凿岩技术知识介绍
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凿岩技术知识介绍
1
矿山设计的选择
2
矿山设计的选择
3
Investment in Accurate Drills is Always Effective and Cheaper
采石场成本结构
破碎、筛分和 存储占总成本 50%；
穿孔占总成本 7%；
投资高精度钻机是 有效和节省的选择
块度对成本 影响重大！
22
典型岩石特性
1MP=10.149bar
岩石名称
铁燧石 花岗岩 流纹岩 安山岩 辉长岩 玄武岩 砂岩 页岩 石灰岩 白云岩 片麻岩 大理岩 石英岩 板岩
抗压强度 MP
抗拉强度 MP
弹性模量 (X10000 MP)
250-460
20-40
76
100-250
7-25
5-10
180-300
15-30
5-10
▪ 爆破效果四因素： 钻机、钻具的选择； 布孔方式； 所用炸药； 爆破手的技能。
▪ Blasting is a result number factors including the choice of drill rig and tools, the holes layout, the explosive and the skills of operators
100-250
10-20
5-12
180-300
15-35
7-15
150-300
10-30
6-12
20-200
4-25
1-10
10-100
2-20
2-8
50-200
5-20
5-10
80-250
15-25
4-8
50-200
5-20
1-10
100-250
7-20
Leabharlann Baidu1-9
150-350
10-30
6-20
60-200
4
孔径和钻孔成本的关系
5
Modern Surface Mine Exploitation Drilling Method
大规模露天爆破是现代工业的产物
Rock Drilling and Blasting Principle ▪ Four important characteristics of blast holes：
7-15
2-8
23
典型岩石普氏分级
等级 I II
III
III
IV IV V V
坚固程度 最坚固 很坚固
坚固
坚固
较坚固 较坚固 中等 中等
代表性岩石
f值
最坚固,最致密和高韧性的玄武岩石及石英岩石 20
很坚硬的花岗岩,石英斑岩,硅质片岩,最坚硬的 15 砂岩和石灰岩
致密的花岗岩,很坚硬的砂岩和石灰岩,,石英质 10 矿脉,坚硬的砾岩,很坚硬的铁矿石
6
Modern Surface Mine Exploitation Drilling Method
传统露天钻孔技术和设备
drifter
rotation
rotary head
rotation
percussion
compressed air
downhole drill
percussion bit
rotary head
COPROD
液压凿岩机推荐双钻杆： 穿孔精度高； 适于处理复杂地层； 克服传统孔偏移弊病。
16
空压机选型的技术依据
排气量决定排渣速度,速度=排量/径流面积 孔内的径流面积=成孔截面积-钻杆截面积. 速度不小于3000英尺(915米)/分 排气流量适宜性的判断: 排出的岩屑边沿较为锋利 松散地层,要注意控制排渣量,防止卡钻. 空气压力高,潜孔冲击器冲击能量大 对于硬岩作业(f14),选择高压力
坚硬的石灰岩,不坚固的花岗岩,坚固的砂岩,坚 8 固的大理岩,白云岩,黄铁矿
19
现代爆破技术
20
爆破工艺和参数
21
岩石特性
岩石特性： 非均质体和各向异性
三类岩石： 岩浆岩- 高温硅酸盐熔融体冷凝结晶形成 沉积岩- 地表风化层,经搬运和沉积后形成岩石 变质岩- 是由上述两种岩石,由于地壳变动,高温高压再生;
由于复杂的结构构造导致岩石的各向异性,从来不会有以不变应 万变的钎头设计,最好的钎头产生于厂家和用户的结合; 钻具产品的销售,必须注意用户面临的岩石特性.
12
顶锤式凿岩技术
13
Rock Drilling Method – Top Hammer Percussion
▪ 高钻速，大功率，中深和浅孔; ▪ 每通过一个接头，损失能量6-10%
14
顶锤式凿岩技术
15
Rock Drilling Method – Top Hammer Percussion
rotary head
tricone bit
downhole drill
7
Rock Blasting Principle
技术进步正改变传统钻孔方式
对智利穿孔直径 在75-345毫米的 36个露天矿山的 调查表明传统受 到挑战
液压凿岩机 呈现强劲增
长势头
牙轮钻机对现 代矿山的局限 性日益显现
8
Rock Drilling Method – Rotary drill
▪ 孔径通常在 (200440毫米)，一次推进 最大达20米；
▪ 依旧是大型露天矿的 主钻机，但局限于只 能钻垂直孔；
▪ 而-18度倾斜孔对露 天矿爆破总体有利。
9
回转钻进--牙轮和切削
10
潜孔钻穿孔速度和空气压力的关系
11
Rock Drilling Method – Down-The- Hole Hammer 大直径/深孔/高直线度 最高工作压力25bar. 钻具消耗较高
hole diameter, hole depth, direction and straightness 炮孔四要素 ：孔径、孔深、方向和位置（直线） 度 ▪ Drilling method includes three basic methods: Rotary ( rotary cutting and rotary crashing) Percussive drilling（pneumatic and hydraulic) and Down-The-Hole (HP and LP) drilling ▪ 传统机械钻孔三种手段: 回转、顶锤式、潜孔
17
Rock Blasting Principle- Drilling Accurate 提高钻孔精度
▪ 必须减少钻孔 偏差，以控制 大块率；
▪ 精确爆破取决 于炮孔精度： 孔位、孔向、 沿轴线的直线 度和孔深；
18
Accurate Blasting Depending on Accurate Drilling 精确爆破取决于精确钻孔
1
矿山设计的选择
2
矿山设计的选择
3
Investment in Accurate Drills is Always Effective and Cheaper
采石场成本结构
破碎、筛分和 存储占总成本 50%；
穿孔占总成本 7%；
投资高精度钻机是 有效和节省的选择
块度对成本 影响重大！
22
典型岩石特性
1MP=10.149bar
岩石名称
铁燧石 花岗岩 流纹岩 安山岩 辉长岩 玄武岩 砂岩 页岩 石灰岩 白云岩 片麻岩 大理岩 石英岩 板岩
抗压强度 MP
抗拉强度 MP
弹性模量 (X10000 MP)
250-460
20-40
76
100-250
7-25
5-10
180-300
15-30
5-10
▪ 爆破效果四因素： 钻机、钻具的选择； 布孔方式； 所用炸药； 爆破手的技能。
▪ Blasting is a result number factors including the choice of drill rig and tools, the holes layout, the explosive and the skills of operators
100-250
10-20
5-12
180-300
15-35
7-15
150-300
10-30
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50-200
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100-250
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Leabharlann Baidu1-9
150-350
10-30
6-20
60-200
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孔径和钻孔成本的关系
5
Modern Surface Mine Exploitation Drilling Method
大规模露天爆破是现代工业的产物
Rock Drilling and Blasting Principle ▪ Four important characteristics of blast holes：
7-15
2-8
23
典型岩石普氏分级
等级 I II
III
III
IV IV V V
坚固程度 最坚固 很坚固
坚固
坚固
较坚固 较坚固 中等 中等
代表性岩石
f值
最坚固,最致密和高韧性的玄武岩石及石英岩石 20
很坚硬的花岗岩,石英斑岩,硅质片岩,最坚硬的 15 砂岩和石灰岩
致密的花岗岩,很坚硬的砂岩和石灰岩,,石英质 10 矿脉,坚硬的砾岩,很坚硬的铁矿石
6
Modern Surface Mine Exploitation Drilling Method
传统露天钻孔技术和设备
drifter
rotation
rotary head
rotation
percussion
compressed air
downhole drill
percussion bit
rotary head
COPROD
液压凿岩机推荐双钻杆： 穿孔精度高； 适于处理复杂地层； 克服传统孔偏移弊病。
16
空压机选型的技术依据
排气量决定排渣速度,速度=排量/径流面积 孔内的径流面积=成孔截面积-钻杆截面积. 速度不小于3000英尺(915米)/分 排气流量适宜性的判断: 排出的岩屑边沿较为锋利 松散地层,要注意控制排渣量,防止卡钻. 空气压力高,潜孔冲击器冲击能量大 对于硬岩作业(f14),选择高压力
坚硬的石灰岩,不坚固的花岗岩,坚固的砂岩,坚 8 固的大理岩,白云岩,黄铁矿
19
现代爆破技术
20
爆破工艺和参数
21
岩石特性
岩石特性： 非均质体和各向异性
三类岩石： 岩浆岩- 高温硅酸盐熔融体冷凝结晶形成 沉积岩- 地表风化层,经搬运和沉积后形成岩石 变质岩- 是由上述两种岩石,由于地壳变动,高温高压再生;
由于复杂的结构构造导致岩石的各向异性,从来不会有以不变应 万变的钎头设计,最好的钎头产生于厂家和用户的结合; 钻具产品的销售,必须注意用户面临的岩石特性.
12
顶锤式凿岩技术
13
Rock Drilling Method – Top Hammer Percussion
▪ 高钻速，大功率，中深和浅孔; ▪ 每通过一个接头，损失能量6-10%
14
顶锤式凿岩技术
15
Rock Drilling Method – Top Hammer Percussion
rotary head
tricone bit
downhole drill
7
Rock Blasting Principle
技术进步正改变传统钻孔方式
对智利穿孔直径 在75-345毫米的 36个露天矿山的 调查表明传统受 到挑战
液压凿岩机 呈现强劲增
长势头
牙轮钻机对现 代矿山的局限 性日益显现
8
Rock Drilling Method – Rotary drill
▪ 孔径通常在 (200440毫米)，一次推进 最大达20米；
▪ 依旧是大型露天矿的 主钻机，但局限于只 能钻垂直孔；
▪ 而-18度倾斜孔对露 天矿爆破总体有利。
9
回转钻进--牙轮和切削
10
潜孔钻穿孔速度和空气压力的关系
11
Rock Drilling Method – Down-The- Hole Hammer 大直径/深孔/高直线度 最高工作压力25bar. 钻具消耗较高
hole diameter, hole depth, direction and straightness 炮孔四要素 ：孔径、孔深、方向和位置（直线） 度 ▪ Drilling method includes three basic methods: Rotary ( rotary cutting and rotary crashing) Percussive drilling（pneumatic and hydraulic) and Down-The-Hole (HP and LP) drilling ▪ 传统机械钻孔三种手段: 回转、顶锤式、潜孔
17
Rock Blasting Principle- Drilling Accurate 提高钻孔精度
▪ 必须减少钻孔 偏差，以控制 大块率；
▪ 精确爆破取决 于炮孔精度： 孔位、孔向、 沿轴线的直线 度和孔深；
18
Accurate Blasting Depending on Accurate Drilling 精确爆破取决于精确钻孔