露天开采第二章露天开采工艺
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露天矿爆破工作的好坏，对采装工作影响很大，要求爆破 后的爆堆集中，爆破的矿岩块度应满足采装设备的要求，尽量 减少根底和大块，保证工作平盘平整，还必须努力降低爆破材 料消耗和穿爆费用。
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
2、爆破参数
常用的爆破方法有浅孔爆破、深孔爆破、裸露爆破和药壶爆破 四种。 浅孔爆破：在小型矿山的台阶爆破和大型矿山的辅助性爆破， 如开出入沟、修路、处理根底及不合格大块等，其直径在50mm 左右。 深孔爆破：露天矿台阶正常采掘爆破常用的方法。 裸露爆破：不钻孔进行的大块二次爆破或根底处理。 药壶爆破：可以克服较大的底盘抵抗线，减少钻孔工作量，通 常在工作困难的条件下使用。
15.9 19.9 23.8 27.8 31.8 35.7 39.7
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
牙轮钻机
转速：在不同的轴压下钻头钻进速度V与钻具转速n的关系。
由图可见，转速达到一定值后，钻进速度不增反而减小。
钻机类型
轻型钻机 中型钻机 重型钻机
岩石硬度系数 F<8
F=10~14 F=15~20
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
露天矿的穿爆参数如图所示，包括：孔 径d、底盘抵抗线Wd、孔距a、排距b、 超钻深度h0、填塞长度L0、单位炸或消 耗量q。 底盘抵抗线：炮孔中心至台阶坡底线的 最小距离。根据经验有： Wd=(25-45)d Wd=(0.6-0.9)h 台阶高度一般为10-12m。
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
1、钢绳冲击式钻机
工作原理：钢绳冲击式钻机（俗称磕头钻） 是靠钻具自由下落冲击孔底而破碎岩石。
这种穿孔设备结构简单，适应性强，易于维 修，但穿孔效率低，劳动强度大，使穿孔工作 成为露天开采过程中的薄弱环节，从而严重的 影响其他生产工作的进行，目前已基本淘汰。
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
牙轮钻机
牙轮钻机的钻具包括：钻杆、稳杆器、减震器和牙轮钻头。 钻杆长度一般为9.2 或9.9m。 稳杆器可减小钻杆摆动，防止钻孔偏斜。 牙轮钻机使用三牙轮合金柱钻头。
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
牙轮钻机的工作参数
钻压、钻具转速、排渣风量与
火钻适宜于含矽较多的极硬而又致密的矿岩（如辉长岩、 花岗岩和石英岩等）中穿孔，但对裂隙发达的岩石以及粘土 含量超过2-4％的岩石，不宜采用火钻。
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
二、爆破作业
爆破是露天矿开采的第二个工艺环节，通过爆破作业，将 整体矿岩进行破碎及松动，形成一定形状的爆堆，为后续采装 作业提供工作条件。
转速 r/min 80~120 60~100
50~80
排渣风速与风量： 经验表明：排渣风量不足时，岩渣在孔底
被反复破碎，将显著地降低钻进速度和钻头寿命； 另一方面，
排渣风量过大，从孔底吹出的岩渣对钻头和钻杆的磨损作用
也将显著增大。drilling视频
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
潜孔钻机具有结构简单，穿孔速度较快， 机械化程度高，可以打倾斜孔，制造费用低 等优点，穿孔效率比冲击绳钻机高2-3倍， 适用于中等硬度的岩石。
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
3、牙轮钻机
工作原理：牙轮钻机是一种回转式钻机。 它是通过钻机的回转和推压机构使钻杆带动 钻头连续转动，同时对钻头施加轴向压力， 以回转动压和强大的静压使与钻头接触的岩 石粉碎破坏。同时通过钻杆与钻头中的风孔 向孔底注入压缩空气，利用压缩空气将岩粉 吹出孔外，从而形成炮孔。
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
牙轮钻机
特点：回转机构布置在加压小车上， 小车可沿立架上下滑动，连续加压， 故称滑架式，其加压方式多为封闭 链—齿条式。此种钻机的机械化程度 高，操作方便，辅助时间少，作业率 高，钻孔效率高，与冲击式钻机比较， 可以减轻劳动强度，并使穿孔效率提 高4-5倍。牙轮钻机使用三牙轮合金 柱钻头。
露天开采
露天开采第二章露天开采工艺
第二章 露天开采工艺
间断开采工艺 连续开采工艺 半连续开采工艺 综合开采工艺
露天开采第二章露天开采工艺
间断开采工艺
煤岩松碎 采装 运输 排土
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
一、穿孔作业
穿孔方法：机械破碎穿孔、热力破碎穿孔、高压水力穿孔、 化学穿孔、声波穿孔。 机械穿孔设备：钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻、凿岩台车。 热力穿孔设备：火钻。 目前主要应用设备：牙轮钻、潜孔钻。
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
2、爆破参数
常用的爆破方法有浅孔爆破、深孔爆破、裸露爆破和药壶爆破 四种。 浅孔爆破：在小型矿山的台阶爆破和大型矿山的辅助性爆破， 如开出入沟、修路、处理根底及不合格大块等，其直径在50mm 左右。 深孔爆破：露天矿台阶正常采掘爆破常用的方法。 裸露爆破：不钻孔进行的大块二次爆破或根底处理。 药壶爆破：可以克服较大的底盘抵抗线，减少钻孔工作量，通 常在工作困难的条件下使用。
15.9 19.9 23.8 27.8 31.8 35.7 39.7
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
牙轮钻机
转速：在不同的轴压下钻头钻进速度V与钻具转速n的关系。
由图可见，转速达到一定值后，钻进速度不增反而减小。
钻机类型
轻型钻机 中型钻机 重型钻机
岩石硬度系数 F<8
F=10~14 F=15~20
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
露天矿的穿爆参数如图所示，包括：孔 径d、底盘抵抗线Wd、孔距a、排距b、 超钻深度h0、填塞长度L0、单位炸或消 耗量q。 底盘抵抗线：炮孔中心至台阶坡底线的 最小距离。根据经验有： Wd=(25-45)d Wd=(0.6-0.9)h 台阶高度一般为10-12m。
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
1、钢绳冲击式钻机
工作原理：钢绳冲击式钻机（俗称磕头钻） 是靠钻具自由下落冲击孔底而破碎岩石。
这种穿孔设备结构简单，适应性强，易于维 修，但穿孔效率低，劳动强度大，使穿孔工作 成为露天开采过程中的薄弱环节，从而严重的 影响其他生产工作的进行，目前已基本淘汰。
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
牙轮钻机
牙轮钻机的钻具包括：钻杆、稳杆器、减震器和牙轮钻头。 钻杆长度一般为9.2 或9.9m。 稳杆器可减小钻杆摆动，防止钻孔偏斜。 牙轮钻机使用三牙轮合金柱钻头。
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
牙轮钻机的工作参数
钻压、钻具转速、排渣风量与
火钻适宜于含矽较多的极硬而又致密的矿岩（如辉长岩、 花岗岩和石英岩等）中穿孔，但对裂隙发达的岩石以及粘土 含量超过2-4％的岩石，不宜采用火钻。
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
二、爆破作业
爆破是露天矿开采的第二个工艺环节，通过爆破作业，将 整体矿岩进行破碎及松动，形成一定形状的爆堆，为后续采装 作业提供工作条件。
转速 r/min 80~120 60~100
50~80
排渣风速与风量： 经验表明：排渣风量不足时，岩渣在孔底
被反复破碎，将显著地降低钻进速度和钻头寿命； 另一方面，
排渣风量过大，从孔底吹出的岩渣对钻头和钻杆的磨损作用
也将显著增大。drilling视频
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
潜孔钻机具有结构简单，穿孔速度较快， 机械化程度高，可以打倾斜孔，制造费用低 等优点，穿孔效率比冲击绳钻机高2-3倍， 适用于中等硬度的岩石。
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
3、牙轮钻机
工作原理：牙轮钻机是一种回转式钻机。 它是通过钻机的回转和推压机构使钻杆带动 钻头连续转动，同时对钻头施加轴向压力， 以回转动压和强大的静压使与钻头接触的岩 石粉碎破坏。同时通过钻杆与钻头中的风孔 向孔底注入压缩空气，利用压缩空气将岩粉 吹出孔外，从而形成炮孔。
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
牙轮钻机
特点：回转机构布置在加压小车上， 小车可沿立架上下滑动，连续加压， 故称滑架式，其加压方式多为封闭 链—齿条式。此种钻机的机械化程度 高，操作方便，辅助时间少，作业率 高，钻孔效率高，与冲击式钻机比较， 可以减轻劳动强度，并使穿孔效率提 高4-5倍。牙轮钻机使用三牙轮合金 柱钻头。
露天开采
露天开采第二章露天开采工艺
第二章 露天开采工艺
间断开采工艺 连续开采工艺 半连续开采工艺 综合开采工艺
露天开采第二章露天开采工艺
间断开采工艺
煤岩松碎 采装 运输 排土
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
一、穿孔作业
穿孔方法：机械破碎穿孔、热力破碎穿孔、高压水力穿孔、 化学穿孔、声波穿孔。 机械穿孔设备：钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻、凿岩台车。 热力穿孔设备：火钻。 目前主要应用设备：牙轮钻、潜孔钻。