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
露天潜孔钻机
露天潜孔钻机潜孔钻机是中、小露天矿山的主要钻孔设备。
一、原理：潜孔钻是把气动冲击器连钻头装在钻杆的前端，凿岩时，冲击器随着钻孔延深而潜入孔底破碎岩石。
二、适用范围：直径80～250㎜的炮孔，深度一般不大于30m,但最深可达150m。
三、特点：1、冲击力直接作用于钎头，冲击能量不因在钎杆中传递而损失，固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、孔壁光滑哦，孔径上下相等，一般不会出现弯孔。
4、工作面的噪声低。
四、潜孔钻机分类与典型钻机：1、按其重量和钻孔直径可分为三种类型：（1）、轻型潜孔钻机，重量较轻，钻孔孔径一般小于110㎜；（2）、中型潜孔钻机，重量约为10～15吨，孔径为150～170㎜；（3）、重型潜孔钻机，重量在30吨以上，孔径一般大于200㎜；2、按其使用的空气压力可分为两种类型：（1）、普通型潜孔钻机，空气压力一般小于0.7MPa,（2）、高气压型潜孔钻机，空气压力一般大于1.0MPa,国内露天潜孔钻机主要技术特征机型孔径（㎜）垂直孔深（m）孔向（o）钻杆直径（㎜）一根钻杆长度（m）接杆不接杆钻具回转转数（r/min）钻具回转扭矩（N·m）轴压力（KN）钻具提升速度(m/min孔底有效提升力（KN）辅助提升力（N）工作压力（MP）耗气量（m3/min)除尘方式行走方式钻机重量（t）制造厂KQ-10080100180～9060703～6KQ-150********.560,75，9013391821.7,29.2,42.92906,2447,21410～5.81624.549000.49～0.69KQ-1701701845,60,75,901278.56011070～11.71614.749000.59～0.7415～18湿式电动履带22大冶铁矿30～50490～73515～209.80.49～0.693～1015干或湿式干或湿式电动履带电动履带6～714宣化风动机械厂宣化风动机械厂国内露天潜孔钻机主要技术特征机型孔径（㎜）KQ-200200210220KQ-250230250169019491722.39427.60～29.412～16219SQ-100J80,100,105,1273045～907530～30150024垂直孔深（m）19孔向（o）60～90钻杆直径（㎜）168一根钻杆长度（m）接杆10.2,9.5不接杆钻具回转转数（r/min）13.5,17.9,27.2钻具回转扭矩（N·m）5802,4812,4312轴压力（KN）0～14.5钻具提升速度(m/min12～162孔底有效提升力（KN）辅助提升力（N）工作压力（MP）耗气量（m3/min)除尘方式行走方式钻机重量（t）制造厂34.398000.49～0.6922～27干或湿式电动履带35太原矿机厂98196000.49～0.6925～30干或湿式电动履带45宣化风动机械厂0.6～1.512～17干式扑尘气动马达履带5.6加兴冶金机械厂ASQ-100J型高气压潜孔钻机该钻机由钻具、回转供气机构、推进机构，工作装置变幅机构、和行走机构等部件组成。
第一章矿山钻孔机械设备
旋转式钻孔破碎岩石的成孔过程： 在磨蚀性小以及中硬以下的岩石中钻孔时，采用 旋转式多刃切割岩石钻孔是很有效方法。 旋转式钻孔过程是钻头在一定轴向压力P的作用下， 连续旋转切割岩石，使其钻刃以螺旋线推进，并将破 碎的岩粉排出孔外，形成圆形炮孔。 旋转式钻孔一般分为炮孔全断面切割岩石钻孔和 取岩芯式圆环切割岩石钻孔。
4、竖井掘进：应用机械化程度较高的环形钻架和伞形钻架。SZ—6 型伞形钻架配用6台YGZ—70型独立回转凿岩机，推进器一次推 进行程为2．5米。可用于净直径5.0—6.6米竖井掘进。
5、公里、铁路隧道和水工建筑中，凿岩台车也有着广泛的应用。
三、凿岩作业对台车的设计要求
1、凿岩作业的工艺要求 要正确选择和设计凿岩台车，必须了解凿岩作业的工艺要求。 1）、炮孔间距和炮孔方向等凿岩参数要求 无论是平巷掘进或采矿工作面，台车必须按照炮孔设计的要求钻 凿炮孔，确保炮孔的布置规范(炮孔间距和炮孔方向)。因此，台车应 有灵活的移位和摆角机构。在平巷掘进时，由于直线掏槽的推广， 要求支臂有一套平行机构，以保证支臂移位时，推进器能保持平行。 对需要钻凿平行炮孔的采矿台车，也应有平行机构。
上 向 式 凿 岩 机 外 形 图
YSP45型凿岩机外貌
导轨式凿岩机外形图
3、气腿凿岩机：结构较为复杂，以7655（YT23)型气腿凿岩机为例简介 。
气腿类型： 配用FT-160型气 腿；
最大轴向推力：
160千克力； 最大推进行程：
7655型气腿式凿岩机外形图
1362mm。
1-手柄；2-柄体；3气缸；4-消音器；5-钎卡；6-钎杆；7-机头； 8-连接螺栓；9-气腿连接轴；10-自动注油器；11-气腿
6、钎子的转角和转速
采矿业中的采矿设备与工具介绍
采矿业中的采矿设备与工具介绍采矿业是指通过开采地下或地表的矿石、矿砂等矿产资源，进行加工、提炼和利用的行业。
在进行矿产资源开采的过程中，采矿设备和工具起着至关重要的作用。
本文将介绍一些采矿业常用的采矿设备和工具。
一、井下采矿设备与工具1. 掘进机在井下采矿过程中，掘进机是一种常见的设备。
掘进机主要用于开采煤矿、铁矿等地下矿产资源，以及扩大和维护巷道、隧道等地下空间。
它的主要作用是通过掘进刀具的旋转和推挤，破碎和开采矿石或岩石。
2. 钻探机钻探机是井下采矿过程中不可或缺的设备。
它主要用于地质勘探、矿产资源评估和井下储气库建设等领域。
钻探机依靠刀具的旋转和钻探桶的推进力，将钻头钻进地下，获取地下的岩石和土壤样本，以及测量地下地质信息。
3. 小型起重设备在井下采矿过程中，小型起重设备具有重要的作用。
它主要用于吊运和搬运矿石、设备和工具等物品。
小型起重设备包括起重机、抓斗式起重机、链条葫芦等，能够提高物料和设备的运输效率，保证采矿作业的进行。
二、露天采矿设备与工具1. 工程车辆在露天采矿过程中，各类工程车辆是必不可少的设备。
工程车辆包括挖掘机、推土机、装载机、卡车等。
这些车辆能够快速有效地进行矿石的开挖、运输和堆放，提高采矿效率，并减少人力投入。
2. 破碎设备破碎设备是用于将巨大的矿石或岩石破碎成更小粒度的设备。
它主要包括破碎机、颚式破碎机、冲击破碎机等。
这些破碎设备能够将矿石或岩石进行粗碎或细碎，以满足后续处理、加工、运输的需求。
3. 堆取设备堆取设备主要用于露天矿山中矿石的堆放和取出。
它包括堆取机、堆取机械手、皮带输送机等。
这些设备能够将矿石按照一定的工艺堆放起来，并在需要时取出，提高露天矿山生产效率，减少人工操作。
三、安全设备与工具1. 通风设备在采矿作业过程中，通风设备是确保井下空气流通、保持矿井安全的必备设备之一。
这些设备包括风机、局部通风系统、安全帽等。
通风设备能够保持矿井的新鲜空气供应，排除有害气体，同时确保矿工的安全和健康。
露天矿1190e型牙轮钻机破岩机理及主要工作参数分析
机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT 总第203期2020年第3期Total 203No.3,2020机械分析与设计D01:10.16525/l4-1134/th.2020.03.023露天矿1190E 型牙轮钻机破岩机理及主要工作参数分析刘峰（中国神华哈尔乌素露天煤矿，内蒙古鄂尔多斯017100）摘 要：针对露天矿山常用的钻孔设备1190E 型牙轮钻机，在分析钻机破岩机理的基础上，对钻机的主要工作 参数，包括轴向压力、回转扭矩、钻进速度、回转速度、排渣风量等五个主要工作参数进行了分析，以有效提高 钻孔效率、增加钻机工作寿命，也为矿山实际生产提供理论参考。
关键词:1190E 牙轮钻机工作参数露天矿钻孔中图分类号:TD41 文献标识码:A 文章编号:1003-773X （ 2020 ）03-0050-03牙轮钻机是露天矿山常用的钻孔设备X ）。
哈尔 乌素露天煤矿采用的1190E 型牙轮钻机是山特维 克矿山工程机械有限公司生产的的钻孔设备叫研 究其主要工作参数,对提高矿山钻孔效率、增加钻机 寿命具有重要的意义（曲。
1钻机的破岩机理1190E 牙轮钻机钻孔时通过牙轮钻机带动牙轮 钻头垂直向下凿孔。
其破岩机理是通过推压和回转 机构给钻头施加高钻压和扭矩，牙轮钻头的牙轮不 仅绕牙轮轴颈自转，同时绕钻头轴线（钻杆中心线） 公转，使岩石在静压、弱冲击和剪切作用下破碎。
当 矿岩较软时,主要通过推压作用，钻头冲击矿岩,再 加以牙轮钻头的旋转剪切，达到破碎岩石的目的；当 矿岩较为坚硬时，钻机施加足够大的轴压作用在牙轮钻头上，将镶嵌在牙轮上的合金齿嵌入岩土表层，同时主机钻杆带动牙轮钻头做旋转运动，在摩擦力作用下带动三个牙轮分别围绕各自的牙爪轴颈作自转运动，产生强大的剪切力，从而使矿岩破碎。
2钻机主要工作参数的分析牙轮钻机的基本工作参数有轴向压力、回转力矩、钻进速度、钻头转速、和排渣风量。
露天矿设备
自卸汽车的构造主要有车体、发动机和底盘三部 分。底盘又包括传动系统、行走部分、操纵机构 (转向系和制动系)和卸载机构等。
悬挂装置的结构
钢板弹簧悬挂的结构
油气悬挂
动力转向装置
制动装置
自卸车的发展方向
一、新结构、新材料的应用 国外轻量化新材料主要为铝合金、高强度钢、塑料及复合 材料等。各大汽车企业都已把采用这些轻量化材料的多少 作为衡量汽车制造技术和新材料开发水平的重要指标； 二、标准化、模块化设计 国外车辆的标准化程度较高，许多企业都采取总成模块化 设计理念，一些集成化的零部件如护栏、爬梯、备胎架、 保险杠总成等均由专门的零部件厂商提供；
分类
（1）动力装置： 内燃机驱动—多用于中、小型牙轮钻机。 电动机驱动—交流、直流；普遍使用。 复合驱动— 柴油机/电动机驱动，用于大、中型。 单发动机驱动
柴油机（电动机）/液压驱动，中、小型。
多发动机驱动
（2）传动系统
机械传动---大型钻机；（主要传动形式） 液压传动---小型钻机（发展方向）； 压气传动---辅助。 （3）加压提升方式
机车是轨道车辆运输的一种牵引设备。
按使用的动力分，有电机车和内燃机车。
牵引电机（或内燃机）驱动车轮转动，借助车轮 和轨面间的摩擦力，使机车在轨道上运行。
二、铲运机的构造及传动系统 1、铲运机的构造 自行铲运机一般由单轴牵引车和铲运斗组成如图所 示。 自行铲运机的动力部分是单轴牵引车，由发动机、 传动系统、转向系统、悬架装置‘制动系统’车架等 组成。自行铲运机的工作装置是铲运斗，主要由辕架、 斗门、斗体、尾架及卸土装置组成。单发动机的自行 铲运机的发动机、变速器等都安装在机架上，机架与 驱动桥壳连在一起。中央驱架与机架铰接，以保持驱 动桥可以在横向平面内摆动。由于自行式铲运机普遍 采用铰接转向方式，因而转向
露天矿的开采工艺
露天矿的开采工艺露天矿开采由剥岩、采矿和掘沟三个环节组成，其主要生产工艺程序：穿孔、爆破、矿(岩)的铲装、矿岩的运输及岩石的排卸）一、穿孔作业及安全要求穿孔作业是露天矿开采的首道工序，其目的是为爆破工作提供装放炸药的孔穴。
穿孔质量的好坏，直接关系到其后的爆破、采装、破碎等工作的效率。
我国露天矿山常用的穿孔凿岩设备按穿孔深度分为浅孔凿岩机和深孔凿岩机。
浅孔凿岩设备主要有凿岩机和凿岩台车。
深孔凿岩机主要有牙轮钻机和潜孔钻机。
1．凿岩机械凿岩机按其动力可分为四种类型，即风动、电动、内燃和液压；按重量分为轻型、中型、重型三种；按工作方式分为手持式、气腿式和柱架导轨式三种。
露天矿山使用的穿孔设备，主要有：(1)牙轮钻机。
(2)潜孔钻机。
(3)火钻。
(4)凿岩台车。
(5)钢丝绳冲击钻机。
2．凿岩机的技术性能(1)牙轮钻机牙轮钻机是我国大型露天矿山广泛使用的一种高效率的穿孔设备。
按穿孔尺寸计算，牙轮钻机穿孔的速度一般为4000~6000m／月，最高可达10000m／月以上；若按台年穿爆量计算，一般为400万～600万t，最高可达1200万一1400万t，是钢丝绳冲击钻机的4～5倍。
牙轮钻机的钻孔速度比潜孔钻机约高40％～100％。
从经济效果衡量，牙轮钻机穿孔的成本也最低，大约为钢丝绳冲击钻机的75％，为潜孔钻机的70％。
(2)潜孔钻机潜孔钻机是我国20世纪50年代开始使用的一种穿孔设备，60年代取代了钢丝绳冲击钻。
它的主要特点是：①孔径小(Φ150~200mm)，能钻凿斜孔，爆破的矿岩块度小，便于用小型挖掘机采装。
②设备结构简单，操作维护方便，机动灵活，价格低。
③设备效率发挥得较好，钻孔效率为2000m／(台.月)，台年穿爆矿岩量约60万～150万t。
这种设备主要适用于中小型露天矿。
(3)火钻火钻，是借高温(1600~3000C)、高速(1100~1800m／s)的火焰喷向岩石表面，使岩石在热力作用下骤燃、膨胀、碎裂、剥落而成孔。
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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