煤矿用冲击式液压凿岩机钻孔速率研究.pdf

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1、煤矿用冲击式液压凿岩机钻孔速率研究靳永飞石家庄煤矿机械有限责任公司河北石家庄050031【摘要l本文论述了冲击式液压凿岩机的四种分解功能对钻孔速率凿岩引起的岩石破碎是由于形成不均匀的应力场。应力场是钎头的影响，以及如何结合岩石的可钴性和可凿性给出最佳分解参数，从理论产生的集中载荷造成的。岩石性能随材料中发生的应力水平而改变。上分析了他们与整机钻孔速率的关系，并提出了如何提高液压凿岩机钻孔在紧靠钎头的地方岩石被碎成细粉，在破碎带周围形成一个断裂速率。带，裂纹由两个带之间的边界开始出现。当一些裂纹达到岩石的自由表【关键词J液压凿岩机；岩石；可钻性；可凿性；钻孔速率面

2、时就出现碎裂。当大裂纹延伸到表面时，将阻止材料内部的一些裂纹扩展。与钎头相邻的岩石发生变形，目的是消除钎头下的应力，使应力近十年来，煤矿上岩巷掘进作业机械化程度越来越高，随着在高压带中变得均匀。在这个带中破碎的产物是细粉。如果它们来自断CMJ2_I27煤矿用全液压掘进钻车和CMZY2—15o／2O煤矿用钻装机组的裂带粒度更粗。逐渐推广和普及，如何合理的提高液压凿岩机的钻孔速率成为我们关不同粒度细粉相对量以及他们的细度是凿岩过程中能量消耗参注的焦点。就此，我们结合实际使用情况进行了研究。数。如果粒度保持相同，贝Ⅱ达到了最高效率，在这种情况下细粉与岩石一总破碎量的比

3、值达到最小，岩石破碎效率的进一步改善可以靠控制钎．冲击式液压凿岩机主要参数液压凿岩机主要由四种功能组合而成：冲击、进给、回转，冲洗。头上的载荷(进给力)和钎头的几何形状来实现。1．冲击功能=．岩石的可钻性和可凿性凿岩机所产生的能量借助于机器中的活塞通过钎杆和钎头传递给岩石可钻．陛是指钻进靠回转扭矩和推进压力在岩石中钻孔所得的岩石。在冲击式凿岩中，活塞加速到一定速度来冲击钎尾，冲击能量以穿透速度。而可凿性是指用回转一冲击式凿岩机加推进压力而穿凿炮孔应力波的形式传给钎杆。当应力波传到钎头时，能量以钎头作用的形式所得的穿透速度。对粘性和韧性的岩石采用回转钻机钻孔，而对

4、脆性岩传给岩石使之破碎。应力波的形状及能量的传递将直接影响其凿孔速石采用回转冲击式凿孔会得到更理想的效果。度。冲击能量及冲击频率共同构成冲击输出功率，其影响穿透速度的函不同的岩石对不同的凿岩机来讲效果是不相同的，当衡量穿透能数关系见图1。力时应选用相同的条件，其值才有可比性。在很轻的冲击下岩石不会变化，随着岩石的开裂，冲击能量的增加将使岩石破裂加剧。如达到某一点后(和岩石性能有关)，由于钻进前方的破碎岩石起到了衬垫作用，冲暖击能量即使增加，钻进效果也不会有明显的提高，因此对不同的岩石应嘲朴对液压凿岩机的单次冲击能进行调节，同时应冲洗孔底粉屑才会使凿岩机的冲击能不

5、被浪费。如果进给量适当，一定量的冲击能可以最大限度的破碎岩石。岩石钻进中除了岩石的抗压强度外，岩石的脆性和韧性对钻进速度也有明显的影响，因此进给力和冲击能量需要调节以满足最佳绐进力缭进力不同岩石的凿岩情况。液压凿岩机在使用过程中由于钻孔速率快，凿岩图1穿透速度与冲击输出能量的关系图2穿透速度与进给力的函数关系中的变化情况大致如下：在炮孔冲洗和进给正常的情况下，钻进速度取2．进给功能决于每次冲击的有效钻进量和单位时间内的冲击次数。推进进给有两个作用，一是对凿岩时推动钎杆在岩石中钻进时支坚硬和韧性的岩石使钻进减慢，因而导致卡钻或钎杆断裂和钎头承和推进作用，二是退回，

6、当钻孔完成后退出钎杆。最佳推进力随岩石损害，韧性的岩石极易使钎具磨损。岩石裂隙能夹持钎头沿裂缝方向钻的性质，钎头的尺寸型式而变化。给进力和穿透速度的关系见图2。进而使炮孔偏斜，钎杆跳动，使钻机发生震动。而软岩通常对冲洗炮孔当进给力不足时将发生下列影响：造成障碍。因此对凿岩工人来讲了解所开凿的巷道岩石地质状况可避免a．当凿岩机活塞冲击钎杆时，凿岩机不在应有位置，因而钎头有时凿岩中出现的故障或加以预防，减少不应有的损失。硬岩或极硬岩要求不能抵住岩石，只有一小部分能量破碎岩石，而另一部分被消耗掉，影有大冲击力和大扭矩的钻机以及耐磨性好的钎具。响穿透速度。火成岩虽然坚硬

7、，但由于它的整块性，并且可能出现裂隙不多或又b．由于能量传递不良使钎尾钎杆螺纹严重磨损，连结松脱，能量变未风化，凿岩穿孔还是比较容易，虽然进尺可能会慢些，但很少有故障，成热能使钎具损耗加快。总的来讲也能得到满意的效果，但钻具损耗较快。c．由于钎具不到位，回转几乎无阻力的空转，扭力ted,，强张力波石灰石的硬度变化于白垩和石碳纪石灰石之间，不存在钻具磨损和多种负荷使钎具发生应变产生变形。的问题。在硬石灰石中钻孔，一般的冲击式凿岩机都能胜任，而硬石灰d．使镶珠和镶片很快磨损，甚至会造成脱落。岩多用回转式的。砂岩耐磨性强，在正常的情况下使用冲击式凿岩机，当推进进给力过

8、大时会造成下列不良影响：