潜孔钻机选型

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露天矿潜孔钻机设备选型

已知条件:

（1）南露天煤矿2013年全年生产1780万吨原煤，煤的密度为1.48，硬度f≥5。

（2）年剥离废岩8400㎡万，岩的综合硬度 f =6~8

（3）全年爆破 煤的孔径：150mm,岩石孔径：262mm

（4）正常作业天数300天，以三班循环作业。

要求:

（1）分别计算两种孔径的台班效率 m/台·班

（2）计算所需钻机的数量（四舍五入）

（3）通过查资料列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表）

参考项目：

（1）岩石的类型

（2）全年穿爆量

（3）穿爆参数

（4）参考同类型矿山的设备经验

（5）查找厂家提供的设备技术规格及工作参数

（6）要求维护方便

一．钻具结构的选择

1.钻头的选择

选择的依据：

（1）硬岩的凿岩比功较大，钻头又是直接和岩石接触的部位，要求钻头体和柱齿具有较高的强度，因此，钻头的排粉槽不宜过多，一般选双翼型钻头。同时，钻头合金齿最好选球齿，且球齿的外露高度不宜过大。

（2）在软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣大，要求钻头有较强排渣能力，最好三翼型或者四翼型钻头，合金齿可选用弹齿或者楔齿。

（3）在节理比较发育的破碎带中钻进时最好选用导向性好的中间凹形或者中间突出型。

（4）在含黏土的岩层中钻进时，中间排渣孔易被堵死，所以最好选用侧排渣钻头。

（5）在韧性好的岩石中钻孔时，最好选用楔形齿钻头。

2.钻杆的选择

（1）增大孔径-传爆效率高

（2）环形截面积 宽10-25mm,排渣效率高；

3.冲击器选型

冲击器的选择必须依据工作气压、钻孔尺寸和岩性特征等参数。

（1）依据工作气压等级合理选相应等级的冲击器。

（2）根据钻孔直径选相应型号冲击器。

（3）根据岩性选相应冲击器。建议软岩使用高频低能型冲击器，硬岩使用高 .

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能低频冲击器。

4.钻机预选

根据以上钻具的选择以及已知条件可以预选煤孔钻机为KQ-150,岩孔钻机为KQ-250

二．钻机的工作参数合理的匹配

表1 潜孔钻机主要技术规格和性能参数

机型

KQ—150

KQ—250

孔径（mm） 150-170 230-250

垂直孔深（m） 17.5 16

孔向（°） 60,75,90 90

钻杆直径（mm） 133 194-219

钻具回转转数（r/min） 21.7,29.2,42.9 22.3

钻具回转扭矩（N·m） 2906,2447,2141 9427.6

轴压力（KN） 0～5.8 0～29.4

钻具提升速度（m/min） 16 12～16

孔底有效提力（KN） 24.5 98

辅助提升力（N） 4900 19600

工作压力（MP） 0.49～0.69 0.49～0.69

除尘方式 干或湿式 干或湿式

行走方式 电动履带 电动履带

钻机重量（t） 14 45

表2 KQ—150的冲击器HDH360性能参数

型号

HDH360

钻孔直径（mm） 152,165

总长（mm） 1450

外径（mm） 136

重量（kg） 126

耗风量（m3/min） 8.5—25

冲击功（J） 820

冲击频率（次/分） 820—1475

与钻杆连接方式 内AP13—1/2′′

风压（kg/） 7—21 .

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可配钻头 DHD360—19A，DHD360—19B

表3 KQ—250的冲击器CWG200性能参数

型号

CWG200

钻孔直径（mm） 204,254

总长（mm） 1734

外径（mm） 180

重量（kg） 277

耗风量（m3/min） 12—31

冲击功（J） 1560

冲击频率（次/分） 860—1510

与钻杆连接方式 内AP14—1/2′′

风压（kg/） 7—21

可配钻头 CWG200—19A，CWG200—19B

1.转速

（1）要求：保证钻头每次冲击后进入新的工作面，不至于干磨钻头

（2）合理的与钻头的工作参数有关。

95.0~78.06500Dn

式中 D----钻孔直径，mm。

2.扭矩

（1）要求：能够使钻头克服孔低的摩擦与剪切阻力，孔壁的阻力防止卡钻

（2）扭矩与孔深。岩性﹑孔径 ﹑硬度和节理发育程度成正比。

5.82DkMm

式中 mk ----转矩系数，0.8~1.2，一般取1。

3.轴压力

（1）要求：保证钻头始终与新面强行接触，不产生磨损。

（2）轴压力是钻具推进力与重量之和。

fPH)5.3~3(

4.冲击功 A(J)

A=2.54×102D78.1

5.排渣风量 Q（min/3m）

10007.4104)(60622ρπbdDkQ .

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式中 b----岩渣的最大粒度，mm；

ρ----岩石密度，3/mkg；

k-----漏风系数，取k=1.1~1.5；取1.3

d--------钻杆外径，mm。

根据以上经验公式可以计算出钻出该大小的孔所需的钻机的工作参数

表4 潜孔钻机工作参数

钻孔 转速/r·min-1 转矩/N·m-1 轴压力/KN 冲击功/J 排查风量/m³·min-1

KQ-150 19-36 2118-3176 ≧15 190 6.77

KQ-250 12-21 6461-9691 18-28 512

29.7

根据计算的出的数据与钻机规格参数以及冲击器性能参数对比，可知所选钻机基本符合实际

三．选型计算

1.钻机效率

潜孔钻机的生产能力，采用计算法选取。潜孔钻机的台班生产能力Vb(m)和钻进速度v(cm/min) 分别按式（ 1-1 ）和式（ 1-2 ）计算：

η6.0bbvTV （ 1-1）

aDkEnvz2π4×k′ （ 1-2 ）

式中 v——钻机钻进速度 cm/min

bT——钻机班时间，min

η-----钻机台班利用系数。取0.8

E——冲击功，J

Nz——冲击频率，min1

k——冲击能利用系数，取0.6～0.8

D——钻孔直径，cm

a——矿岩的凿碎比功，J/cm3

k′——修正系数，取3—7.5 .

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E、zn由钻机性能表可以查得，凿碎比功a可按下表选取

表5

矿岩硬度f 硬度级别 软硬程度 凿碎比功值 3/()Jcm

<3 Ⅰ 极软 < 20×9.8

3-6 Ⅱ 软 (20-30)×9.8

6-8 Ⅲ 中等 （30-40）×9.8

8-10 Ⅳ 中硬 （40-50）×9.8

10-15 Ⅴ 硬 （50-60）×9.8

15-20 Ⅵ 很硬

（60-70）×9.8

15-20 Ⅶ 极硬 > 70×9.8

v1=5.8925154.13.80100082042cm/min≈75.8cm/min

v2=5.89352.264.13.801300156042cm/min≈43.9cm/min

Vb1=0.6×0.758×60×8×0.8≈174.6m/台·班

Vb2=0.6×0.439×60×8×0.8≈101.1m/台·班

2.钻机数量的确定

钻机数量N（台） 按式（1-3）计算：

)1(eqpQN （1—3）

式中 Q——设计的矿山规模，t/a

P——钻机台年穿孔效率，m/a

q——每米炮孔爆破量，t/m，煤取33，岩取35

e--------废孔率，%

N1=)05.01(30036.17438.133108.176≈2.6台 取3台

N2=)05.01(30031.10138.13510846≈20.01台 取20台

四 论文

浅谈露天矿邻近最终边坡的爆破技术和减震措施

郭振春 .

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摘 要: 随着我国金属非金属露天矿山开采技术的不断发展， 生产规模不断增加，开采深度越来越大，服务年限也越来越长。但大中型矿山最终边坡的稳定性，是露天矿山安全生产的关键， 而邻近最终边坡的爆破对其破坏较大。根据目前国内露天矿邻近最终边坡的爆破情况，从预裂爆破 、光面爆破等控制爆破的角度，分析了微差爆破技术 、穿孔爆破参数 、装药结构及装药量等减震技术措施，以减少爆破震动对最终边坡的破坏，提高露天矿最终边坡的稳定性 。

关键词: 露天开采; 邻近边坡; 控制爆破; 减震措施

随着我国露天开采技术的不断发展,大型及特大型露天矿山在黑色、有色及建材行业不断出现,而且开采深度越来越大。对于大中型露天矿山。一次爆破装药量可能达到几十吨，甚至几百吨。这些爆破都会产生爆破效应，给边坡岩体的稳定性带来一定的影响， 特别是邻近边坡的爆破， 对最终边坡的形成和稳定有重要影响 。

通过分析和探讨邻近最终边坡的控制爆破技术，采取减震措施，以便最大限度地减少爆破震动对边坡稳定性的影响 。

1 控制爆破技术

露天矿邻近最终边坡的常用控制爆破技术主要有预裂爆破、光面爆破两类 。

1．1 预裂爆破

预裂爆破是邻近边坡爆破的最有效的控制爆破技术。其特点是预裂孔内采用不耦合装药形式，装入少量炸药; 预裂孔预先起爆或通过微差技术使预裂孔先于主爆破孔起爆，以形成裂缝，隔断生产爆破对边坡的影响 。