牙轮钻机设计

牙轮钻机设备选型

1.已知条件：

矿山深孔爆破参数及数量计算表

名称单位

东采场西采场

备注矿石岩石矿石岩石

矿石硬度F=12-6

凿岩量万t588 4165 882 5390

岩石的硬

度F=10-5

万m3163.52 1340.95 245.27 1735.35

段高m 12 12 12 12

孔径mm 310mm

孔距m 7.5 8 7.5 8

排拒m 5.5 6 5.5 6

孔深m 14 14 14 14 超深2

米

延米爆量M3/m 35.36 41.14 35.36 41.14

t/m 125.42 127.68 125.42 127.68

年穿孔米数万m 4.87 34.31 7.3 44.4 5%废孔

率

采区年穿

孔米数

万m39.18 51.7

年穿孔个

数

个3477 24506 5216 31713

个27983 36929 钻机效率万m/

台年

计算台数台

合计台数台

选取台数台

2、要求：（1）计算所需设备数量。

（2）完成表格填空。

（3）列出两种设备的技术规格和工作参数。

3、参考文献：

高永淘、吴顺川主编.露天采矿学.中南大学出版社.2008

李晓豁主编.露天采矿机械.北京.冶金工业出版社.2010

2.选型原则：

1）、实用性好，满足生产工艺要求，操作方便，技术性先进，生产效率高，能与相关设备使用。

2）、一般用在中硬强度以上，大型矿山使用。

3）、动力源以电力拖动为主。

4）、可靠性好，故障率低，出勤率高，平均寿命长，备件供应可靠。

5）、经济性好，耗能少，平均维修费用低。生命运营费用低。

2.1牙轮钻头运动原理

牙轮钻机钻孔时，依靠加压，回转机构通过钻杆，牙轮则被压在孔底上，当回论工作机构使钻具以一定的转速回转时，钻头上的各个牙轮，及即绕钻杆轴线公转，又可以绕本身轴线自转。

2.2牙轮钻头的破岩机理

1）、冲击压碎作用：

钻头纵向转动产的冲击载荷和钻压通过牙轮切入在岩石上，对孔底岩石产生冲击压碎作用，形成体积坑穴。

2）、滑动剪切作用：

牙轮钻头的超顶，复锥和移轴机构，使牙轮在孔底滚动的同时，还产生牙齿对孔第的滑动，剪切齿间岩石，形成沟槽。

3.设备匹配：

3.1轴压力

P=（0.06～0.07）fD

式中：P——轴压力，kN；

f——岩石的坚固性系数；

D——钻头的直径，mm；；

3.2钻孔速度

3.75Pn fD

ν=⨯

式中： v——牙轮钻机钻进速度，cm/min

n —钻具的转速，r/min ；

3.3钻机效率

0.6b

b b V vT η=

式中： V b —— 牙轮钻机台班生产能力，m/(台.班)； v ——牙轮钻机的钻进速度，cm/min; T b ——每班工作时间，h ；

ηb ——钻机台班时间利用系数，取0.8

3.4钻机数量的确定

1Q

N Q .q(1-e)

=

式中： Q ——设计的矿山年采剥总量，t ；

Q 1———每台牙轮钻机的年穿孔效率，m/a ；

q ——每米炮孔的爆破量，t/m ； e ——费孔率，一般取5%；

4.计算过程：

4.1对于矿石： 4.1.1轴压力：

当系数取0.07时有

P=0.07×12×310=260.4KN 4.1.2钻孔速度： 当n=100r/min 时有

V=3.75×260.4×100/(12×310)=26.25cm/min

4.1.3钻机效率

Vb=0.6×（26.25 /100）×8×60×0.8=60.48m

4.1.4钻机数量的确定 注：一年工作按300天算。

Q 1=60.48×3×300=54432m/a 东采场：

N=)

05.01(42.125544320000

588-⨯⨯=0.91台

西采场：

N=

)

05.01(42.125544320000

882-⨯⨯=1.36台

4.2对于岩石： 4.2.1轴压力：

当系数取0.07时有

P=0.07×10×310=217KN 4.1.2钻孔速度： 当n=90r/min 时有

V=3.75×217×90/(10×310)=23.63cm/min

4.1.3钻机效率

Vb=0.6×（23.63 /100）×8×60×0.8=54.44m

4.1.4钻机数量的确定 注：一年工作按300天算。

Q 1=54.44×3×300=48996m/a 东采场： N=)

05.01(68.127489960000

4165-⨯⨯=7.01台

西采场： N=

)

05.01(68.127489960000

5390-⨯⨯=9.07台

4.3综上所计算：

4.3.1本次设计所选用的牙轮钻机为YZ —55型号。 4.3.2东采场共配有0.91+7.01=7.92台即8台 4.3.3西采场共配有1.36+9.07=10.43台即11台