凿岩穿孔机械的分类及选型配套

凿岩穿孔机械的分类及选型配套

2013-10-19 16:56:17| 分类： 默认分类 | 标签： |举报 |字号大中小 订阅

凿岩穿孔机械

在土石方工程施工中，钻爆法仍是最常用的施工方法。近几年来随着爆破技术的发展，高性能、大扭矩、全液压凿岩穿孔机械在大规模石方开挖、预裂光面爆破、深孔爆破等方面得到广泛应用。

凿岩穿孔机械的分类及用途 凿岩穿孔机械的分类

凿岩穿孔机械以压缩空气、电、液压传动装置作为动力进行凿岩穿孔作业，通常可分为凿岩机和穿孔机。凿岩机按动力来源分为风动、液压、电动和内燃凿岩机四种类型。穿孔机按破碎岩石的方式分为潜孔钻机、冲击钻机、牙轮钻机和回转钻机。一般情况下，凿岩机适用于钻凿小直径的钻孔。穿孔机适用于较大直径的钻孔。

常用凿岩穿孔机械的主要特性及应用范围见表10-2-27。

冲击式钻机：根据钻机主机重量和使用目的可分为支架式钻机、伸缩式钻机和手持式钻机三种。冲击式钻机冲击频率一般在2000～5500次/min，最低的频率也在1500次/min以上。手持式和气腿式风动凿岩机见表10-2-28和10-2-29。

回转式钻机：所谓回转式钻机，就是将回转力和挤压力传给钻杆，适用于湿润黏土层、软岩、煤矿开采中用来钻孔。回转式钻机的动力可为电力、压缩空气或液压装置，机型有螺旋钻和安装在台车上的轻便钻机。

冲击回转式钻机：冲击回转式钻机的冲击机构和旋转机构是完全独立的。冲击回转式钻机的孔径多为56～165mm，与其他钻机相比，具有快速、高效、钻孔深等优点。

凿岩穿孔机械造孔的一般要求 （1）岩石特性。

不同的岩石硬度和矿物成分是影响凿岩机钻进速度和钻头磨损的主要因素，也是决定采用何种钻机的重要因素。不同类型的岩石应选用适宜的凿岩方式的钻机，见表10-2-30。一般情况下，完整的岩石，宜采用较大孔径的钻机；裂隙发育的岩石，宜采用较小孔径的钻机。

（2）工作条件。

开挖工作面的大小、开挖梯段的高度、开挖强度等，是选择凿岩穿孔机械的基础条件。一般情况，开挖场面大、地形较为平坦的梯段爆破，可采用履带潜孔钻、旋转冲击钻或液压台车；开挖工作面狭窄和边坡开挖时，则宜采用导轨钻机或轻型钻机。

（3）开挖部位。

水工建筑物对基础开挖质量要求高，对于保护层、设计边线以及沟漕开挖，应采用小直径钻机。基础开挖的钻孔直径不宜超过110ｍｍ；而对于采石场等部位的岩石开挖,可采用直径大于150ｍｍ钻孔机械。

（4）钻孔方向、孔径和深度。

所选择的凿岩穿孔机械，应能满足施工方案对钻孔方向、孔径和深度的要求。斜孔爆破对后坡方向的破坏影响较小。接近倾斜边坡或预裂爆破时，应采用能准确控制钻孔方向的钻机。一般地说，钻孔的偏斜度随着孔深增大而增大；孔径愈小偏斜度愈大。因此，对高梯段爆破应选用较大孔径的钻机。

凿岩穿孔机械的动力配套设备 — 空压机 空压机分类

建设工程上凿岩穿孔机械的动力配套设备使用较多的是空压机，按结构型式分有活塞式、螺杆式和滑片式等类型。各种型式空压机的再分类大体相同，主要是以排气量、排气压力和轴功率分类。往复活塞式空压机除以上三种再分类方法外，还以其气缸布置形式和机构特点的不同来分类，见表10-2-31。

空压机站容量的计算

(1)风动机械耗气量的计算 Q=ΣK1K2mb1 (10-2-18) 式中

Q——风动机械耗气量，m3 /min

K1——风动机械磨损增加耗风系数，一般取1.1～1.25； K2——风动机械同时工作系数，按表10-2-32选取。 m——同型号的风动机械台数；

b1——单台风动机械的耗气量，m3 /min。

（2）输送压气管道漏损量的计算 Q1=K3L (10-2-19) 式中

Q1——管道漏损量，m3 /min；

K3——管道漏损系数，与接头严密程度有关，一般取K3=1.3～1.5m3 /(min.km)；

L——输送管道的长度，km。

（3）空压机站工作容量的计算

Q总=K4·K5（Q+Q1） （10-2-20） 式中

Q总——空压站工作总容量，m3 /min；

K4——空压机的工作效率，一般取K4=1.2～1.35；K5——海拔高度修正系数，按表10-2-33选取。

（4）空压机站装机总容量的计算

QK=K6·Q总 （10-2-21） 式中

QK——空压机站装机总容量，m3 /min；

K6——空压机维修保养备用系数，一般电动空压机站取K6=1.3～1.5，内燃机站取 K6=1.4～1.6，新机可取下限值。

凿岩穿孔机械生产率的计算

土石方明挖工程凿岩机生产率为： Ｐ＝480vkt (10-2-22) 式中

P—凿岩机生产率，m/台班；

v—凿岩机钻进速度，m/min。可根据钻机厂家提供的资料或试验选取； kt—时间利用系数，扣除移位、定位、换钻具等辅助工作时间，一般取0.4～0.7。

凿岩穿孔机械需用量的计算

梯段爆破凿岩机械的需用量为： N=L/P (10-2-23) 式中：

N—凿岩机需用量，台（取整数）； P—凿岩机生产率，ｍ/台班；

L—一般岩石开挖量为Q时钻孔总进尺，ｍ；

L＝Q/qˊ (10-2-24) 式中：

Q—开挖强度，ｍ3/每班；

qˊ—每ｍ钻孔爆破的岩石自然方量，ｍ3/延米，由钻爆设计确定，见表10-2-34。

凿岩穿孔机械的选用

选择凿岩穿孔机械应考虑下列主要因素：

（1）爆破设计的孔径、孔深，以及岩石的硬度和磨蚀性。 （2）钻孔工作量。

（3）施工地形、交通条件。

穿孔机械适应条件和钻孔速度可参见表10-2-36。

机械设备的配套计算

在土石方工程施工中，不仅每一个工序配置的机械应符合使用要求，而且在机型、性能、数量和管理上，都应按施工要求进行组合配套，才能经济合理实现机械化施工。

凿岩穿孔机械与挖掘机的配套计算。 凿岩穿孔机械与挖掘机的配套，应根据工程具体情况和施工工艺而定。一般在梯段开挖时钻孔机械与挖掘机械的工作参数和生产能力应当匹配。对于深槽开挖和陡峻而狭窄的边坡开挖，要视有无其他工序而定（若有其他工序，则不一定考虑钻孔机械与挖掘机直接配套）。

配套要求：

（1）配套机械的生产能力应相一致。凿岩机械钻孔所爆破的石方量应能满足挖掘机的生产能力。

（2）凿岩机械的工作参数（孔径、孔深及爆破后的岩石块径等）应能满足挖掘机械工作性能要求（铲斗斗容、挖掘高度和深度等）。

配套计算 凿岩穿孔机械与挖掘机的配套数量根据爆破设计和挖掘机的生产能力计算。按爆破设计计算钻孔延米数，进入计算凿岩机的需要量。