矿山机械(二)露天矿钻孔设备
露天开采第二章露天开采工艺
露天开采第二章露天开采工艺
间断开采工艺——煤岩预铵梯、铵油及铵沥蜡炸药。 起爆方法分为电起爆和非电起爆两类。 电起爆有电雷管和起爆器两种。 非电起爆有火力起爆及导爆索起爆。
4、火钻
在国外个别矿山使火力钻机作为坚硬矿岩的穿孔设备。 火钻穿孔原理是以喷气技术为基础，用类似火箭发动机推力 室的火焰燃烧器，在纯氧中燃烧炭化氢（如2号柴油或煤油）， 以高温（2480º-3200℃）和高速（超音速：1800米／秒）的 火流喷向岩石表面，使岩石在热应力作用下，骤热、膨胀、 碎裂、剥落而成孔，并不是将岩石熔化。
露天开采第二章露天开采工艺
间断开采工艺——煤岩预先松碎
2、潜孔钻机
工作原理：潜孔钻机是一种冲击回转式钻 机，凿岩时把产生冲击作用的气动装置—冲 击器和钻头潜入孔底，随着孔深的增加，冲 击器和钻头随之向孔底进行冲击并推进，同 时钻杆在上部回转机构的带动下进行回转， 使钻头对孔底产生剪切作用形成钻孔。
风压 。
f
钻压超过岩石的抗压强度，岩
石被压碎，此时，钻孔速度快，钻 8
头寿命长。
10 12
根据实践经验总结出不同矿岩 14
硬度系数选取不同的钻压，如右表： 16
18
20
直径 直径 直径
190mm 250mm 310mm
10 12.2 14.6 17.6 19.5 22 24.3
12.3 15.5 19.0 21.6 24.9 28.0 31.2
露天开采第二章露天开采工艺
间断开采工艺——煤岩预先松碎
矿山机械(二)露天矿钻孔设备
1.3牙轮钻机
选型原则
根据矿区自然地理条件选择设备和配套部件。如高 海拔、高寒、炎热气候地区对主要设备配套部件、 空压机、变压器、除尘、液压及电控系统等都有特 殊要求。 动力条件。动力源往往决定选用钻机的类别，大中 型矿山一般选用电动。 美国牙轮钻机一般是工作可靠，寿命长，但价格昂 贵，零部件供货周期长，是否选用应进行综合分析 后确定。
合理的轴压力，N
PH (30 ~ 35) Df
钻孔直径，cm 岩石普氏硬度系数
1.4 露天潜孔钻机
回转速度
钻头每冲击一次只能破碎一定范围的岩石。 当钻具转速过高时，在二次凿痕之间，势必留下一 部分未被冲击破碎的岩瘤，使得回转阻力矩增大， 钻机振动加剧，钻头端面及径向上的硬质合金迅速 磨损，不仅降低了钻孔速度，甚至造成夹钻事故； 当转速过低时，则可能产生重复破碎现象，没有充 分利用钻头的冲击能量，钻速降低。
矿山机械 第一章 露天钻孔设备
1.3 牙轮钻机 1.4 露天潜孔钻机
1.3牙轮钻机
采用电力或内燃驱动， 履带行走、顶部回转、 连续加压、压缩空气 排渣、装备干式或湿 式除尘系统，以牙轮 钻头为凿岩工具的自 行式钻机。
1.3牙轮钻机
基本原理
牙轮钻机钻孔时，依靠加压、 回转机构通过钻杆，对钻头 提供足够大的轴压力和回转 扭矩，牙轮钻头在岩石上同 时钻进和回转，对岩石产生 静压力和冲击动压力作用。 牙轮在孔底滚动中连续地挤 压、切削冲击破碎岩石，有 一定压力和流量流速的压缩 空气经钻杆内腔从钻头喷嘴 喷出，将岩渣从孔底沿钻杆 和孔壁的环形空间不断地吹 至孔外，直至形成所需孔深 的钻孔。
1.4 露天潜孔钻机
潜孔钻机
１、CM351中高风压露天潜孔钻机CM351潜孔钻车以压缩空气作动力完成钻机全部动作用凿岩作业。
主要适用于露天矿山开采，建筑基础开挖、水利、电站、交通等工程项目施工，钻凿岩石炮孔。
露天潜孔凿岩钻车主要用于露天矿山开采，建筑基础开挖、水利、电站、建材、交通及国防建设等多种工程中的凿岩钻孔工作。
还可钻凿锚固孔，地质压力测孔和排水孔等特殊用途的岩石孔。
120钻车全部以压缩空气作动力，动力单一，使用风压为中高风压（1.0-2.4Mpa）。
采用气动马达分别驱动钻车的行走，回转推进与提升。
该系统钻车关键部件采用国际、国内优质元件，有可靠的质量保证。
气动潜孔钻车技术规格主要技术规格CM351工作风压(Mpa) 1.05-2.46耗气量（m3/min）17-21钻孔直径（mm）110-150标配DHD340A配用冲击器选配DHD350R/QL40钻孔深度水平30 向下203370钻凿水平孔最高（mm）水平孔最低（横位）（mm）254下向孔与地面成角度（0）0-90下向孔与地面成角度（0）15一次推进行程（mm）4000钻杆长度mm3000钻杆直径mm76推进器补偿长度（mm）1200最大提升力（N）≥12000滑架俯仰角度（0）水平向上45，向下60滑架摆动角度（0）左50 右35钻臂俯仰角度（0）水平向上55，向下15钻臂摆动角度（0）左右各45单机爬坡能力（0）32走行速度（Km/h）3回转机转速（rpm）0-72（出厂调定45）回转扭矩（N.m）2520整机重量（Kg）5300外形尺寸（mm）长×宽×高（运输状态）6900×2260×1800湿式除尘方式干式（可选）２、一体化履带式全液压露天潜孔钻机DXA-165说明：DXA-165履带式全液压露天潜孔钻机是一种高效能全液压钻机，适应中软至中硬岩石硬度，适用于各种露天矿山、采石场等高梯段的边坡预裂及深爆破孔的穿爆工程。
露天矿采矿潜孔钻机设备选型
露天矿采矿潜孔钻机设备选型前言已知条件:1、已知:南露天煤矿2012年全年生产1850万吨原煤2、煤密度为: 1.38g／cm3,硬度f≥63、剥离废岩：7100万m2，硬度f=6～104、全年爆破，煤的孔径：150mm，岩石的孔径：250mm5、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、计算所需钻孔的数量（四舍五入）3、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、全年的爆破量3、传爆参数4、参考同类型的矿山的设备经验5、厂家提供的设备技术规格及工作参数6、要求维护方便选型与计算一、钻具结构的选择(一) 、钻头原则: 合理的钻头能够获得较大的钻进速度和合理1、坚硬岩石凿岩比功较大，每个柱齿和钻头都承受较大额度载荷。
要求钻头体和柱齿具有较高的强度。
2、在可钻性比较好的软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣较大，这就要求钻头就有较高的排渣能力，最好选用三翼型或四翼型。
3、在节理比较发育的破碎中钻进时，为减少偏斜，最好选择导向型较好的中间凹陷型或凸出型钻头。
4、在含粘土的岩石凿岩时，中间排渣孔出常常被堵死，最好选用侧排渣钻头。
5、在韧性比较好的岩石中钻孔时，最好选用契形齿钻头。
(二) 、钻孔直径及流通截面的选取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、钻杆的壁厚应保证一定的刚度和强度，厚壁一般在4—7mm。
(三) 、冲击器的选取1、根据工作压气的压力等级合理选择相应等级的冲击器。
2、根据钻孔直径选择相应型号的冲击器。
3、根据岩石坚固性选择相应冲击器，建议软岩使用高频低能型。
二、钻机的工作参数合理的匹配1、转矩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) 合理的与钻头工作参数有关。
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。
矿山开采机械设备表
矿山开采机械设备表
以下是矿山开采所需的常见机械设备列表：
1. 掘进机: 用于挖掘矿石和开挖矿井的机械设备。
2. 钻机: 用于在矿山中进行钻孔作业，以获取地质信息或进行爆炸破碎作业。
3. 运输车辆: 用于在矿山中运输矿石、岩石和矿渣的车辆，包括卡车和轻型运输车。
4. 瞬时提升机: 用于将矿石和岩石从井下提升到地面的机械设备。
5. 给料机: 用于将矿石和岩石从储存区域送往破碎或筛分设备的机械设备。
6. 爆破设备: 用于进行矿石开采的爆破作业的机械设备，包括起爆器、导爆管和爆破装置。
7. 运输带: 用于将矿石、岩石和矿渣从一个地点传输到另一个地点的设备。
8. 破碎设备: 用于将大块矿石和岩石破碎成较小颗粒的机械设备，包括颚式破碎机和圆锥破碎机。
9. 筛分设备: 用于根据颗粒大小将矿石、岩石和矿渣分离成不同等级的机械设备，包括振动筛和旋转筛。
10. 砂浆设备: 用于制备炸药、混凝土和其他材料的设备，包括搅拌机和注浆机。
11. 非人工运输设备: 包括无人驾驶车辆和无人机等用于自动化矿山运输的设备。
请注意，具体设备的选择应根据矿山的特定需求和环境条件进行评估。
此列表仅提供了常见的矿山开采机械设备，并不能涵盖所有可能的设备类型。
矿业装备分类
矿业装备分类
矿业装备主要可以分为露天采矿设备和井下采矿设备两大类。
露天采矿设备包括电铲、钻孔机、排土机、移置式带式输送机、架空
索道及水泵、空气压缩机等。
而井下采矿设备则包括井口设备、矿井
提升设备、井下矿车、安全门、摇台、推车机、阻车器以及井下通风
和给排水设备等。
此外，矿山机械设备还包括以下种类：
1. 颚式破碎机：用于初级破碎，衬板采用高耐磨材质，降低维护成本，扩大物料处理范围，设备故障率低，运行稳定、可靠。
2. 反击式破碎机：作为二级破碎设备，便于制砂机的下一步作业，满
足大多数用户对石子的生产需求，操作简单，粒型好。
3. 制砂机：常用于破碎机之后，有HVI制砂机和VSI制砂机两种热门
型号，HVI技术更先进，使用寿命长，VSI性价比高，投资成本低。
4. 洗砂机：用于去除机制砂表面覆盖或掺杂的泥土和杂质，提升机制
砂的级配与品质，结构简单，特殊设计避免污染。
5. 振动筛：用于筛分不同粒度的成品机制砂，除筛网外几乎没有其他
易损件，使用简单，维护方便。
6. 给料机和输送机：这两款设备都属于辅助设备，给料机负责喂料工作，避免设备出现堵料情况，输送机用于连接各流程设备，平稳运输
保持砂石生产线效率。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询矿业工程师。
露天开采设备
一、潜孔钻机1.潜孔钻机是利用潜入孔底的冲击器与钻头对岩石冲击破碎形成钻孔的机械。
特点是：钻杆的冲击能量不受钻孔深度的影响。
2.潜孔钻机的穿孔原理：钻机工作时，由回转供风机构4带动钻杆3、冲击器2和钻头1回转，产生对岩石刮削作用的剪切力；同时，压力经钻杆进入冲击器，推动冲击器的活塞反复冲击钻头，使钻头侵入孔底产生挤压岩石的冲击力。
钻头在冲击器活塞的不断冲击作用下，改变每次破碎岩石的位置。
所以，钻头在孔底回转是连续的，冲击是间断的。
在冲击器的冲击力和回转机构的剪切力作用下，孔底的岩石不断被压碎和剪碎。
压气由回转供风机构进入，经中空钻杆直达孔底，把破碎后的岩渣从钻杆与孔壁之间的环形空间吹到孔外。
另外，回转供风机构在推进调压机构5的作用下沿轴向移动，推进冲击器和钻头，实现连续钻进。
3.回转供风机构的作用及如何实现：回转供风机构是潜孔钻机的主要工作部件。
回转供风机构的作用是带动钻具回转，并通过它向冲击器输送压气。
组成:回转电动机、回转减速器和供风回转器等部分。
供风回转器的作用是：传递扭矩、向钻具供风和接卸钻杆。
如何实现：（风接头体10通过螺栓固定在回转减速器12的机体上。
空心轴6的上端用花键与减速器输出轴11相连。
花键套7借助花键装在空心轴6上。
钻杆接头5与花键套用螺栓连接。
减速器输出轴的转矩通过空心轴及花键套传给钻杆接头，带动钻具回转。
）由风源来的压气经送风管9进入风接头体10，再经八个径向孔进入空心轴6、钻杆接头5，然后进入钻杆1及冲击器内，为冲击器提供工作动力。
当需要钻杆时，风路停止供风，卡爪2在弹簧3的作用下向外张开，这时风动接头顺时针方向回转，将钻杆的尾部方形螺纹拧入钻杆接头5中。
当需要卸钻杆时，首先接通压气，进入钻杆接头的压气使活塞4伸出。
在活塞作用下，卡爪2向钻杆中心方向摆动，卡在钻杆的凹槽中。
这时，改变回转电动机的14的转向，使下部钻杆相对上部钻杆反转而脱开，实现卸杆的动作。
除尘系统：干式和湿式4.推进提升机构的作用：推进钻具、保持钻头工作时始终与孔底接触、并实现回转供风机构和钻具的快速升降。
《露天矿用设备》教案-B-机械式单斗挖掘机
挖掘机械—1 机械式单斗挖掘机—概述
3、发展概况 国外： 由于各国气候、地质和生产条件的不同，挖掘机发展 具有不同特点： 俄罗斯、美国等国家地质条件复杂，土岩较硬、气候 恶劣，多发展挖掘能力强的单斗挖掘机，在品种和规格以 及数量、质量方面都处于世界领先地位； 德国土质较松软，多发展多斗挖掘机，单斗挖掘机则 以中小型和液压挖掘机为主； 英国在迈步式挖掘机方面较先进； 日本以中小型挖掘机为主，特别是液压挖掘机。
主要尺寸和规格：
履带部分长度V—8.0m； 履带部分宽度W—7.1m； 顶部天轮上缘至站立水平的高度K—13.8m； 顶部天轮外缘至回转中心的距离L—13.5m； 输入电压—6000V； 主电机功率—750kW。
挖掘机械—1 机械式单斗挖掘机—WK-10型单斗挖掘机
1、工作装置 主要组成： 铲斗、斗杆、动臂（大臂）、推压机构、开斗机构、 A型架、绷绳装置等；
挖掘机械—1 机械式单斗挖掘机—概述
4、选型（影响因素）
铲车配套： 100～120短t车： 9～20m3铲，如P&H2100、195B等； 150～170短t车：12～30m3铲，如P&H2300、295B等； 200～250短t车：18～40m3铲，如P&H2800、395B等； 较小值用于装岩，较大值用于装煤、散料。
挖掘机械—1 机械式单斗挖掘机—WK-10型单斗挖掘机
主要尺寸和规格：
推压轴高度Z—推压轴至站立水平的高度，8.0m； 大臂长度—13.0m； 斗臂（斗杆）长度—9.15m； 三脚架顶部滑轮中心至站立水平的高度Q—10.57m； 机棚尾部回转半径O—7.35m； 机棚宽度P—6.6m；
挖掘机械—1 机械式单斗挖掘机—WK-10型单斗挖掘机
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1.3牙轮钻机
钻进速度
它与钻机性能、钻头形式、孔径、矿岩硬度等因素 有关。
近似计算公式：
式中：v——钻机钻进速度，cm/min； P——轴压，N；n——钻头转速，r/min； D——钻头直径，cm；f——岩石坚固性系数。
1.3牙轮钻机
废孔率
选取废孔率，可采用类别法，也可参考下表进行选 择。
1.3牙轮钻机
设备数量的确定
式中：N——所需设备数量，台；Q——设计矿山年采剥总量，t； Q1——每台牙轮钻机的年穿孔效率，m/a； q——每米炮孔爆破量，t/m； e——废孔率，%；
1.3牙轮钻机
每米炮孔爆破量
一般应按设计的矿（岩）石爆破孔网参数分别进行 计算，有时也可参照下表选取：
1.3牙轮钻机
1.3牙轮钻机
国外牙轮钻机主要生产厂家
1.3牙轮钻机
选型原则
牙轮钻机是露天矿技术先进的钻孔设备，适用与各 种硬度矿岩的钻孔作业，设计大中型矿山钻孔设备 首先要考虑选用牙轮钻机。
中硬以上硬度的矿岩采用牙轮钻机钻孔优于其他钻 孔设备。
满足年钻孔量的同时，还要保证设计生产要求的钻 孔直径、孔深、倾角及其他参数。
1.3牙轮钻机
选型原则
根据矿区自然地理条件选择设备和配套部件。如高 海拔、高寒、炎热气候地区对主要设备配套部件、 空压机、变压器、除尘、液压及电控系统等都有特 殊要求。一般选用电动。
美国牙轮钻机一般是工作可靠，寿命长，但价格昂 贵，零部件供货周期长，是否选用应进行综合分析 后确定。
1.3牙轮钻机
1.3牙轮钻机
结构特征
钻具
牙轮钻头、钻杆、稳杆器
钻架 回转机构 主传动机构 行走机构 排渣系统 除尘系统 液压系统 气控系统 干油润滑系统 动力及配置
1.3牙轮钻机
1.3牙轮钻机
用途
多用于大型露天矿山，以钻孔孔径大、穿孔效率高等优点成 为大、中型露天矿目前普遍使用的穿孔设备 。
牙轮钻头消耗量
牙轮钻头在各类矿山的使用寿命：
1.3牙轮钻机
牙轮钻头消耗量
寿命长短取决于钻头结构形式、材质、加工工艺、 岩石硬度和操作水平等因素。消耗量可参照下表：
单位： （m/个）
1.4 露天潜孔钻机
潜孔钻机 由冲击器潜入 孔内，直接冲 击钻头，而回 转机械在孔外， 带动钻杆旋转， 向矿岩钻进的 设备。
加长而增加，因而能打深孔，大孔，且凿岩速度受孔 深影响小。
2）以高压气体排出孔底的岩渣，很少有重复破碎 现象 。
3）孔壁光滑，孔径上下相等，一般不会出现弯孔。 4）潜孔钻机较轻，机动灵活，投资费用低，特别 是能钻斜孔，有利于控制矿石的品位；增加边坡的稳 定性，消除根底，提高爆破质量。
1.4 露天潜孔钻机
1.3牙轮钻机
选型指标
钻机效率 可通过计算方法或参考类似生产矿山直接选取。
台班生产能力 钻进速度 废孔率
设备数量的确定 牙轮钻头消耗量
1.3牙轮钻机
台班生产能力
式中：Lb——牙轮钻机台班生产能力，m； v——牙轮钻机的机械钻进速度，cm/min； Tb——班工作时间，h； η——工作时间利用系数，0.4～0.5
1.4 露天潜孔钻机
钻头
刃片型钻头 柱齿型钻头
常用柱齿型钻头（球齿型钻头）
1.4 露天潜孔钻机
潜孔钻机工作参数的确定
潜孔钻机的工作参数主要指钻具施于孔底的轴压力、 钻具的回转速度、扭矩和排碴风量等。
合理地选择这些参数，不仅能获得最优的钻孔效率 还能延长钻具的使用寿命。
合理的钻机工作参数与钻头直径、孔向、岩石坚固 性、压气压力、冲击频率以及钻头结构型式等因素 有关。
冲击器
冲击器通过活塞的运动把压气的压力能转变为破碎 岩石的机械能。
冲击器是潜孔钻机的心脏部件，它的质量优劣，直 接影响着钻孔速度和钻孔成本。
基本要求是：性能参数好，钻孔效率高：结构简单， 便于制造、使用和维修；零部件工作可靠，使用寿 命长：能在各种岩层，如含水层里正常工作
国产冲击器主要有有阀冲击器和无阀冲击器两种类 型
1.4 露天潜孔钻机
有阀冲击器的构造
无阀冲击器的构造
1.4 露天潜孔钻机
有阀冲击器
配气阀换向与气缸的排气压力有关。只有当排气口 被开启，气缸内压力降到某一数值后阀才换向。所 以，从活塞打开排气口开始，直到阀换向这段时间 内，压气从排气口排出，压气的能量没有被利用。
无阀冲击器
利用了压气的膨胀作功推动活塞运动。减少了能量 消耗，压气耗量比有阀冲击器节省30%左右，并具 有较高的冲击频率和较大的冲击功。但是，无阀冲 击器的主要零件精度要求较高，加工工艺较复杂。
矿山机械
第一章 露天钻孔设备
1.3 牙轮钻机 1.4 露天潜孔钻机
1.3牙轮钻机
采用电力或内燃驱动， 履带行走、顶部回转、 连续加压、压缩空气 排渣、装备干式或湿 式除尘系统，以牙轮 钻头为凿岩工具的自 行式钻机。
1.3牙轮钻机
基本原理
牙轮钻机钻孔时，依靠加压、 回转机构通过钻杆，对钻头 提供足够大的轴压力和回转 扭矩，牙轮钻头在岩石上同 时钻进和回转，对岩石产生 静压力和冲击动压力作用。 牙轮在孔底滚动中连续地挤 压、切削冲击破碎岩石，有 一定压力和流量流速的压缩 空气经钻杆内腔从钻头喷嘴 喷出，将岩渣从孔底沿钻杆 和孔壁的环形空间不断地吹 至孔外，直至形成所需孔深 的钻孔。
1.4 露天潜孔钻机
1.4 露天潜孔钻机
潜孔钻机可在中硬或中硬以上(f≥8)的岩石中钻 孔。它与其他凿岩机械一样，都有冲击、转动、 排碴和推进的凿岩成孔过程，同属冲击转动式 钻孔。如同外回转凿岩机一样，具有独立的回 转机构和冲击机构，不同的是潜孔钻机的冲击 机构——冲击器装于钻杆的前端，潜入孔底， 随钻孔的延伸而不断推进。
潜孔钻机因冲击器潜入孔底而得名。
1.4 露天潜孔钻机
1.4 露天潜孔钻机
凿岩原理
回转供风机构带动钻具 回转并向中空钻杆供给 压气
冲击器冲击钻头进行凿 岩
压气将岩碴排出孔外 推进机构将回转供风机
构和钻具不断地向前推 进。
1.4 露天潜孔钻机
潜孔钻机特点 1）不像凿岩机接杆钻进那样，能量损失随钎杆的