【正文】 用，鑿裝聯(lián)合：如法國256型、美國Cardner、Denvev型鉆車。第四章 潛孔鉆機(jī)第一節(jié) 概 述一、潛孔鉆機(jī)的應(yīng)用在鉆孔機(jī)械應(yīng)用中，氣腿式鑿巖機(jī)只能鉆鑿小孔徑、中淺炮孔；重型導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)經(jīng)接桿也能鉆鑿較深的炮孔，但能量消耗大，鉆進(jìn)速度慢。而潛孔鉆機(jī)的特點(diǎn)是活塞打擊釬桿時(shí)的能量損失不隨鉆孔的延伸而加大，因此，它適合于鉆鑿大孔徑、深度大的炮孔。潛孔鉆機(jī)是利用潛入孔底的沖擊器與鉆頭對巖石進(jìn)行沖擊破碎，因此，稱為潛孔鉆機(jī)。廣泛用于金屬礦山、水電、交通、建材、港灣和國防工程中。二、潛孔鉆機(jī)的分類根據(jù)使用地點(diǎn)不同，分為井下潛孔鉆機(jī)和露天潛孔鉆機(jī)兩大類。如：井下潛孔鉆機(jī)有K7—80、KQJ—100型，露天潛孔鉆機(jī)有KQ—100、KQ—150、KQ—200、KQ—250型，如圖所示。根據(jù)孔徑不同，分為輕型潛孔鉆機(jī)（孔徑為80~100mm，機(jī)重為數(shù)百公斤到2~3噸）、中型潛孔鉆機(jī)（孔徑為150mm，機(jī)重為10~15噸）、重型潛孔鉆機(jī)（孔徑為200mm，機(jī)重為25~35噸），特重型潛孔鉆機(jī)（孔徑為250mm，機(jī)重為40~45噸）。三、潛孔鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理井下潛孔鉆機(jī)：如圖所示。由沖擊機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)推壓機(jī)構(gòu)升降機(jī)構(gòu)操縱機(jī)構(gòu)6及支承機(jī)構(gòu)4等部分組成。露天潛孔鉆機(jī)：如圖所示，以KQ—200型露天潛孔鉆機(jī)為例，由鉆架與機(jī)架回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)、推進(jìn)提升機(jī)構(gòu)與調(diào)壓裝置、接送鉆桿機(jī)構(gòu)、起落鉆架機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、除塵系統(tǒng)及操縱室等部分組成。潛孔鉆機(jī)的工作原理與其它鑿巖機(jī)一樣，都有沖擊、轉(zhuǎn)動(dòng)、排碴和推進(jìn)等鑿巖成孔過程，同屬于沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)式鉆孔。不同之處在于：潛孔鉆機(jī)的沖擊器裝在鉆桿的前端，潛入孔底，隨鉆孔的延伸而不斷推進(jìn)。潛孔鑿巖原理簡圖如圖所示。四、潛孔鉆機(jī)的特點(diǎn)與其它鑿巖機(jī)相比，它具有如下特點(diǎn)：①　沖擊能量損失不隨釬桿的加長而增加，可鑿鉆大孔直徑的深孔；②　工作面噪音大大降低；③　鉆進(jìn)速度快，機(jī)械化程度高，輔助作業(yè)時(shí)間少，提高了鉆機(jī)的作業(yè)率；④　機(jī)動(dòng)靈活；⑤　鉆孔質(zhì)量高；⑥　能鉆鑿中硬或中硬以上（f≥8）的巖石。第二節(jié) 鉆具潛孔鉆機(jī)的鉆具包括鉆桿、沖擊器和鉆頭。鉆桿的兩端有連接螺紋，一端與回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，另一端聯(lián)接沖擊器。沖擊器的前端安裝鉆頭?！摽足@機(jī)的鉆孔過程：鉆孔時(shí)，回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鉆具回轉(zhuǎn)并向中空鉆桿供給壓氣，沖擊鉆頭進(jìn)行鑿巖，壓氣將巖碴（粉）排出孔外，推進(jìn)機(jī)構(gòu)將回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)和鉆具不斷向前推進(jìn)。一、鉆桿※　鉆桿的作用：是把沖擊器送到孔底，傳遞扭矩和軸壓力，并通過其中心孔向沖擊器輸送壓氣和水?！°@桿的材料：因鉆桿受到復(fù)雜載荷作用和磨蝕作用，要求鉆桿有足夠的強(qiáng)度、剛度和沖擊性，鉆桿采用中空厚壁無縫鋼管與兩端按焊接而成。如圖所示。二、沖擊器※　沖擊器的作用：是通過活塞的運(yùn)動(dòng)把壓氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)槠扑閹r石的機(jī)械能，并實(shí)現(xiàn)孔底排碴和處理夾鉆?！_擊器的結(jié)構(gòu)：如圖所示※　沖擊器的性能分析：沖擊器的沖擊功、沖擊頻率和耗氣量是表征沖擊器性能優(yōu)劣的主要參數(shù)。沖擊器的沖擊功越大，鉆孔速度越高。但沖擊功的增加量有一定限度的。因?yàn)椋环矫媸艿姐@頭硬質(zhì)合金柱強(qiáng)度的限制；另一方面，在鉆頭直徑一定的情況下，單位功耗是不同的，且差別很大。※　影響單位功耗最優(yōu)的因素：①　所破碎的巖石硬度。②　活塞沖擊速度。對于堅(jiān)硬的巖石，最優(yōu)沖擊速度為5—，若過低，則鉆孔速度低，單位功耗增加；若過高，則不僅會(huì)增加單位功耗，而且會(huì)引起活塞和鉆頭的疲勞破壞。因此，在沖擊功、沖擊頻率和活塞重量相同的情況下，細(xì)長活塞有利于減緩活塞和鉆頭的疲勞破壞，破壞巖石的效果好，單位功耗小。所以，沖擊器宜采用棒錘形細(xì)長活塞結(jié)構(gòu)。沖擊功越大，沖擊頻率越高，沖擊功率就越大，但沖擊功率大，鉆孔效率不一定高，因此，沖擊器多屬于大沖擊功、低沖擊頻率類型的沖擊器。三、鉆頭鉆頭是傳遞沖擊能量，直接破碎巖石的工具。鉆頭技術(shù)要求：鑿巖效率、鉆孔速度及鉆頭壽命，主要取決于鉆頭的結(jié)構(gòu)型式及材質(zhì)狀況。★　從受力情況看，鉆頭承受很大的動(dòng)載荷和磨擦作用，因此，要求鉆頭有較高的表面硬度，較好的耐磨性和足夠的沖擊性?！铩慕Y(jié)構(gòu)上看，應(yīng)有利于壓氣進(jìn)入孔底以冷卻鉆頭和排除巖碴?！铩哪芰總鬟f上看，鉆頭重量與活塞重量之比應(yīng)盡可能接近于1，以提高沖擊能量的傳遞效率。活塞重量對沖擊功、沖擊速度和碰撞能量傳遞狀態(tài)都有很大影響。在同樣的沖擊末速度條件下，活塞重量大大，則沖擊功大，沖擊次數(shù)少，而碰撞反彈現(xiàn)象變化不明顯，破巖效果是理想的，但活塞重量過大，勢必將活塞尺寸加長，使其有效行程相應(yīng)變小，因而沖擊能量相對降低。如圖所示。鉆頭類型及結(jié)構(gòu)分析①　按其結(jié)構(gòu)，可分為整體式與分體式兩種。整體式鉆頭具有便于加工和使用、能量傳遞效率高等優(yōu)點(diǎn)，但整體鉆頭由于鉆頭工作面積硬質(zhì)合片（柱）的磨損會(huì)導(dǎo)致整體鉆頭的報(bào)廢，因此，廣泛采用分體式鉆頭。②　按其鉆刃形狀，可分為刃片型 、柱齒型和片柱混裝型三種。※　刃片型鉆頭，即是鑲焊硬度合金片的鉆頭，多在十字形和X形鉆頭使用，如圖所示?！铩?yōu)點(diǎn)：成孔規(guī)則，鉆刃磨鈍較慢，因鑿巖粗顆粒巖粉生長率較多而使粉塵濃度下降，鉆進(jìn)速度較快等。　 缺點(diǎn)：①　鉆刃離鉆頭回轉(zhuǎn)中心愈遠(yuǎn)時(shí)，承受負(fù)荷愈大，磨鈍及磨損也愈快，當(dāng)鉆頭側(cè)面磨損后，使其呈現(xiàn)楔形，易于卡鉆；②　合金片各處受力不均，在橫向力作用下，合金片易受彎曲而折斷；③　刃片磨修次數(shù)較多?！≈X型鉆頭：是用機(jī)械的方法把一定規(guī)格的硬質(zhì)合金柱壓入到鉆頭體上的齒孔中而成。如圖所示?！铩?yōu)點(diǎn)：①　在穿孔過程中能自行修磨，使鉆頭鉆進(jìn)速度趨于穩(wěn)定；②　可根據(jù)受力狀況合理布置合金柱；③　柱齒磨損20%時(shí)，鉆頭仍然可以繼續(xù)工作；④　嵌裝工藝簡單，一般用冷壓法嵌裝即可。※　柱片混裝鉆頭：鉆頭的周邊鑲焊刃片，中心凹陷處嵌裝柱齒。如圖所示。這是根據(jù)鉆頭中心破碎巖石體積小而周邊破碎巖石體積大的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)制造的，它能較好地解決鉆頭徑向快速磨損問題，但制造工藝較為復(fù)雜。第三節(jié) 各類潛孔鉆機(jī)的工作原理及使用條件一、井下潛孔機(jī)鉆機(jī)工作原理：※　回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)：一方面提供回轉(zhuǎn)動(dòng)力并把動(dòng)力傳遞到鉆具，完成鉆具鉆鑿動(dòng)作；另一方面，通過其空心軸把高壓氣水混合物送入鉆桿直達(dá)沖擊器，完成孔底吹碴動(dòng)作。※　推進(jìn)調(diào)壓機(jī)構(gòu)：一方面通過活塞桿往返運(yùn)動(dòng)，使回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)向前滑動(dòng)，鉆具則以一定軸壓作用于孔底，實(shí)現(xiàn)鑿巖推進(jìn)；另一方面調(diào)節(jié)氣缸進(jìn)氣壓力，實(shí)現(xiàn)在合理軸壓力下鉆孔。※　操縱機(jī)構(gòu)：通過操縱開關(guān)手把，操縱回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)和推進(jìn)調(diào)壓結(jié)構(gòu)完成各自動(dòng)作?！¤弾r支柱：升降鉆機(jī)以適應(yīng)作業(yè)空間的高度和鉆鑿不同方向的鉆孔?！⌒凶邫C(jī)構(gòu)：鉆機(jī)使用條件：井下潛孔鉆機(jī)技術(shù)特征如P67頁表43所示。二、露天潛孔鉆機(jī)鉆機(jī)工作原理：※　鉆架與機(jī)架：機(jī)架通過橫梁座落在履帶上，鉆架通過鉸接方式與機(jī)架連接并繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)各種孔向。鉆架上安裝有回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)、推進(jìn)提升機(jī)構(gòu)、鉆具、接送桿機(jī)構(gòu)。機(jī)架上則布置有操作機(jī)棚、除塵系統(tǒng)、司機(jī)室等?！』剞D(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)：驅(qū)動(dòng)鉆具回轉(zhuǎn)和高沖擊器供給壓氣?！⊥七M(jìn)提升機(jī)構(gòu)與調(diào)壓裝置。如圖所示。推進(jìn)鉆具，保證鉆頭工作時(shí)始終與孔底接觸，并實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)和鉆具的快速升降，調(diào)壓裝置是保證鉆具時(shí)孔底施以合理的軸壓力，以獲得最優(yōu)的鉆孔效率?！〗铀豌@桿機(jī)構(gòu)：露天潛孔機(jī)多用主、副兩根鉆桿。鉆桿的接卸和存放由接送鉆桿機(jī)構(gòu)完成。如圖所示?！∽咝袡C(jī)構(gòu)：一般用履帶行走機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)長距離行走和移位?！?　除塵系統(tǒng)：將鉆孔排出的塵氣混合物進(jìn)行塵氣分離，以保證作業(yè)點(diǎn)空氣中的粉塵濃度達(dá)標(biāo)。又分為干式和濕式兩種?！? 干式除塵是直接對塵氣混合物進(jìn)行分離和捕集。不需用水，但除塵效果較差，設(shè)備復(fù)雜龐大?！? 濕式除塵是利用風(fēng)、水混合進(jìn)行鑿巖，水在孔底濕潤粉塵，使之成為濕的巖粉球團(tuán)或巖漿排出孔外。除塵效果好，設(shè)備簡單，消除二次塵源，但鑿巖效率相對較低。如圖所示。三、邊坡預(yù)裂潛孔鉆機(jī)沿邊坡鉆鑿一排較密的平行斜孔，進(jìn)行預(yù)裂光面爆破，形成由排孔控制的平整巖面，減少邊坡表面的破壞。這是控制邊坡的有效方法之一。邊坡預(yù)裂潛鉆孔機(jī)，鉆孔直徑為80～120mm，機(jī)重小于10t，可在多方位上鉆鑿多角度的鉆孔，適用于各種露天工程鉆鑿邊坡預(yù)裂孔、水平或階梯式爆破深孔。機(jī)型有KQ080型、CLQ15型、SQ100J型等。四、潛孔鉆機(jī)的發(fā)展趨勢第五章 牙輪鉆機(jī)牙輪鉆機(jī)是在旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來的新型鉆孔設(shè)備。與其它旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的最主要區(qū)別在于鉆頭不同。一、牙輪鉆頭1．牙輪鉆頭的類型①　按牙輪的數(shù)目，可分為單牙輪鉆頭、雙牙輪鉆頭、三牙輪鉆頭、四牙輪鉆頭和多牙輪鉆頭等。目前，應(yīng)用最多的為三牙輪鉆頭。②　按牙輪上刃齒的形式，可分為銑齒鉆頭和柱（球）齒鉆頭兩種，前者是用銑刀在輪錐體上銑出的牙齒，形狀多為楔形，如圖所示。后者是鑲嵌在牙輪上的硬質(zhì)合金柱。目前，多用后者代替前者。③　按排碴時(shí)吹風(fēng)方式的不同，分為中心吹風(fēng)排碴式和旁側(cè)吹風(fēng)排碴式鉆頭，如圖所示。2．工作原理牙輪機(jī)工作時(shí)，通過回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和加壓機(jī)構(gòu)給牙輪鉆頭施以回轉(zhuǎn)扭力矩和軸壓力。當(dāng)鉆頭回轉(zhuǎn)帶動(dòng)牙輪滾動(dòng)時(shí)，在軸壓的靜載荷及牙輪滾動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷作用下，牙輪上的刃齒以鑿碎、壓入、剪切、刮削等形式破碎巖石。如圖所示3．三牙輪鉆頭的結(jié)構(gòu)三牙輪鉆頭是一種三牙輪中心排碴式鉆頭，主要部件是牙爪、牙輪和軸承，如圖所示。二、牙輪鉆機(jī)1 組成部分由鉆具、鉆架與機(jī)架、回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)、加壓提升機(jī)構(gòu)、接卸存放鉆桿機(jī)構(gòu)、起降鉆架機(jī)構(gòu)、穩(wěn)車千斤頂、行走機(jī)構(gòu)、除塵系統(tǒng)、操作控制系統(tǒng)等組成。如圖所示。2．工作原理3．使用條件國產(chǎn)牙輪鉆機(jī)技術(shù)特征如P91頁表51所示。與其他類型的鉆孔設(shè)備比較，它具有鉆孔效率高、成本低、安全可靠和使用范圍廣等特點(diǎn)。三、牙輪機(jī)的選型牙輪鉆機(jī)在鉆孔過程中，施加在鉆頭上的軸壓、轉(zhuǎn)速和排碴風(fēng)量是保證鉆機(jī)有效穿孔的主要工作參數(shù)。1 軸壓力對穿孔速度和鉆頭壽命的影響施加于鉆頭上的軸壓力應(yīng)有一個(gè)合理值，合理值取決于巖石堅(jiān)固性質(zhì)系數(shù)（f）、鉆頭直徑和鉆頭質(zhì)量。如圖所示?！ 區(qū)為表面破碎區(qū)：軸壓力小于巖石極限抗壓強(qiáng)度，依靠表面磨損破碎巖石，因此，鑿巖速度低，破碎速度與壓力成直線關(guān)系?！I 區(qū)為疲勞破碎區(qū)：軸壓力增大但仍小于巖石極限抗壓強(qiáng)度，破碎速度比軸壓增加的快?！II 區(qū)為體積破碎區(qū)：軸壓力大于巖石極限抗壓強(qiáng)度，巖石當(dāng)即崩碎，破碎巖石的效率高，破碎速度與軸壓成直線關(guān)系。軸壓力合理值與鉆頭直徑、巖石堅(jiān)固性的關(guān)系見表所示。2 回轉(zhuǎn)速度對穿孔速度和鉆頭壽命的影響一般地，穿孔速度隨鉆具轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，但轉(zhuǎn)速過大不僅會(huì)使孔底排碴困難、鉆頭磨損加快，而且還會(huì)使鉆機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)，影響鉆機(jī)和鉆頭的壽命，如圖所示。 3 排碴風(fēng)量對穿孔速度和鉆頭壽命的影響增大風(fēng)量可有效地吹洗孔底巖碴，改善牙輪齒的破碎巖石條件，同時(shí)，還能減少鉆頭的磨損，更好地冷卻軸承，延長鉆頭壽命；它還可以減少孔底殘碴，增加有效孔深，減少超鉆深度?！?小　結(jié)★　最合理的軸壓力值應(yīng)能夠使巖石形成體積破碎?！铩∪粢@得較高的穿孔效率，應(yīng)選取合理的鉆具轉(zhuǎn)速?！铩≡龃笈挪觑L(fēng)量對穿孔速度和鉆頭壽命都有利。第六章 裝載機(jī)械第一節(jié) 鏟斗式裝載機(jī)鏟斗式裝載機(jī)的鏟斗裝于裝載機(jī)的前端，依靠裝載機(jī)的行走系統(tǒng)使鏟斗插入巖堆，借助于提升機(jī)構(gòu)提升鏟斗實(shí)現(xiàn)裝卸動(dòng)作。一、前端式裝載機(jī)前端式裝載機(jī)是以鏟斗在裝載機(jī)前端進(jìn)行鏟裝和向前卸載的裝載機(jī)，如圖所示。鏟運(yùn)機(jī)是車身較低、鉸接轉(zhuǎn)向、輪胎行走的前端式裝載機(jī)。井下用前端式裝載機(jī)與地面前端式裝械機(jī)結(jié)構(gòu)相似。但井下前端式裝載機(jī)有以下特點(diǎn)，如圖的示。①　車身低矮，寬度較窄而長度較長，以適應(yīng)井下作業(yè)空間狹窄的環(huán)境；②　經(jīng)常處于雙向行駛狀態(tài)，司機(jī)操縱利用側(cè)坐或雙向駕駛的布置。③　動(dòng)臂較短，卸載高度和卸載距離較小。④　柴油機(jī)要采取消煙和凈化措施。廢氣主要成分氮氧化合物、碳?xì)浜衔?、碳氧化金物及油煙等，廢氣凈化可采取選用優(yōu)質(zhì)燃料、選用燃燒完全的內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)行機(jī)外凈化處理和加強(qiáng)通風(fēng)等措施。⑤　零部件材料選擇及制造工藝應(yīng)考慮防潮防腐蝕。二、裝運(yùn)機(jī)裝運(yùn)機(jī)本身帶有儲(chǔ)料倉、輪胎行走、鏟斗式裝載的裝運(yùn)卸聯(lián)合設(shè)備。裝運(yùn)機(jī)利用鏟斗多次鏟裝、翻卸而裝滿儲(chǔ)料倉來完成整機(jī)的裝載工作，其驅(qū)動(dòng)方式有氣動(dòng)和柴油內(nèi)燃驅(qū)動(dòng)兩種。裝運(yùn)機(jī)卸料方式有料倉傾翻式、底卸式和推出式。多用于井下采場工作面的礦石運(yùn)搬，將礦石卸入溜井。國產(chǎn)裝運(yùn)機(jī)的技術(shù)特征見149頁表65所示。我國生產(chǎn)的ZYQ—12和ZYQ—14型氣動(dòng)裝運(yùn)機(jī)，特別適合于井下小型礦的使用，其結(jié)構(gòu)如圖所示?！⊙b運(yùn)機(jī)選型：三、裝巖機(jī)裝巖機(jī)是直接卸載的裝載機(jī)。1 特點(diǎn)及適用范圍裝巖機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、適應(yīng)性強(qiáng)、工作可靠和能在彎曲道內(nèi)作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，井下礦山使用廣泛。機(jī)型有Z1ZQ2ZCDH600等型電動(dòng)或氣動(dòng)裝巖機(jī)。其中Z1ZQ26型裝巖機(jī)是用于井下掘進(jìn)或采場裝載的輕型裝巖機(jī)，所裝礦石塊度可達(dá)500mm。2．結(jié)構(gòu)及工作原理　如圖所示①　行走部分：由行走機(jī)構(gòu)、行走減速箱體、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和輪軸等部分組成。其中，減速箱體是行走部分的底架，又是機(jī)器的機(jī)體，其前、后都有一個(gè)緩沖器，前端緩沖器的前板安裝鏟斗，使機(jī)體承受插入力，后端緩沖器用以拖掛礦車，減速箱體上板安裝回轉(zhuǎn)部分。②　回轉(zhuǎn)部分：由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、復(fù)位機(jī)構(gòu)和穩(wěn)繩裝置組成。作用是使上部回轉(zhuǎn)盤在水平面內(nèi)左右轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，以便鏟裝巷道兩側(cè)的巖石，擴(kuò)大裝巖范圍；同時(shí)，將所裝的礦巖卸于裝巖機(jī)后面的礦車中。③　提升機(jī)構(gòu)：由提升電機(jī)、減速箱、提升卷筒和鏈條等組成。其作用是提升工作機(jī)構(gòu)。④　工作機(jī)構(gòu)：是裝巖機(jī)用以直接完成裝卸工作的機(jī)構(gòu)。3．裝巖機(jī)的技術(shù)特征：見155頁表66所示。三、帶轉(zhuǎn)載設(shè)備的鏟斗式裝載機(jī)它是在工作機(jī)構(gòu)后面安裝有轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)，作業(yè)時(shí)，巖石經(jīng)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)載到后面的礦車?yán)?。目前，主要機(jī)型有ZCYZCY60及YJG30型。主要用于礦山水平巷道掘進(jìn)及鐵