式凿岩机,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=1014,钎头多采用一字形,直径为3842mm。,气腿式凿岩机,C 向上式凿岩机 适宜打向上60 90度炮孔;钻孔深2 5m,孔径36 48m YSP45为例,其技术参数:工作风压保持在0.40.6MPa。活塞的冲击频率为43Hz。转钎扭矩为30Nm。耗气量为75Ls。质量为45kg。,向上式凿岩机(主视图),D 导
4、轨式凿岩机适宜打向上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),浅孔和中深孔凿岩工具,主要包括:钎头、钎杆,钎头种类和特点:按硬质合金形状分为:刃片、球齿式。刃片:单刃片:一字形;多刃片:三刃形、十字形、X字形。柱齿式钎头,按柱齿数区分。,硬质合金片崩刃、碎片和碎断 硬质合金片及柱齿的掉角和裸露钎头体断腰、胀裤、裂裤等现象 柱齿钎头脱齿现象严重,尤其是边齿常见脱落。钎头体过度磨损,特别是钎头体头部外缘磨损严重。,钎头失效形式:,选材:正确选用硬质合金,钎头体合理选材正确地进行钎头设计。热处理工艺严格执行,保证加工质量。运输和使用中注意保护。使用中应当及时
5、修磨。,提高钎头质量对策,作用:把钎尾传来冲击能量、回转扭矩和冲洗介质传给钎头。分类及适用范围:按结构分为整体钎杆和非整体钎杆提高钎杆使用寿命的对策(1)使用者应提出严格要求。(2)控制好锻制钎柄、钎尖和椎体质量。(3)设计好钎杆的热处理工艺,严格监控质量。,钎 杆,连接杆的连接套作用:用于钎杆与钎杆、钎杆与钎尾之间的连接,使凿岩钎 具形成一个传递凿岩能量的整体。根据传递凿岩能量的特点可分为直通式和中止台式。钎尾作用:插入凿岩机的转动套筒内,将凿岩机的冲击能量、回 转扭矩和冲洗介质传给钎杆和钎头。按照结构形式钎尾分为整体式和分体式两类。,液压凿岩机及钻具,20世纪70年代开始应用的新型凿岩机械
6、,以高压油为全部驱动力。主要优点:液压控制完善、功率大、钻速快、能耗低、零件和钎具使用寿命长、钻孔精度高。,瑞典COP1238液压凿岩机及钎具,液压凿岩机钻具 对钻具要求 为发挥液压凿岩机高效凿岩优势,钎具应满足:使用的长期性、稳定性、可靠性;更换方便,结构简单,尽量减少拆卸钎具的辅助作业时间。液压凿岩机钎杆技术规格 液压凿岩机钎杆用钢分为:渗碳热处理类;感应热处理类。国际规定:钎杆使用波形螺纹直径一般不大于32mm;瑞典Sandvik公司提出f形螺纹,应用于直径大于38mm的螺纹中。,凿岩钻车将凿岩、推进、定位等装置安装在机械底盘或钻架上进行凿岩作业的设备。露天凿岩钻车安装一台凿岩设备,地下
7、凿岩钻车安装一台或多台凿岩设备,实现快速、高效凿岩目的。,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)。露天凿岩钻车技术性能参数:如表13-7所示。(P629),主要特点: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23倍。,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、
8、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。,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。,地下凿岩钻车技术性能参数:(P630)主要特点:凿岩角度、孔深、孔位精确;可钻凿较大直径的中深孔,深孔;可提供最优的轴推力;凿岩效率高。可远离工作面一人操纵多台
9、凿岩机,明显改善工作条件。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。,适用范围:掘进钻车主要用于:矿山巷道、硐室掘进;铁路、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。,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。,(1)回转供风
10、机构,潜孔钻机机械结构,(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,5个机构组成:,分类:按配气方式,冲击器分为:有阀与无阀冲击器。其中有阀冲击器又分为:自由阀和控制阀两种。国内冲击器主要有3种型号:C型:其特点是自由阀配气J型:自由板阀配气,中心排气w型:无阀配气,中心排气,潜孔钻具:冲击器、钻头、钻杆等。,潜孔冲击器,技术规格:国内使用器型号与规格主要有:J-80B、J-100B、J-150B、J170B、QCZ-80、QCZ-150、QCZ-170、QCZ-250、W-150和W-200等型号,其技术数据可查阅有关资料。,潜孔钻头:有刃片和柱齿两类。刃片钻头
11、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。,优点:钻孔速度快,生产效率高。钻孔直径大,钻凿的炮孔深。可钻孔径250455mm范围;孔深1750m。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。噪声低,对环境污染少,自动化程度高,作业条件好。,牙轮钻机及钻具,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118170mm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。露天牙轮钻机:根据高轴压性
12、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。,牙轮钻机的类型,按工作地点分类:,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。,按牙轮钻机结构分:回转机构和加压机构,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
13、外大型露天岩土工程和矿山,大多采用此类型钻机。,牙轮钻具技术性能(P636)牙轮钻具包括:牙轮钻头、钻杆、稳定器。牙轮钻头按牙轮数目分:单、双、三牙轮及多牙轮钻头;三牙轮钻头又可分为:压缩空气式及储油密封式两种压气式钻头用于露天矿作业,炮孔直径150445mm,孔深在20m以下。与牙轮钻头配套的钻杆又称钻管。稳杆器:是钻进时防止钻杆及钻头摆动、炮孔歪斜,保 护钻机工作构建、延长钻头寿命的有效工具。,牙轮钻具工作原理示意图1一回转供风系统;2钻杆;3一钻头;4一牙轮;Pk-轴压力;M-回转力矩,钻凿炮孔时,施加一定轴压(PK),同时力矩M作用下,钻杆回转,牙轮(4)滚动对岩石产生碾压作用和冲凿作
14、用。同时牙轮在孔底还产生一定的滑动,对岩石产生切削作用。因此,3个牙轮钻头破碎岩石实际上是碾压、冲击、切削的复合作用。,牙轮钻具工作原理,牙轮钻机典型结构,KY-310型牙轮钻机总体结构1一钻架:2一回转;3一加压升降系统;4钻具;5一空气增加净化装置;6-司机室;7平台;8、10-千斤顶;9一履带行走机构;11-机械室,组成:1)回转(供风)机构、加压提升机构、钻架。2)供压风工作站、供 电系统、变速装置,这 些部分组成了机械室。3)钻机行走机构、配套 的钻具和除尘系统。,水下爆破钻孔设备根据水下作业特点要求,陆地大部分钻机经适当改造均可在水下爆破钻孔作业中使用。水下钻孔爆破时,钻机安装在:
15、固定支架水上作业平台;漂浮式钻孔爆破作业船与作业平台;支腿升降式水上钻孔作业平台上进行钻孔作业。,分类 按工作原理分:速度式、容积式两大类。(1)速度式:主要有离心式和轴流式两种基本形式。(2)容积式:根据气缸活塞特点分为:回转式和往复式。回转式包括:转子式、螺杆式、滑片式等;往复式包括:活塞式和膜式两种。,空压机 空气压缩机简称,石方开挖和矿山开采凿岩钻机配套设备,按排气压力高低分:低、中、高和超高压空压机。(1)低压空压机:0.2 Mpa排气压力 1.0Mpa;(2)中压空压机:1.0 Mpa排气压力 10Mpa;(3)高压空压机:10 Mpa排气压力 100Mpa;(4)超高压空压机:排
16、气压力100Mpa。,按气缸中心线与地面相对位置分:立式、角度式 和卧式空压机。按原始驱动力分:电动式、内燃式。电动式空压机使用成本较低;内燃式空压机使用成本较高。,空压机选择选择原则(1)排气压力要满足凿岩设备要求;管路长时,考虑管路压力损失。(2)工期长、用气集中工程,选用固定式空压机。便于运行、维修和管 理;工期短、用气分散工程选用移动式空压机。(3)电动式空压机运行成本低,供电条件好的工程优先选用。(4)用风量大的工程,空压机应大小搭配,便于灵活调度。(5)根据工程特点和设备性能,选用不同结构形式的空压机。,凿岩设备耗气量计算 空压站最大耗气量,m3/min;高原修正系数;管网漏气系数
17、;吸气管等阻力引起生产能力下降系数 同种气动凿岩机同时工作系数;气动设备磨损系数 第i种气动凿岩机的台数;第i种气动凿岩机单台耗气量,m3/min。,管网布置 管网是压缩空气的输送通道,其布置原则:使空压机能量损失最少。具体要求:(1)沿最短路线布置管网,管内径满足馆内压缩气流达到510m/s;(2)管道应尽量平顺布置,少拐弯,尤其要避免有急弯;(3)管道上尽量少设闸阀等附件;管道变径时,应采用渐变接头,不允 许突然改变管径;(4)管道要安全可靠,一般采用无缝钢管或焊接钢管;(5)不允许管道内部有局部积水现象。,钻孔施工技术气动凿岩机选型及施工技术气动凿岩机选型:应考虑以下3个方面:(1)作业
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