液压凿岩机和风动凿岩机的比较
井巷工程复习题
1、井巷工程的概念：为了开采地下的煤炭资源，从地面开始开掘一系列的井巷直通地下的煤层的过程。
2、矿井井巷：为了进行地下开采的需要，而开掘的井筒、巷道和硐室的总称。
3、矿井井巷的分类：按作用及服务范围分为，开拓巷道、准备巷道、回采巷道；按巷道断面所处层位可分为，煤巷、岩巷、煤岩巷。
4、岩石的硬度：岩石抵抗其他较硬的物体侵入的能力。
5、岩石的可钻性和可爆性：表示钻眼和爆破岩石的难易程度。
6、岩石的坚固性：岩石的坚固性不同于强度，它表示岩石在各种采矿作业及地压等外力作用下受破坏的难易程度。
根据岩石的坚固性系数f的大小，可以将岩石分为10级共15种。
7、岩石分级的意义：〈1〉合理的选择钻眼工具，施工方法和施工设备；〈2〉制定合理的劳动定额，提高工人的劳动积极性；〈3〉制定材料消耗的定额依据。
8、常用的破岩方法有：机械破岩和爆破破岩。
9、按破岩的原理不同钻眼可以分为：冲击式破岩法和旋转式破岩法。
10、按照凿岩机使用的动力不同可以分为：电钻，风钻，液压钻。
11、按支撑方式的不同可以分为：手持式，气腿式，导轨式，向上式。
12、按风钻转动的频率将风钻分为：高频，中频和低频。
13、风动凿岩机的工作机构：冲击机构，转钎机构，排粉机构，润滑机构。
14、与风动凿岩机相比液压凿岩机的主要优点如下：（1）钻眼速度提高2—3倍；（2）噪音可以降低10—15 dB ；（3）工作环境改善，消除了油雾水汽；（4）可钻较深和大直径的炮孔。
15、电钻的工作过程：压入—旋转切削—排粉。
16、按使用条件，电钻又可以分为：煤电钻和岩石电钻两种。
17、爆炸三要素：反应的放热性，生成大量气体，反应和传播的快速性。
18、炸药：炸药是在一定条件下能够发生快速化学反应，放出能量，生成气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物。
炸药的主要元素是C，H，O，N。
炸药和燃料的重要区别是：氧化需要的氧并不是取自周围的空气，而是炸药本身含有的。
炸药按其组成可以分为：单质炸药和混合炸药。
钻爆法施工
钻爆施工法的特点 • 8.比较灵活，可以很快地开始开挖施 工； • 9.可以开挖各种形状、尺寸、大小的 地下洞室； • 10.可以采用比较简单便宜的施工设备， 也可以采用先进、高效、比较贵的设 备； • 11.可以适应坚硬完整的围岩，也可以 适应较为软弱破碎的围岩。
现场监控量测
是否符合管 理基准 是 防水隔离层 二次衬砌 结 束
否
钻爆施工法的特点
• 1．适用于各种地质条件和地下水条件。 • 2．具有适合各种断面形式和变化断面的高度灵活 性。 • 3．通过分部开挖和辅助工法，有效地控制地表下 沉和坍塌。 • 4．与盾构法比较，在较短的开挖地段使用，也很 经济。 • 5．与掘进机法比较，对围岩匀质性质无要求。 • 6．与明挖法比较，可以极大地减少对地面交通和 商业活动的影响，避免大量的拆迁。 • 7．从综合效益观点出发，是比较经济的一种方法。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
钻孔机具：
缺点：①重量大，附属装置多，仅能在台车 上使用； ②造价高。 二、凿岩台车 凿岩台车：将多台凿岩机安装在一个专门 的移动设备上，实现多机同时作业。图7— 4所示。 适宜于：大断面全断面隧道。 有风动、液压两种，主要是后者，1～4臂。
钻孔机具：
钻爆法施工工艺流程图
施工准备 确定施工方案 开 挖 （修改施工案） （改变开挖步骤、顺 序） 初期支护 修正支 护参数
隧道施工
钻孔机具：
一、凿岩机(钻机) 按使用动力可分为风动凿岩机、内燃凿岩机、电 动凿岩机和液压凿岩机四种。目前在隧道开挖中， 广泛使用的是风动凿岩机和液压凿岩机。 1．风动凿岩机： 俗称风钻，以压缩 空气为动力。既可单 人操纵，也可装在台 车上使用，但以前者 为主。（如图7-3）
钻孔机具：
QL-Y28液压凿岩机
•
外形尺寸 孔径 钻孔深度 钻孔速度
600*173*190mm 32-50mm 9m 250-300rpm
工作油压
打击油流量 冲击能量 冲击频率 扭钜力 功率
15-17Mpa
30-35l/min 55-60J 55-60Hz 50-55Nm 11kw
灰尘冲洗消耗的水或者空气压 0.3-0.5Mpa/0.5-0.7Mpa 力
YYT29支腿式全液压凿岩机
• YYT29气腿式全液压凿岩机，具有高钻速、低电耗、轻 噪音、少故障，安全可靠，配置简单，移动方便等特点。 其工作效率是其他凿岩机的5~10倍，同时功率消耗是其他 凿岩机的1/3。钻井性能：适用于软岩，硬，半硬型岩石。 被用户誉为 "传统气动凿岩机的最佳替代品"。
YYT29支腿式全液压凿岩机
1/16/2013
YYT28型支腿式全液压凿岩机
全液压凿岩机是由凿岩机，液压支腿和液压泵组 成，液压泵分为一泵可带一机，一泵带两机，一 泵四机等，可根据施工要求选择，井下施工可配 防爆电动液压泵，还可选择柴油动力液压泵。根 据需要选择配置； 1,适用范围 YYT28支腿式全液压凿岩机目前已被公铁路隧道、 水电水利工程、建材采石等众多部门所采用。 2，机器特点 YYT28支腿式全液压凿岩机与多种规格液压站配 套，高钻速、低电耗、轻噪音、少故障，安全可 靠，配置简单，移动方便。比风钻钻孔速度快，
YYT26支腿式全液压凿岩机
• YYT26支腿式全液压凿岩机:支腿式全液压凿岩机，六项 国家专利技术溶入，与多种规格液压站配套，高钻速、低 电耗、轻噪音、少故障，安全可靠，配置简单，移动方便， 获《国家重点新产品》及《科技部技术创新基釐》项目。 被用户誉为“钻爆法施工的理想配套设备”、“传统风机 的最佳替代品”，被专家学者评定为“远优于气动凿岩机， 达到国际先进水平” 。
液压掘进凿岩台车相对人工风钻的优点
江西鑫通机械井下用液压掘进凿岩台车相对人工风钻有如下优点：
1、节约能源：
对一定钻进能力的钻车来说，电动液压系统所需功率，只有气动钻进功率损耗的。
功率损失小，故可节约能源。
2、凿岩效率高、速度快：
经试验对比，在同类岩石和相同孔径的条件下，凿深孔用液压凿岩机比气动凿岩，凿岩速度提高二倍以上，液压凿岩速度可达0.8-2.5米/分。
3、钻杆成本低：
由于液压凿岩参数可调整，因此能在不同岩石条件下选择最优凿岩参数。
又由于液压凿岩冲击应力波平缓，传递效率高，因此钻具和钎杆一般可节约15-20％。
4、降低凿岩成本：
由于液压压力比气动压力高10倍左右，因此在同样冲击功率时液压凿岩机活塞受力面积小，冲击活塞面积接近钎尾面积，应力传递损失小，受力均匀，寿命高、故障少、故成本费可降低30％左右。
5、液压凿岩施工可提高施工质量：
由于液压凿岩爆破后巷道规格尺寸和表面规矩平整。
采用光爆锚喷先进技术。
该钻车能保证钻孔深度和间距的精度，故可提高工程的施工质量。
1/ 1。
凿岩爆破工程精品课程讲义教程-6机械凿岩原理与凿岩机械
6 岩石对牙轮有很大的滚动阻力，牙轮便在钻头旋转 的摩擦阻力作用下绕自身的轴线自转。
装药机械
装药机械
装药机械
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深孔凿岩机械（牙轮钻机）
1 在我国中、大露天矿钻凿d200mm孔径以上的炮孔 ，广泛使用牙轮钻机。
2 属于旋转冲击式破碎岩石，机体通过钻杆给钻头施 加足够大的轴压力和回转扭矩。
3 牙轮钻头在岩石上边推进边回转，使牙轮在孔底滚 动中连续地切削、冲击破碎岩石。
4 被破碎的岩碴不断被压气从孔底吹至孔外，直至形成 炮孔。
按凿岩工具 破碎岩石的原理
冲击式凿岩
旋转式凿岩
冲击式凿岩
当钎头在冲击力作用下凿到岩石上时，钎刃 便切入其中。此时，钎刃下方和旁侧的岩石 被破坏，形成一条凿沟A—A；随后将钎头 转动一个角度，再进行下一次冲击，形成第 二条凿沟B—B。若钎头的冲击力足够大， 转动角度适合，两条凿沟之间的扇形岩体， 在凿B—B凿沟的同时，就会被剪切破坏。 上述过程循环往复，钎头便不断凿碎岩石， 炮眼就可逐渐加深。但必须及时排除岩粉， 并对凿岩机施以轴向推力，使钎刃可靠地接 触眼底岩石，才能更有效地破岩。
炮孔种类的划分
炮眼按深度分为浅孔、中深孔和深孔3种。一般把深度小于5m的炮眼称为浅孔， 把深度在5m~15m之间的叫中深孔，而深度大于15m的炮孔称为深孔。钻凿不同 深度的炮眼应采用不同的凿岩机械，因此，凿岩机械可相应地分为浅孔凿岩机械、 中深孔凿岩机械和深孔凿岩机械。
液压钻车
TROCK712.TROCK812系列全液压钻车
第六章机械凿岩原理与凿岩机械
1
凿岩原理
2
凿岩机类型及其适用范围
井巷工程-2-1-第2章钻眼爆破
（2）机械掘进法
3
钻爆法施工：冲击式（硬岩），旋转式（煤、软岩）
掘进工序：钻眼——装药联线——放炮通风——装岩运输 ——支护 工具设备：凿岩机——炸药——局部扇风机—— 装岩机 ——锚、喷、网、架
煤电钻——雷管、放炮器——风筒—— 矿车电机车、 矿车
浅 孔：深度小于2.5m，直径小于42mm；
教材第58页思考题第2、3、4题
55
电压127v，功率1.2~2.0kW（多为1.2kW），转速2700转/分。 外壳为铝合金铸造，密封防爆。
⑶ 轴推力：人力推顶 。
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ZM系列矿用隔爆型手持式煤电钻
[适用范围] 本系列煤电钻适用于煤矿井下及其周围介质中有甲 烷、煤尘等爆炸性混合物气体的环境中，在交流50Hz，电压为 127V的供电网络中，在回采及掘进工作面对中硬和硬煤层钻眼之用。 [产品特点] 1、结构紧凑，型式多样，有普通型、强力型、湿式型 等。 2、扭矩大，适合中硬和硬煤层钻眼。
冲击式凿岩是由冲击式凿岩机冲击机构产生的冲击能撞击活塞， 进而撞击钎杆，并以应力波的形式将能量传递给岩石，达到破岩 的目的。
9
（1）首次冲击，在孔底形成凿痕I，钎头转到II位置；
（2）二次冲击，在形成BB凿痕的同时，剪 碎了两个IOII范围内的岩石，这是根据岩石 抗剪强度比抗压强度小（1/8~1/12）得多的原 理；
41
42
二、压缩空气的基本生产过程
43
二、空气压缩选型
44
45
四 钻眼工具
一、凿岩机的钎子
1. 整体钎子：
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2. 组合钎子
一字形：速度快、制造和修磨简单、磨损快、易夹钎。 十字形：速度慢、孔圆，制造和修磨复杂，用料多。 ⑴ 钎头 球齿形：硬岩钻眼 材料 钎头体：合金钢，55SiMnMo、40MnMoV。 钎 刃： 钨钴类合金 。
凿岩机分类
凿岩机分类
凿岩机可以根据不同的工作原理和用途进行分类。
以下是几种常见的凿岩机分类：
1. 手持式凿岩机：手持凿岩机通常由一个电动马达和一把凿头组成，操作人员可以手持凿岩机进行岩石的凿削和破碎。
手持凿岩机适用于一些较小的工作场地或需要移动操作的情况。
2. 行走式凿岩机：行走式凿岩机是一种大型凿岩设备，具有较高的凿削能力和生产效率。
行走式凿岩机一般通过履带或轮子进行移动，并搭载有凿岩装置和其他辅助设备，适用于大规模的岩石开采或施工作业。
3. 液压凿岩机：液压凿岩机采用液压系统驱动凿岩装置，具有较高的凿削力和准确度。
液压凿岩机适用于对较硬岩石进行凿削和破碎的作业，例如矿山开采和隧道施工等。
4. 气动凿岩机：气动凿岩机通过空气压缩机产生高压气流，驱动凿岩装置进行凿削。
气动凿岩机适用于对较软的岩石进行凿削和破碎，常用于建筑拆除、公路维修和地基工程等。
5. 高周波凿岩机：高周波凿岩机是一种利用高频振动来实现凿削的凿岩设备。
高周波凿岩机通常使用电动马达产生高频振动，通过凿头与岩石接触达到凿削和破碎的目的。
这种凿岩机适用于对较硬的岩石进行精密凿削和破碎，常用于建筑和桥梁维修等工作中。
这些是几种常见的凿岩机分类，根据不同的工作场景和要求，可以选择适合的凿岩机进行作业。
井巷复习题
一，名词解释1.空隙性：系指岩石的裂隙和空隙发育的程度，它通常用（孔隙度n）和（空隙比e）表示。
2.孔隙度：指岩石试件内各种裂隙，空隙的体积总和与试件总体积V之比。
3.孔隙比：指岩石试件内各种裂隙，空隙的体积总和与试件内固体矿物颗粒体积总V c之比。
4.水理性：岩石在水的作用下所表现出来的性质。
主要通过（吸水率）（透水性）（溶蚀性）（软化性）（膨胀性）和（崩解性）来表示。
5.强度：在外荷载作用下岩石抵抗破坏的能力。
6.硬度：岩石抵抗其他较硬物体倾入的能力。
它通常用（静压入硬度）和（回弹硬度）来表示。
7.岩石坚固性：表示岩石在各种采矿作业（锹、镐、钻机、炸药爆破等）以及地压等外力作用下受破坏的相对难易程度。
8.氧平衡：用来表示炸药内含氧量与充分氧化可燃元素所需氧量之间的关系。
9.爆力：爆升气体在高温下膨胀做功破坏周围介质的能力。
10.猛度：指炸药爆炸瞬间爆轰波和爆轰产物对邻近是的局部固体介质的破碎能力。
11.瞎炮：通电起爆后，工作面上的雷管至少有，一个未起爆。
12.光面爆破：在井巷掘径设计断面的轮廓线上布置间距较小，相互平行的炮眼，控制每个炮眼的装药量，选用低密度和低爆速的炸药，采用不耦合装药，同时起爆，使炸药的爆炸作用刚好产生炮眼连线上的贯穿裂缝，并沿各炮眼的连线---井巷轮廓线，将岩石崩落下来。
13.微差爆破：利用毫秒雷管或其他设备控制爆破的顺序，使每段之间只有几十毫秒的间隔，这种爆破叫做毫秒爆破或微差爆破。
14.正向装药：起爆药卷的方向朝眼口，所有的药卷的聚能穴朝向眼底。
15.反向装药：起爆药卷的方向朝眼底，所有的药卷的聚能穴朝向眼口。
16.压入式通风：局部通风机把新鲜空气经风筒压入工作面，污浊的空气沿巷道流出的通风方式。
17.抽出式通风: 局部通风机把工作面的污浊空气经风筒抽出，新鲜风流沿巷道流入的通风方式。
18.调车方式：同一轨道上的重车与空车调开的方式。
19.锚杆支护：在开凿的巷道内，沿巷道周边按一定的间距和排距布置垂直于巷道轮廓线的钻孔，在孔内安装木质的或金属的杆体，锚固岩体，使巷道围岩形成稳定的岩石带，调动围岩自身的强度，使围岩成为支护体的一部分，达到维护巷道的目的。
风动与液压钻机比较
钻孔覆盖面积
机臂短，对场地平整度要求较高；一个机位只能钻一个眼，每钻完一个孔都得移机。
机臂长，对场地平整度要求较低；上部机架可回转，实现超大覆盖范围，打垂直孔一次定位覆盖面积17.6平方，一次可钻3-4个眼。
建议
对于路堑、基坑和采石场钻孔作业，建议改用一体式全液压钻机。
操作人员
每套需要2--3人，8套需要16--24人
每台只需1人足够，2台需两人即可。
（自动换杆，自动喷注钻杆螺纹润滑，全部可以在驾驶室内操作完成）。
使用一体式液压钻机，每年节约人工费用大致是：14人×250台班/人年×100元/台班=35万元。
钻具寿命
及配件消耗
钻具寿命8000-10000延米/套，国产钻杆。8套设备配件消耗较多，但价格比较低。
10000-12000延米/套，进口钻杆。2台设备配件消耗少，但是原装进口价格较高。
综合比较钻具和配件消耗费用，一体机略低，或二者基本持平。
购置成本
每套单价约115～130万元，8套设备需要920-1040万元。其中钻机：每台50万左右；空压机：每台80万，视规格大小价格有一定差异。
每台单价约320万元左右，3台需要960万元。
2台完好液压钻功效与8套完好风动潜孔钻机功效相同。
年油耗
（同等工程量条件下）
（45升/小时.套）
8套×45升/小时×8小时/台班×250台班/年=720，000升/年=72万升
（20升/小时.台）
2台×20升/小时×8小时/台班×250台班/年
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ=80，000升/年=8万升
使用一体式液压钻机，每年可节约油料72-8=64万升。按照6.5元/升计算，每年可节约416万元油料费。
凿岩穿孔机械介绍
凿岩穿孔机械介绍工作原理：以冲击方式破坏岩石以达到穿孔目的。
一、凿岩机一）、工作方式属于孔外凿岩方式，即凿岩机在孔外，凿岩机活塞通过打击钎杆将能量传递到钻头以达到冲击穿孔目的。
二）、主要结构冲击机构、换向机构、旋转机构（分内回转与外回转）等。
三）、主要特点优点：凿岩机结构不受空间限制。
缺点：能量传递损耗大，一个接头大约损耗10%能量，孔径小。
四）、凿岩机分类（按动力分）1、气动凿岩机（工作压力0.4-0.6MPa）：A、轻型凿岩机：主要性能：孔径Ф28-42mm，如：手持式Y26，气腿式YT24（7655）等，耗气量2.0-3.5m3/min，孔深一般不超过5米。
主要应用：小型采石场、小型石方开挖、边坡处理、井下开采、隧（巷）道掘进、大型石方开挖前期开拓、拆除爆破、二次破碎等。
B、重型凿岩机：主要性能：孔径Ф64-112mm，如：导轨式YGZ90等，耗气量6.0-20m3/min，孔深一般不超过20米。
主要应用：露天开挖、井下开采、竖井掘进等。
由于其效率低，故障率高、噪音大等缺点，逐渐被液压凿岩机、潜孔钻机替代。
2、液压凿岩机A、小型凿岩机：主要性能：孔径Ф28-42mm，工作压力一般为11-16Mpa，一般孔深不超过3米，不接杆，水排杂。
主要配套在小断面掘进台车上。
主要应用：小断面巷道掘进等。
B、中型凿岩机：主要性能：孔径Ф64-127mm，工作压力一般为16-25 Mpa，一般孔深不超过20米，压缩空气排杂（隧道掘进水排杂）。
主要配套在露天液压钻车、大断面掘进台车。
主要应用：露天开挖、隧道掘进、边坡处理等。
C、重型凿岩机主要性能：孔径大于Ф140-165mm，工作压力一般为16-25 Mpa，一般孔深不超过20米，压缩空气排杂。
主要配套在大型露天液压钻车、地基处理钻车、边坡锚固钻车。
主要应用：露天开挖、岩石锚固、跟管钻进等。
目前应用较少。
3、内燃凿岩机目前只有小型手持式凿岩机，以汽油作燃料，孔径Ф28-38mm，一般孔深不超过2.5米。
井巷工程复习修订版(含题目类型)
绪论一个名词解释井巷工程：是研究地层中井筒、巷道、硐室设计和施工基本理论、方法和技术的应用技术科学。
第一章三个选择一个名词解释1、岩石碎胀性：岩石的碎胀性是指岩石破碎后的体积比破碎前的体积增大的性质孔隙度：指岩石时间内各种裂隙、孔隙的体积总和与试件总体积之比。
孔隙比：指岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和与试件内固体矿物颗粒体积之比。
2、岩石、岩块、岩体的区别和联系：一般认为，岩块是指从地壳岩层中切取出来的小块体，岩体是指地下工程周围较大范围的自然地质体；岩石则是不分岩块和岩体的泛称。
岩石由一种或多种矿物组成，其内部还存在有一定孔隙或其他缺陷，孔隙含水或气或者同时含水和气。
岩块是指从地壳岩层中切取出来的小块体，主要是指从地壳岩层中切取出来的小块体，主要用于岩石性质的室内试验研究;岩体是指地下工程周围较大范围的自然地质体，岩体内一般包括有非连续面;岩石则是不分岩块和岩体的泛称;开挖巷道会对周围岩石有应力和位移等扰动，这个扰动范围一般为5倍的巷道直径，巷道附近受扰动的岩石称为围岩3、简述岩石的强度特征：静载荷下岩石的强度性质：①在大多数情况下，岩石表现为脆性破坏。
②同一种岩石的强度并非常数。
影响岩石强度的因素很多，例如岩石的组成成分、颗粒大小、胶结情况、生成条件、层理构造、孔隙度、温度、湿度、重度、风化程度、受力状态和时间等③在不同受力状态下，岩石的极限强度相差悬殊。
实验表明，岩石在不同应力状态下的强度值一般符合以下规律：三向等压抗压强度>三向不等压抗压强度>双向抗压强度>单项抗压强度>单向抗剪强度>单项抗弯强度>单项抗拉强度。
动荷载下岩石的轻度性质：岩石在动荷载作用下，其强度的增加与加载速度有关，岩石在冲击载荷作用下，无论是抗压强度还是抗拉强度都比静载荷作用下要大。
4、如何得到岩石的坚固性系数f？什么是RQD分级法。
f值可用岩石的单向抗压强度(MPa)除以10（MPa）求得，RQD 即岩心质量指标，是一修正的岩心取出率，仅考虑长度大于100mm的完整岩心。
《钻眼爆破》自学指导书(本科)
《钻眼爆破》自学指导书一、课程名称：钻眼爆破二、自学学时：51三、课件学时：30四、教材名称：《爆破工程》，戴俊编，机械工业出版社。
五、参考资料：1.王文龙.《钻眼爆破》.煤炭工业出版社.19842.亨利奇.《爆炸动力学及其应用》.科学出版社.19873.刘殿中.《工程爆破有用手册》.冶金工业出版社，19994.P er-Anders Persson, Roger Holmberg, Jaimin Lee. 《Rock Blasting andExplosives Engineering》. CRC Press.1993六、考核方式：章节同步习题〔10%〕+ 笔试〔90%〕七、课程简介本课程主要讲解钻眼爆破的根本概念、理论与主要技术。
内容主要包括：工业炸药的基本性质及其化学反响，岩石的物理力学性质，爆破器材的种类和功用，爆轰的根本特征及过程，爆炸波的传播衰减规律，爆破的内部作用与外部作用，爆破漏斗与最小抵抗线理论，炸药量的计算方法，光面、预裂、微差爆破技术，井巷掘进爆破技术，以及爆破工程安全等。
八、自学内容指导第一章概况〔一〕本章内容概述本章主要讲授该课程的内容、特点和要求，炸药的进展过程、凿岩机械的进展过程等。
〔二〕自学课时安排章节内容自学学时数第一节炸药进展史1其次节凿岩机械进展史1〔三〕学问点1、炸药进展史黑火药时期奠基时期现代化时期了解每个时期的特点和划分标志，了解诺贝尔在炸药进展史上的重要作用2、凿岩机械进展史了解凿岩机械的分类和进展标志3、了解本课程的内容、特点和要求“钻眼爆破”是井巷作业的龙头工序，严峻制约后续工作的开展。
该课程是一门专业技术课，把握岩石爆破技术是本课程的主要任务。
为此，需要正确理解炸药的化学反响规律、起爆机理，把握岩石的动力学性质和破坏条件。
安全是该行业的另一条主线。
〔四〕章节同步练习1.该课程的争论内容是什么？2.钻眼爆破作业包括哪几局部工作？3.简述炸药的进展史4.简述凿岩机械的进展史？其次章岩石强度与破坏性质〔一〕本章内容概述本章主要讲授岩石的物理力学性质、变形规律，及描述模型，把握了岩石强度的一些变化规律，为解决岩土工程问题供给了分析的依据。
液压凿岩机有哪些优缺点？
液压凿岩机有哪些优缺点？
液压凿岩机是一种70年代发展起来以液压油为驱动力的凿岩设备。
液压凿岩机有如下优点：
一、凿岩速度快
由于采用比压气压力高几十倍的高压油作价质，其性能参数和能量传递效率可较风动凿岩机高，其凿岩速度可达同级风动凿岩机的两倍；
二、动力消耗少、能量利用率高
以高压油传递压力，能量利用率达40％以上，而风动凿岩机只有10％左右。
故动力消耗仅为同样性能风动凿岩机的1/3左右；
三、冲击功大
由于液压凿岩机使用的工作油压力高，改善了活塞形状（活塞可以作到台阶比较小，细而长），大大降低了钎杆中应力峰值，有利于提高钎杆寿命，同一钎杆可传递更大的冲击功；
四、冲击功和转速可调
可以根据岩石情况，方便地调整凿岩机冲击功和回转速度，以获得最佳的凿岩参数；
五、作用条件好
改善了工作环境，即消除了工作面的油雾，降低了噪音；
六、动力单一，节省投资
不要建立压气机站，减少了压气设备，不需敷设管路。
液压凿岩机虽有以上优点，但也有以下不足之处：
一、对液压油品种性能和质量要求严格，管道和接头既要耐压，还要严防渗漏；
二、制造零部件的材质要好，加工精度高，装配工艺严格，成本高；
三、对操作和维修人员的技术要求较高，维修费用亦较高。
煤矿用液压凿岩钻机的使用性能比较
JYYT-28煤矿用液压凿岩机与其他液压凿岩机性能优势比较
适用范围：
应用于煤矿井巷掘进、放顶用爆破孔、锚杆孔、瓦斯抽放与探测孔、探水孔、注水孔、煤岩层加固或防灭火用注浆孔等小直径煤岩孔等工程孔的钻机。
与同类产品相比：
目前井下该区域钻孔施工一般采用风动钻机或者凿岩钻车。
风动钻机价格低廉，可钻进岩石系数较小、噪音大、耗费人力，工人劳动强度大、效率低、工人更容易患职业病；
凿岩钻车造价较高，体积大、功率大，对工人技能要求较高、液压系统复杂，不容易检修，环境适应能力差；
液压凿岩钻车风动凿岩机我公司研发的JYYT-28煤矿用液压凿岩机，采用液压与手动相结合的结构，造价相对凿岩钻车较低，对环境的适应能力强，工人劳动强度低。
JYYT-28煤矿用液压凿岩机结构特点：
1、凿岩钻机采用液压马达作为动力源，动力强劲，钻进效率高；
2、凿岩钻机与动力泵站采用分体式结构，动力泵站与施工工作面距离较远，噪音较小，大大的改善了工人的工作环境；
3、动力泵站采用履带行走，无需人工搬运，可以大大提高移动钻机的效率和降低工人劳动强度；
4、钻孔直径Φ32-Φ46，最大深度5 米；
5、一台泵站可以带动3台凿岩钻机实施钻孔施工，可以同时作业，打钻效率高；
6、凿岩机采用液压旋转冲击，技术先进成熟，冲击功和冲击频率远高于风动凿岩机，特别是硬度系数f8以上的岩石，效果更为明显；同时具有钻速快,操纵稳,躁声低,结构简洁,
使用可靠,维修方便等显著特点。
钻爆法施工解析
2．液压凿岩机：由液压马达提供动力，只能用于车。 优点：①动力消耗少，能量利用率高，其动力消耗
仅为风动凿岩机的1/3～1/2；②凿岩速度高。液 压凿岩机凿岩速度比风动凿岩机高50％～150％。 ③能针对不同硬度岩石，自动调节在高频低能或 低频高能状态下工作，以提高凿岩功效。④润滑 条件好，使用寿命长；⑤噪音小，液压钻的噪音 比风钻降低10～15dB。
钻孔机具：
缺点：①重量大，附属装置多，仅能在台车 上使用； ②造价高。
二、凿岩台车 凿岩台车：将多台凿岩机安装在一个专门 的移动设备上，实现多机同时作业。图7— 4所示。 适宜于：大断面全断面隧道。 有风动、液压两种，主要是后者，1～4臂。
钻孔机具：
钻爆法施工工艺流程图
施工准备
确定施工方案
（修改施工案）隧道施工Fra bibliotek钻孔机具：
一、凿岩机(钻机) 按使用动力可分为风动凿岩机、内燃凿岩机、电 动凿岩机和液压凿岩机四种。目前在隧道开挖中， 广泛使用的是风动凿岩机和液压凿岩机。
1．风动凿岩机： 俗称风钻，以压缩 空气为动力。既可单 人操纵，也可装在台 车上使用，但以前者 为主。（如图7-3）
钻孔机具：
优点：①结构简单，操作方便；②不怕超负荷和复 起动，在多水、多尘等不良环境中仍能正常工作。
经济。 • 5．与掘进机法比较，对围岩匀质性质无要求。 • 6．与明挖法比较，可以极大地减少对地面交通和
商业活动的影响，避免大量的拆迁。 • 7．从综合效益观点出发，是比较经济的一种方法。
钻爆施工法的特点
• 8.比较灵活，可以很快地开始开挖施 工；
• 9.可以开挖各种形状、尺寸、大小的 地下洞室；
第4章 钻眼机械4
3）液压凿岩机 以液压为动力，通过配油机构，是高压油交替作用于活 塞两端，形成压差，迫使活塞在缸体内往返运动，完成 冲击钎子、破碎岩石的功能。 转钎机构采用独立的外回转机构，压力水排粉。
4）电动凿岩机（电钻） 以电能作为动力 按使用条件分为煤电钻和岩石电钻 （1）煤电钻 一、构造： 电动机、减速器、散热装置、开关、手柄、外壳等组成。 二、工作原理： 煤电钻钻眼属于旋转式钻眼法。人为对钻头施加轴向压 力，将钎刃压入岩石中，同时钎头不断旋转，产生扭矩， 推动钎刃产生切削力向前切削岩石，使孔底岩石连续的 沿螺旋线破坏。 三、使用条件 用于较软岩层或煤层中
风水联动装置
（4）润滑部分（注油器）
（一）分类： 分为悬挂式和落地式两种。 悬挂式的悬在风管弯头处，容油量小； 落地式注油器放在离凿岩机不远的进风管中部，容油量 大，其结构基本相同。 注油器内管与进风软管相连。当压气在内管中通过时， 经横管上的小孔1进入由内管和外管夹层构成的油室2， 使油面压力增大，润滑油就沿着导管4经针形阀从横管上 的小孔3喷出，并被压气吹散成雾状，与压气混合一起进 入凿岩机。凿岩机内凡是压气能到达的地方，油雾也能 到达，使凿岩机零件能够得到良好的润滑。
气缸直径
活塞结构行程 凿岩冲击频率 冲击能 凿岩耗气量 空转转速 噪音 使用水压 输气胶管内径
76mm
55mm ≥35Hz ≥65J ≤80L/s ≥300r/mi n ≤120dB(A) 0.2～ 0.3MPa φ25mm
钎尾配套尺寸
YT24A-76-2气腿 重 气腿长度 推进深度 最大轴推力 HT200ml/h型雾 油器重 贮油量
（一）内棘轮和螺旋棒转钎机构 1—螺旋棒；2—棘爪；3—内棘轮；4—活塞； 5—转动套；6—钎子
矿山法隧道机械开挖工艺及工程应用研究
矿山法隧道机械开挖工艺及工程应用研究摘要：矿山法国内又称为浅埋暗挖法，研究成果很多，黎明中研究了复杂环境条件下城市地下通道超浅埋暗挖施工技术；本文介绍城市轨道交通矿山法隧道的机械化施工方法，将正台阶法各道施工工序全部实现集成机械化施工，可大幅提高隧道工程机械化施工技术水平，实现隧道工程安全、高效、环保施工。
关键词：矿山法隧道；机械开挖工艺；工程应用1矿山法矿山法又称钻爆法，即利用炸药来碎裂岩石，然后对周围岩石进行衬砌支护从而开挖出隧道的较为原始的方法。
矿山法主要应用于岩层较为稳定的地区，主要根据“新奥法”设计原理，即充分发挥围岩的自承能力，围岩是承载的主体，结构是安全贮备。
隧道工程中常使用的凿岩机有液压凿岩机和风动凿岩机两种，另外内燃凿岩机和电动凿岩机较少采用。
风动凿岩机俗称风钻，以压缩空气为驱动力。
优点有：结构简单，操作方便，使用安全，制造维修简便等。
缺点有：压缩空气的供应设备比较复杂，机械效率低，噪音大，耗能高和凿岩速度比液压凿岩机低等。
液压凿岩机以电力带动油泵，通过改变输油通道，使活塞往复运动，实现凿岩功能。
炸药的爆炸作用及其迅速，爆炸速度可达2000-8000m/s，可在瞬间产生大量的高温高压爆炸气体，以突然冲击的方式作用在其周围的介质上，产生强大的冲击波。
1kg的炸药约含热量2090～6270kJ，爆炸瞬间温度可达2000摄氏度以上，爆压可达数千兆帕，在极短的时间内释放大量的能量对其周围介质产生巨大的破坏。
目前起爆的方法根据所用不同器材可分为：火雷管起爆法、电雷管起爆法、塑料导管起爆法以及混合起爆法等。
2隧道的开挖分析隧道是在地质条件复杂的条件下开挖的建筑工程，因此，受到地应力，地址物理参数，地下水，地址断层等因素和开挖方式、支护方式、支护时间等人工开挖操作的影响比较大。
建筑隧道采用的支护方式和开挖方式要因地制宜的选择，跟据工程所处的地质环境和围岩稳定性不同，而采用不同的方案。
现在，隧道开挖的方式有：全断面法、台阶法、三台阶法、三台阶七步开挖法、三台阶临时仰拱法、CRD法等。
液压凿岩机和风动凿岩机的比较
液压凿岩机和风动凿岩机的比较冯林【摘要】通过液压凿岩机和风动凿岩机的比较,指出液压凿岩机具有能量利用率高、辅助设备少、噪音低、钻速快等特点,同时,也指出现有的凿岩机制造材质阻抗不匹配因而影响其能量利用率的提高.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】1页(P95)【关键词】液压凿岩机;风动凿岩机;能量利用率;匹配【作者】冯林【作者单位】山西汾阳阀门制造有限公司,山西汾阳032200【正文语种】中文【中图分类】TD421.2+10 引言风动凿岩机是电能转换为气压能再转化为机械能的装置，不仅需要装备功率较大的空气压缩机和辅设管路，而且转换和传送效率很低，压力也不是很高，一般为0.5~0.7 MPa。
此外风动凿岩机工作时，由于活塞对钎子的冲击，机头和钎肩的碰撞，钎杆的振动等原因，产生机械噪声。
由于排气产生气体动力噪声，噪声级可达100~130 dB。
在井下多台风动凿岩机工作时振动大，油水雾造成可见度差[1]。
液压凿岩机是以液压为动力的新型凿岩机，通过配油机构，使高压油交替作用于活塞两端，并形成压差，迫使活塞在缸体内作往复运动，完成冲击钎子破碎岩石的功能。
而且活塞的冲击功可通过改变供油压力或活塞冲程进行调节。
转钎机构大多数采用独立的外回转机构，即由液压马达驱动经一级或二级齿轮减速后带动钎子回转。
液压马达的输出扭矩的改变可以通过变化实现，调节范围较大。
马达输出扭矩取决于进出口压差和马达排量，与泵流量无关。
液压凿岩机纯钻速比风动凿岩机可提高2~3倍，甚至更高；能量利用率比气动凿岩机高20%~30%；消除了排气噪声，实测噪音在90 dB以下[2]；没有排气，消除了水雾油雾，改善了工作环境；传动介质为油，零部件均在油中运动，不需另设润滑机构；可以钻较深和直径较大的炮眼。
1 风动凿岩机能量利用率低的原因1）使用辅助设备多，传输距离远，管路损失严重，实践证明压气压力降低0.1MPa,能量利用率降低30%。
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液压凿岩机和风动凿岩机的比较
风动凿岩机是电能转换为气压能再转化为机械能的装置，不仅需要装备功率较大的空气压缩机和辅设管路．而且转换和传送效率很低，压力也不是很高，一般为0．5～0．7MPa。
此外风动凿岩机1二作时，由于活塞对钎子的冲击，机头和钎肩的碰撞，钎杆的振动等原因，产生机械噪声。
由于排气产生气体动力噪声，噪声级可达100～130dB。
在井下多台风动凿岩机工作时振动大，油水雾造成可见度差”。
液压凿岩机是以液压为动力的新型凿岩机，通过配油机构。
使高压油交替作用于活塞两端，并形成压差，迫使活塞在缸体内作往复运动，完成冲击钎子破碎岩石的功能。
而且活塞的冲击功可通过改变供油压力或活塞冲程进行调节。
转钎机构大多数采用独立的外回转机构，即南液压马达驱动经一级或二级齿轮减速后带动钎子回转。
液压马达的输f}{扭矩的改变可以过变化实现。
调节范同较大。
马达输出扭矩取决于进出口压差和马达排量，与泵流量无关。
液压凿岩机纯钻速比风动凿岩机可提高2～3倍．甚至更高；能量利用率比气动凿岩机高20％一30％；消除了排气噪声，实测噪音在90dB以下12’；没有排气，消除了水雾油雾，改善了丁作环境；传动介质为油，零部件均在油中运动，不需另设润滑机构；可以钻较深和直径较大的炮眼。
1 风动凿岩机能量利用率低的原因
1)使用辅助设备多，传输距离远，管路损失严重，实践证明压气压力降低0．1MPa，能量利用率降低30％。
2)压气产生的应力波在传播的过程中遇到两种材质不同的界面时要产生应力波的透射和反射，从而引起钎杆、钎头、机体的疲劳破坏。
也使其能量在来回的传播中消耗，从而降低其能量利Hj率。
2液压凿岩机能量利用率高的原因
液爪凿岩机的能量利川率较高的原冈除与液压凿岩机本身的结构以及采用蓄能或滤波装置有关外．还与采用的输入参数和液压油本身的物理性质有关”。
1)液压凿岩机采用大液压小流量的参数，不仅可以大大减少在输送管路中的能量损失，而且可以大大减少液压凿岩机内部各运动部件引起的液能损失。
2)液压油对冲击机构的润滑作用也液压凿岩机能量利用率高的原因之一．但是油液的粘滞性常常起相反的作用。
目前．对无阀式活塞往复配流液压凿岩机有一个比较一致的观点认为．利用瞬间密闭的液压油的乐缩或膨胀，即所谓的“液J卡弹簧”，对实现液压凿岩机的稳定丁作以及减少能量的消耗起了重要的作用。
3结束语
1)液压凿岩机．钻眼速度快，能毋利用率高，操作简单，具有推进无级调速和快速缩回的功能．噪声小，没有油雾，改善了劳动条件．应积极推广。
2)风动凿岩机冈能世利用率低，钻速低，噪声大．需用辅助设备多．应逐步淘汰，以便改善凿岩T人的作业环境。
3)液压凿岩机也存在着阻抗不匹配。
能量利用率低的情况。
在液压凿岩机制造上，应寻求阻抗更加匹配的材质，参考地质部门给出的各种岩石更详细的物理学参数，特别是波阻抗，以便制造出和岩石性质更加匹配的液压凿岩机，从而提高钻速和能力利用率。