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1、怎样选择凿岩钻机摘要叙述了在表层采矿作业中如何选择牙轮钻机、潜孔钻机和凿岩机进行钻孔作业以及由此而造成的钻孔成本差异。叙词牙轮钻机凿岩机潜孔钻机钻孔速度设备选用在采矿和采石作业中,钻孔爆破一般是具,这些金矿通常是那些炮孔密集的开采期先于其他作业进行的,是采掘环节中的重要短、台阶高度小于7.5m的矿山。结合矿石品一环。工作效率是头等重要的。在大型露天位取样和钻孔工作,也导致需要较小直径的矿中,牙轮钻机居于主导地位,而对于钻凿炮孔,尽管许多这类矿山要移动大块岩石。金炮孔直径小于152～228mm的金矿和采
2、石矿所用炮孔直径一般为171～222mm,这与场,已经采用潜孔钻机(DTH)作为钻孔设许多铁矿、铜矿和煤矿的炮孔大不相同。备。另一个重要趋势是采用监控系统进行钻表层采矿中有使用牙轮钻机的趋势,其孔,这可以对钻机工况进行记录和回顾检查。原因是牙轮钻机具备钻凿许多矿山所要求的这样可较好地预测钻孔速度,从而更好地安较大炮孔的能力。由于高品位矿藏日益枯竭,排钻孔工作;另外,可以利用这些信息根据露天矿不得不处理较大颗粒的矿石和废渣。所碰到的地质结构来优化装药量。还可以使为节约这方面的费用,必须在各个方面(包用具
3、有卫星导航、全球定位系统(GPS)的设括钻孔和爆破)降低成本。在过去20年中,备改善钻孔定位工作。与此类似,引进技术许多露天矿已采用大炮孔方法,一方面借助熟练的钻孔专家这个趋势也对本领域工作产于较好的爆破技术,另一方面是使用较好的生了影响,因为这可以降低前期投资成本以钻头(特别是使用硬质合金三牙轮钻头)。及矿山开采期结束时的维护成本,这对于金但是过去10年来露天金矿工业发展迅矿或采石场这类开采期短的矿山是非常重要速,其趋势是上述使用牙轮钻趋势的例外情的。况。在采金业中,诸如矿石品位取样和地质统计学这些
4、技术是起决定作用的。矿石取样1回转式钻机一般要求炮孔间距为4.5～5.5m。同时,采用较浅炮孔也可很容易地对矿石品位进行精牙轮钻机在大型煤矿开采业中居主导地确预测,因此,在金矿中已流行使用6m的台位,但也用于许多其他矿石的开采。这类钻阶高度。机的钻孔直径范围大,一般在178～381mm与表层采矿相比,凿岩机在地下采矿中之间,有时可达432mm。主要性能包括回转使用更普遍,而且也用于采石场中,后者的功率、轴推力及耗气量,因为这些因素基本特点是趋于炮孔直径小于127mm,台阶高度上决定了钻孔速度这个最重要
5、的指标。小于12m。某些金矿使用凿岩机作为钻孔工对于硬岩,牙轮钻机通过滚压和破碎作50凿岩机械气动工具,1997(4)用从孔底排除岩屑,这要求钻头能承受较高表1不同岩石强度的岩石系数推荐值的轴推力。但是,与软岩中钻孔相比,牙轮单轴抗压强度钻孔岩石系数岩石钻在硬岩上钻孔的转速要适当,而在软岩钻(MPa)(RF)孔时可用较小的轴推力和较高的转速。钻头极硬>20784.5在软岩中钻孔时更多靠犁刨和剥离作用。钻硬岩103～207104.0头特点是球齿或合金片较长,并装有牙轮使中硬69～103123.5其转轴不
6、与钻头中心线一致。软岩34～69158.0由于牙轮钻机在露天矿的使用日益广极软7～34224.0极弱<7323.5泛,对于工程而言能够预测这类钻机的性能就更显重要了。对铁矿开采进行的详细研究表明,只要2回转功率能够精确地确定出岩石的单轴抗压强度,则可在钻孔速度与岩石强度间建立一定关系。钻头旋转时,每排钻齿依次与孔底接触。另外,这些研究证实了钻孔速度与轴推力和因此,转速增大时,钻齿与孔底接触的次数转速成线性关系,其结果可用下式表示:也增多,从而使钻孔速度增大。回转功率正Wnv=(84.5-28logc
7、)××比于转速,而扭矩与转速和轴推力有关,可17.6按下面经验公式计算:式中v——钻孔速度,m/h1.5M=k·n·D·Wc——单轴抗拉强度,MPa式中k——常数n——转速,r/minWD——钻头直径,mm——轴推力,kg/mmW——作用于钻头的总轴推力,4这个关系式经多年验证是可靠的,只是N×10它是基于较硬铁矿的研究而建立的。对于较k值随岩石类型而变,在软岩中k值较软岩石,用这个公式得到的钻孔速度比实际大,因为对于同样轴推力在软岩中钻齿有较-6钻孔速度要低很多,而且当岩石抗压强度小大的钻孔速
8、度,k值范围为18×10(对于软-6于69MPa时,误差很大。据认为,这是由于岩)到5×10(对于极硬岩石)。由于钻孔钻齿随岩石强度的降低岩石断裂性质变化所速度与轴推力和转速呈线性关系,显而易见,致。但是无论岩层结构如何,钻孔速度与轴当功率不足时效率则降低。在钻孔作业中,即推力和转速仍然保持线性关系。对于不同的使炮孔中碰到不同的岩层,功率也保持相对岩层结构必须采用不同的岩石系数,表1给恒定。这是因为,此时轴推力和转速也是变出了除上述84.5以外、对于不同
