【文章內(nèi)容簡介】 它是一種回轉(zhuǎn)鉆機，工作時借助推壓提升機構(gòu)向鉆頭施加高鉆壓和扭矩，將煤巖在靜壓、少量沖擊和剪切作用下破碎，巖渣通過壓縮空氣吹出孔外。牙輪鉆效率高，適應性強，在各種硬度巖石中作業(yè)效果比其它鉆機都好。在相同的穿孔條件下，牙輪鉆機的穿孔效率比鋼繩沖擊鉆高4～5倍，比潛孔鉆機高1～2倍，且成本亦低。牙輪鉆穿孔費用中以鉆頭費用所占比例最高。（二）爆破爆破工作是將煤巖從整體中分離下來，并按一定塊度和工程要求堆積成一定的幾何形體。主要應用以硝酸銨為主加適量可燃劑組成的干爆炸劑和以硝酸銨水溶液為主加敏化劑等組成的含水炸藥。如銨梯炸藥、銨油炸藥、銨瀝蠟炸藥及乳化炸藥等。起爆方法應力求安全、可靠和炸藥能量得到充分利用。起爆方法可分電起爆和非電起爆兩種。電起爆有電雷管（即發(fā)、秒差和毫秒電雷管三種）和起爆器（電容式和毫秒起爆器）兩種，非電起爆有火力起爆（導火索和火雷管）導爆管起爆及導爆索起爆。（三）爆破參數(shù)確定常用的爆破方法有深孔爆破、淺孔爆破、裸露爆破和藥壺爆破四種。深孔爆破是露天礦應用最廣泛的爆破方法。實踐證明，深孔爆破的效果與布孔方式、孔網(wǎng)參數(shù)、起爆方法和順序、地質(zhì)條件及裝藥結(jié)構(gòu)等有關(guān)。（圖27）圖27 鉆孔布置及爆破參數(shù)（a）垂直鉆孔；（b）傾斜鉆孔各參數(shù)間相互關(guān)系為Wd=(～)h （21）式中 Wd——底盤抵抗線，m；h——臺階高度，m。a=mWd （22）式中 a——孔距，m；m——鉆孔間距系數(shù)，m=～。b=asin60176。 （23）式中 b——行距,m。ho=（～）Wd (24)式中 ho——超鉆長度,m。Lo≥ （25）式中 Lo——填塞長度,m 。每個鉆孔的裝藥量計算式為Q=qhaWd （26）式中 Q——鉆孔裝藥量，Kg；q——單位炸藥消耗量，kg/m3。（圖28）圖28 裝藥方法（a）集中裝藥；（b）分段裝藥通常采用集中裝藥和分段裝藥。其選擇取決于在一個鉆孔內(nèi)垂直方向巖性變化的程度。采用單排孔即發(fā)和多排孔毫秒爆破。兩者相比，前者一次爆破量少，大塊多；后者利用毫秒爆破，增加后排孔自由面，并使爆炸能量在巖體內(nèi)分布更加均勻，改善破碎質(zhì)量。二、采裝采裝工作是將巖土或被預先松碎了的煤巖，通過機械設備采挖并裝入運輸設備中，或倒卸在指定地點。廣泛得到應用的間斷式采裝設備有：單斗挖掘機、前裝機和鏟運機等。（一）單斗挖掘機單斗挖掘機按其工作裝置可分如下幾種：正鏟、反鏟、刨土鏟、拉鏟和抓斗鏟（圖29）。圖29 各種工作裝置的單斗鏟挖掘機示意圖（a）正鏟；（b）反鏟；（c）刨土鏟；（d）拉鏟；（e）抓斗鏟1）正鏟的組成正鏟由底座（行走裝置和轉(zhuǎn)向架）、機體、臂架和工作機構(gòu)（鏟斗和推壓桿）組成。2）工作規(guī)格（圖210）圖210 正鏟工作面規(guī)格挖掘半徑Rw：挖掘時由挖掘機回轉(zhuǎn)中心至鏟斗斗尖的水平距離。推壓桿最大水平伸出時的挖掘半徑為最大挖掘半徑Rwmax；鏟斗平放在站立水平面上時的挖掘半徑稱站立水平挖掘半徑Rwp。挖掘高度Hww：鏟斗齒尖距站立水平的垂直距離。推壓桿伸出最大，提到最高位置時的垂直距離稱為最大挖掘高度Rwmax卸載半徑Rx：卸載時由挖掘機回轉(zhuǎn)中心至鏟斗中心的水平距離。當推壓桿水平伸出最大時的卸載半徑稱最大卸載半徑Rxmax。卸載高度Hx：卸載時被打開的斗門下緣距站立水平的垂直距離。當推壓桿以最大伸出和提到最高位置時，斗門下緣距站立水平的垂直距離稱最大卸載高度Hxmax。下挖深度hw：鏟斗下挖時由站立水平至鏟斗齒尖的垂直距離。3）工作面及參數(shù)（見圖21圖212）圖211 松軟巖石采掘工作面（a）平裝車；（b）上裝車A正鏟的裝載方式根據(jù)運輸設備與挖掘機所在水平的關(guān)系分為平裝車和上裝車。B工作面參數(shù)主要是臺階高度h和采寬A，兩者與單斗鏟工作規(guī)格有關(guān)。不需要爆破的松軟煤巖：2/3 Hth≤Hwmax (27)式中 Ht——單斗挖掘機推壓軸高度，m；h——臺階高度，m；需要爆破的硬巖；2/3 Ht≤h≤（1～）Hwmax (28) 采掘帶寬度A和挖掘半徑、卸載半徑有關(guān)，一般為：A≤（1～）Rwp, m (29)圖212 硬巖中采掘工作面鐵道運輸時A值可以為：A≤f（Rwp+R wmax）C, m （210）式中f——挖掘規(guī)格利用系數(shù)，f=～C——鐵道中心線至臺階坡底的距離，C=2～5m4)生產(chǎn)能力目前確定單臺挖掘機的生產(chǎn)能力的方法有類比法和分析計算法。A類比法 按國內(nèi)外類似礦山挖掘機實際生產(chǎn)能力較先進值選取。B分析計算法 單斗挖掘機臺班生產(chǎn)能力為：Qw=60nVTηKm / Ks （211）式中Qw——單斗挖掘機班生產(chǎn)能力，m3/班；V——鏟斗容積，m3；n——每分鐘挖掘次數(shù) n=60/t，次/mint——一次挖掘循環(huán)時間，s；T——班工作小時數(shù)；Km——滿斗系數(shù)；Ks——松散系數(shù)。η——班工作時間利用系數(shù)液壓鏟在內(nèi)蒙古霍林河、山西平朔安太堡煤礦及云南小龍?zhí)堵短烀旱V得到應用，其他露天礦都作為采裝主要輔助設備。此設備重量輕，挖掘過程靈活平穩(wěn)，效率高，利于選采。缺點是設備制造工藝要求高，維修復雜，在嚴寒地區(qū)作業(yè)需要特備低溫油等。液壓鏟在邊遠新建礦區(qū)以及基建時期因主要是油壓動力而顯得更合適。（二）前裝機該機將采裝、短距離運輸、排棄和輔助作業(yè)集于一個設備。它靈活機動，運行速度快，緩坡作業(yè)性能好，維護費用低。前裝機多是輪胎式的，運輸距離一般不超過150m。國產(chǎn)的前裝機斗容為5m3，國外有斗容達22m3的前裝機。前裝機和斗容相同的機械鏟相比重量輕，價格便宜，操作簡單。但前裝機生產(chǎn)能力低，僅是同斗容機械鏟能力的二分之一。此設備壽命短，輪胎和燃料消耗亦很大。因此，該機多作為輔助設備配合單斗挖掘機工作，多在清理平盤、道路或排土線使用。三、運輸煤巖從工作面經(jīng)采裝設備挖掘裝入運輸設備后，煤被運往卸煤站或選煤廠，巖土被運往排土場；生產(chǎn)上所需材料等被運往指定地點。運輸工作是采裝和排卸的聯(lián)結(jié)環(huán)節(jié)，起著“紐帶”的作用，也決定著整個生產(chǎn)任務完成的好壞。我國露天煤礦中常采用的運輸方式有：準軌和窄軌鐵路運輸；公路運輸；皮帶運輸；箕斗運輸及聯(lián)合運輸。（一）鐵路運輸準軌鐵路運輸在上世紀50年代設計和建設的露天煤礦中應用較多。它適宜長距離、較大運量、采場尺寸也較大的礦山。此種運輸方式具有：運輸成本低，運輸能力大（～），設備及備件供應可靠，對煤巖硬度適應性強等優(yōu)點。此種運輸方式需在露天礦場內(nèi)及地表鋪設鐵路線路。故地形復雜的礦山由于線路難以鋪設而不能采用。此外，還有基建工程量大，投資高，建設速度慢等不足之處。1）機車常用的機車有直流與交流電力機車，內(nèi)燃機車，蒸汽機車和復合能源機車。直流電機車牽引在我國許多露天煤礦中得到應用。因其牽引性能好，功率高，牽引力大，允許的爬坡能力強，故在相同的高差條件下線路最短，司機勞動條件好，設備起動快。交流電機車除具有直流電機車的優(yōu)點外，尚有空轉(zhuǎn)穩(wěn)定性能好，粘著系數(shù)高，較直流電機車有更大的爬坡能力等。蒸汽機車適用于服務年限不長的中型露天煤礦或大型露天煤礦的基建時期，新建的露天礦山一般已不再使用，目前多用于礦山零雜作業(yè)。2）車輛準軌自翻車輛多使用鑄鋼側(cè)架式。3）鐵路線路露天礦鐵道線路按生產(chǎn)需要分為三類：A固定線路 指露天礦地面干線、站線，采場、排土場內(nèi)服務年限在3年以上的線路。B半固定線路 指采場、排土場內(nèi)移動干線和站線，平盤聯(lián)絡線等。其服務年限一般在1年以上，3年以下。C移動線路 采場工作面的采掘線和排土場內(nèi)翻車線。露天煤礦鐵路按其運量和通過的列車數(shù)分為三級（表22）。標準軌距鐵道線路由兩條內(nèi)距1435mm鋼軌組成。我國生產(chǎn)的標準鋼軌有：每米質(zhì)量60kg、50kg、45kg、43kg、38kg等。表21 鐵路等級等級列車對數(shù)/對d1重車方向年運量/MtⅠ100Ⅱ50～100～Ⅲ50鐵道線路由上部建筑和下部建筑組成。鋼軌、軌枕、道床、鋼軌扣件等為上部建筑；路基、橋涵等為下部建筑。連結(jié)不同鐵道線路的設備是道岔。分單開道岔，單式對稱道岔和復式交分道岔三種。為了提高鐵路運輸能力和保障運行安全，須將線路系統(tǒng)適當劃分成若干區(qū)間，每一個區(qū)間只允許運行一列車，相鄰區(qū)間的交界處設分界點。如露天礦的剝離站、采煤站、坑內(nèi)折返站、會讓站等。鐵路通過能力是指區(qū)間（車站）在單位時間內(nèi)所能通過的最大列車數(shù)，即對/班或?qū)?晝夜。4）