露天开采工艺

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1、第五章露天开采工艺露天开采四个工艺穿孔爆破铲装与运输排岩第一节穿孔作业一、穿孔方法与穿孔设备穿孔方法：热力破碎穿孔和机械破碎穿孔两种方法。穿孔设备：火钻、钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻、凿岩台车。目前主要应用设备：牙轮钻、潜孔钻、凿岩台车。二、牙轮钻机目前，80%的露天金属矿山使用牙轮钻机穿孔。牙轮钻机的优点：穿孔作业效率高、作业成本低、机械化程度高、适用于各种硬度的矿岩中穿孔。（一）牙轮钻机的工作原理牙轮钻机如图所示，它是通过钻机的回转和推压机构使钻杆带动钻头连续转动，同时对钻头施加轴向压力，以回转动压和强大的静压使与钻头接触的岩石粉碎破坏。

2、同时通过钻杆与钻头中的风孔向孔底注入压缩空气，利用压缩空气将空地岩粉吹出孔外，从而形成炮孔。（二）牙轮钻机的钻具牙轮钻机的钻具包括：钻杆、稳杆器、减震器和牙轮钻头。如图18-2钻杆长度一般为9.2或9.9m。稳杆器可减小钻杆摆动，防止钻孔偏斜。钻头是直接破碎岩石的工作部件。如图18-3和18-4所示。（三）牙轮钻机的工作参数牙轮钻机的主要工作参数：钻压、钻具转速、排渣风量与风压。合理使用这些参数可以提高凿岩效率延长钻头寿命。1、钻压：根据实践经验总结出不同矿岩硬度系数选取不同的钻压，如表18-2。(10~40t)f直径190mm直径250mm

3、直径310mm81012.315.91012.215.519.91214.619.023.81417.621.627.81619.524.931.8182228.035.72024.331.239.7tooth钻压超过岩石的抗压强度，岩石被压碎，此时，钻孔速度快，钻头寿命长。2、钻速与钻具的转速：如图18-5。在不同的轴压下钻头钻进速度V与钻具转速n的关系。由图可见，转速达到一定值后，钻进速度不增反而减小。原因：转速快，齿轮与孔底岩石的作用时间短（小于0.03秒）未能充分发挥齿对岩石的破坏作用，且加速了钻杆的震动和钻头磨损。根据经验，得出表1

4、8-3的最佳转速。钻机类型轻型钻机中型钻机重型钻机岩石硬度系数F<8F=10~14F=15~20转速r/min80~12060~10050~803、排渣风速与风量：经验表明：排渣风量不足时，岩渣在孔底被反复破碎，将显著地降低钻进速度和钻头寿命；另一方面，排渣风量过大，从孔底吹出的岩渣对钻头和钻杆的磨损作用也将显著增大。drilling视频排渣风量Q:D—钻孔直径；md—钻杆直径；mVH—回风速度；m/minQ—排渣风量，m3/min。为了便于排渣，(D-d)应大于20mm。目前，国内外度趋向于加大排渣风量，借以提高钻头的使用寿命和钻孔速度。当

5、炮孔直径为310mm时，钻杆直径为270mm,要求的排渣风速为20m/s，排渣风量为4m3/s。（四）牙轮钻机的生产能力即台班生产能力和台年综合生产能力1、牙轮钻机的台班生产能力即每台牙轮钻机每一班工时内钻进的米数。Vb=0.6vTbηVb—牙轮钻机台班生产能力，米/台班v—牙轮钻机的钻进速度，cm/min,Tb—班工作时间，h,η—班工作时间利用系数，0.4~0.5经验公式，v=3.75Pn/(9800Df)=3.75×400000×150/(9.8×1000×25×12)=76cm/min=0.76m/min=45.6m/hrP——轴压，

6、N,n——钻速，m/min,D——直径，cm；f——普氏系数矿山矿岩穿孔单台平均综合效率（m/年）矿岩硬度系数f1994年1995年1996年南芬露天矿8~18317802868834320水厂铁矿8~14358773170535220歪头山铁矿12~15260572717229352齐大山铁矿12~183073824012231602、钻机的台年综合生产能力（23000~33000m/a）由于管理和钻机本身故障引起的停机原因，牙轮钻机的年综合生产能力，如表18-4。（五）牙轮钻机的需求数量钻机数量取决于矿山的设计年采剥总量、钻机的设计年综合

7、生产能力与每米炮孔的爆破量。N——所需要的钻机数量，台，Q——矿山设计年采剥总量，t/a,L——每台牙轮钻机的年穿孔效率，m/a,q——每米炮孔的爆破量，t/m,（D=250mm,q=90~130t/m)e——废孔率，%。（六）提高牙轮钻机的穿孔效率一方面改进牙轮钻机本身的技术性能，提高钻头的工作强度与使用寿命，另一方面，在牙轮钻机作业过程中，合理配置好各种参数，协调生产组织管理，提高钻机的工作时间利用系数。目前，两种工作制度：（1）高轴压（30~60t），低转速(150r/min)（2）低轴压（10~20t），高转速(300r/min)应该

8、从中寻找到合理的轴压和转速。根据经验,HY-250c型和KY-310型钻机的轴压分别为32t和45t,转速分别为100r/min以内比较合适。三、潜孔钻机潜孔钻机适