牙輪鉆機

1 國外牙輪鉆機的現(xiàn)狀及主要廠家的技術特點

國外能批量制造牙輪鉆機的國家主要是美國、俄羅斯和日本。美國設計制造的牙輪鉆機技術水平較高，性能較好，幾乎暢銷全球。

世界上主要生產牙輪鉆機的3家公司都在美國：比塞洛斯公司（BE，已被卡特彼勒并購）、英格索蘭（IR，已被阿特拉斯.科普柯公司并購）和P&H公司（已被久益國際并購）。比塞洛斯和英格索蘭公司是生產牙輪鉆機歷史悠久的公司，而P&H公司是1991年收購了加德納-丹佛公司的牙輪鉆機生產線后進入牙輪鉆機市場的。

1）比塞洛斯公司是世界最大、歷史較悠久而技術先進的牙輪鉆機制造商之一。49-R、65-R和67-R及其派生系列是該公司主要產品，代表了21世紀初的世界先進水平。其中，49-R型牙輪鉆機的特點包括：電動無鏈齒條齒輪加壓提升系統(tǒng)可保持軸壓力均勻，提高鉆進速度，延長鉆頭壽命；無鏈可反轉履帶行走系統(tǒng)可快速使鉆機定位，4 s內自動找平；高效螺桿空壓機可增大壓縮空氣量，快速排除孔底巖渣，加快鉆孔速度；由PLC管理全部鉆機功能提高了生產效率和安全性；可編程的鉆機控制系統(tǒng)可實現(xiàn)自動鉆機，提高鉆進效率。

為滿足鐵燧石中鉆孔的需要，該公司在49-R型鉆機的基礎上又研制出了更大型59-R型鉆機，軸壓力達585～630 kN，排渣風速達35.56 m/s，孔徑達406～445 mm。59-R型鉆機的履帶架、找平千斤頂、液壓系統(tǒng)、鉆架、加壓提升機構、回轉小車、主空壓機和可編程序控制等方面都較49-R型鉆機有所改進和完善，其在鐵礦鉆孔速度達28.3 m/h。

2）英格索蘭公司在礦用牙輪鉆機方面主要生產全液壓牙輪、潛孔兩用鉆機。其主要產品有DM-25、DM-45E、DM-50E、DM-H 和DM-M 等型號。其特點是全部動作由液壓驅動，整機動力則任選柴油發(fā)動機或電力。20世紀80年代初，英格索蘭公司推出DM-H型鉆機，軸壓力500 kN，孔徑為311～381 mm。采用液壓挖掘機式履帶行走裝置，由兩臺液壓馬達分別傳動兩條履帶，提高了機動性，移位作業(yè)時間由幾小時減少到幾分鐘。20世紀80年代中期到90年代陸續(xù)推出了性能不斷完善的DM-M型、DM-M2型和DM-M3型鉆機。英格索蘭公司推出的大軸壓的Pit Viper Series351型牙輪鉆機，該機型軸壓力為570 kN,排氣量為6 500m2/min,排氣壓力為0.76 MPa。

此外，英格索蘭公司研究開發(fā)的鉆機檢測系統(tǒng)（IRDMS），能使操作者從控制臺監(jiān)視鉆進速度、孔深、總進尺以及已鉆出的孔數(shù)等鉆進參數(shù)。同時還可以診斷出關鍵件的溫度、壓力、過濾器狀況等與機械和系統(tǒng)功能有關的故障，并能把數(shù)據(jù)傳輸給鉆機外的計算機，或者與礦山無線系統(tǒng)聯(lián)網。

3）P&H公司牙輪鉆機系列包括3種型號：

P&H70A型，其軸壓力為408 kN，最大孔徑達311 mm；

P&H100B型，軸壓力為590 kN，最大孔徑達445 mm；

P&H120A型，軸壓力為680 kN，最大孔徑達559 mm。

所有P&H 鉆機均裝備以PLC 為基礎的控制系統(tǒng)，把鉆機上的全部控制和顯示功能集合到一體?？煽刂沏@機的自動鉆進、水平找平、主壓縮空氣供應、自動潤滑、液壓系統(tǒng)和馬達動作、回轉速度和傳動、提升運動和傳動以及行走運動等工作；同時，監(jiān)測鉆機的液壓和空氣過濾器、鉆進深度和鉆進速度、作業(yè)參數(shù)以及各種傳動中的任何故障，壓縮空氣和油的臨界溫度、PLC的輸入和輸出狀態(tài)等全部信息都能在駕駛室的計算機上顯示。

2 國內牙輪鉆機的現(xiàn)狀及主要廠家的技術特點

我國從20世紀60年代起開始研制牙輪鉆機，經過多次改良和淘汰，還在生產和使用的有KY和YZ兩大系列12種型號。主要研制單位有：洛陽礦山機械工程設計研究院、南昌凱馬有限公司和中鋼衡重公司等。

國產牙輪鉆機已達到美國20世紀90年代初的技術水平，但在整體性能上與國外當今的同類產品差距很大，具體體品牌單一，表現(xiàn)為動力單一，功能單一，結構形式單一，傳動方式落后等。

1）南京凱馬KY系列牙輪鉆機，全部配套件均立足國內，因而制造成本相對低廉，主要有KY-250型和KY-310型及其派生產品。洛礦院和南昌海馬合作開發(fā)的KY-250A型鉆機在寶鋼白云鄂博鐵礦f16～f20的礦巖上穿孔，日穿孔效率為128～199.5 m/臺·日，最高為644 m/臺·日，超過了比塞洛斯公司45-R在該礦日最高進尺570 m的紀錄，并獲得國家科技進步特等獎，國家金質獎。

KY-310 型鉆機軸壓0～490 kN，鉆進速度0～4.5 m/min，爬坡能力為12 °，行走速度0～0.78 km/h。鉆機采用了交流變頻電機驅動，頂部回轉，減速機—封閉鏈條—齒輪齒條連續(xù)加壓，高鉆架，電動、氣動、液壓聯(lián)合操縱，壓氣排渣工作機構，可在f ≥5的各種礦巖上穿鑿310 mm、孔深為18 m的爆破炮孔。

2）中鋼衡重公司主要生產YZ-35型和YZ-5型及其派生產品。YZ-35型鉆機也是獲得國家金質獎的產品，性能超過比塞洛斯公司的45-R。YZ-55型鉆機是我國生產的最大型號的牙輪鉆機，YZ-55A已應用于首鋼秘魯鐵礦。

為增大鉆頭的推進力度，YZ-55型鉆機在回轉系統(tǒng)和主傳動機構設計了3個交流變頻電機，以滿足提高電壓和頻率的需要，這一設計在國內尚屬首創(chuàng)。此外，中鋼衡重還在YZ-55型牙輪機上應用了可編程控制器PLC、人機界面HMI技術，改進了空壓機并將機棚與駕駛室分離等，增強了整機的防腐防銹功能 。

1933年，比塞洛斯進入鉆機市場；1952 年，比塞洛斯生產了第一臺商業(yè)認可的電動型牙輪鉆機；1945年，俄羅斯重型機械聯(lián)合公司（即烏拉爾機械）開始制造重型牙輪鉆機；此后，美國的加登納-丹佛公司（簡稱G-D公司）和德雷賽工業(yè)公司馬里恩機鏟分公司也相繼開發(fā)了牙輪鉆機。在20世紀90年代初期，P-H公司也開發(fā)了牙輪鉆機；我國從20世紀60年代起開始研制牙輪鉆機，到80年代研制成功并投入市場。

一般鉆孔直徑在280～380 mm范圍內的鉆機稱為大型鉆機，牙輪鉆機主要用于露天礦山200 mm以上的炮孔鑿巖作業(yè)。

牙輪鉆機即一種鉆孔設備，多用于大型露天礦山。半個世紀以來，露天穿孔設備經歷了“磕頭鉆”、噴火鉆、沖擊（潛孔）鉆的發(fā)展，最終牙輪鉆機以鉆孔孔徑大、穿孔效率高等優(yōu)點成為大、中型露天礦普遍使用的穿孔設備 。

隨著科技的進步，牙輪鉆機也不斷地向著自動化和智能化發(fā)展，我國應該努力發(fā)展牙輪鉆機，爭取早日達到世界先進水平 。2100433B

隨著采礦業(yè)投資力度的不斷加大，大型牙輪鉆機的需求也在加大，尤其在露天煤礦。當前國內、外牙輪鉆機的發(fā)展趨勢有：

1）加大鉆孔直徑，一般認為鉆孔直徑保持在250～311 mm的范圍是合適的；

2）加大軸壓力、回轉功率和鉆機重量，實行強化鉆進；

3）采用高鉆架長鉆桿，減少鉆機的輔助作業(yè)時間；

4）使鉆機一機多用，能鉆傾斜炮孔，以滿足采礦工藝方面的要求；

5）采取措施，提高牙輪鉆頭的使用壽命；

6）發(fā)展電力傳動，采用靜態(tài)控制驅動交、直流電機；

7）改善司機的勞動條件，增加司機室的舒適程度；

8）提高鉆機的自動化水平，全面提高鉆機的經濟效益；

9）采用PLC-視屏系統(tǒng)，可隨時向司機提供運轉的各種性能參數(shù)。

第1篇鉆孔機械

第1章鑿巖機2

11概述2

12鑿巖釬具4

13氣動鑿巖機9

14氣動鑿巖機的使用維修與故障排除24

15液壓鑿巖機30第2章鑿巖鉆車44

21鑿研鉆車的應用與分類44

22掘進鉆車的結構45

23采礦鉆車的結構57

24鉆車的使用維修與故障排除65

第3章牙輪鉆機6931概述69

32牙輪鉆機的結構與故障排除71

33牙輪鉆機工作參數(shù)計算79

第4章潛孔鉆機82

41概述82

42潛孔鉆機的結構83

43潛孔鉆機的工作參數(shù)計算96

44潛孔鉆機的使用維修與故障排除99

第2篇裝載機械

第5章裝載機106

51概述106

52裝載機的結構108

53輪式裝載機的總體參數(shù)設計與計算118

54裝載機的使用維修與故障排除124

55裝巖機129第6章單斗挖掘機13661概述136

62機械式單斗挖掘機137

63機械單斗挖掘機的使用維修與故障排除149

64液壓挖掘機155

第3篇礦山運輸與礦井提升機械

第7章礦山運輸機械174

71礦用重型自卸汽車174

72準軌電力機車194第8章帶式輸送機206

81概述206

82帶式輸送機的結構207

83帶式輸送機的使用維修與故障排除220

第9章礦井提升設備222

91概述222

92礦井提升設備的結構224

93礦井提升設備的使用維修與故障排除244

第4篇礦山供排水、壓氣與通風除塵設備

第10章礦山排水設備252

101概述252

102離心式水泵的結構254

103排水設備的選擇計算261

104水泵的使用維修與故障排除265

第11章礦井通風設備269

111概述269

112通風機的結構272

113通風機的選型與布置276

114通風機的使用維修與故障排除280

第12章礦山壓氣設備287

121概述287

122活塞式空壓機的結構與調節(jié)289

123空壓機的主要技術參數(shù)計算296

124壓氣設備的故障診斷與維修299

參考文獻305

1 鑿巖機具與施工技術1.1 潛孔鉆機及鉆具

1.1.1 概述

1.1.2 潛孔鉆機分類

1.1.3 潛孔鉆機的機械結構

1.1.4 潛孔鉆具

1.1.5 潛孔鉆機的鉆孔施工技術

1.2 牙輪鉆機及鉆具

1.2.1 概述

1.2.2 牙輪鉆機的類型、結構和工作原理

1.2.3 牙輪鉆機的選型及使用維護

2 常用爆破器材

2.1 常用工業(yè)炸藥

2.1.1 銨梯炸藥

2.1.2 銨油炸藥

2.1.3 乳化炸藥

2.2 工業(yè)雷管

2.2.1 火雷管

2.2.2 電雷管

2.2.3 塑料導爆管雷管

2.3 爆破儀表與起爆藥柱

2.3.1 爆破儀表

2.3.2 爆破電表

2.3.3 起爆藥柱

2.4 爆破器材的檢驗與銷毀

2.4.1 爆破器材的檢驗

2.4.2 爆破器材的銷毀

3 起爆方法

3.1 電力起爆法

3.1.1 電雷管灼熱原理和主要參數(shù)

3.1.2 電爆網路的設計和計算

3.1.3 電爆網路各組成部分選擇

3.1.4 電爆網路的測量儀表

3.1.5 電起爆法的特點和適用條件

3.1.6 電爆網路的施工技術

3.2 非電起爆法

3.2.1 火雷管起爆法

3.2.2 導爆索起爆法

3.2.3 導爆管起爆法

3.2.4 導爆管起爆網路的施工技術

3.3 混合起爆法

3.4 其他起爆方法

3.4.1 電磁波起爆法

3.4.2 水下聲波起爆法

3.4.3 高能電磁感應起爆法

4 露天臺階中深孔爆破

4.1 露天開采概述

4.1.1 露天開采的特點及現(xiàn)狀

4.1.2 地質條件對爆破的影響

4.2 地質條件

4.2.1 地質條件對爆破的影響

4.2.2 地質條件對邊坡的影響

4.3 露天臺階爆破

4.3.1 露天小臺階爆破

4.3.2 露天深孔臺階爆破

4.4 光面爆破和預裂爆破

4.4.1 光面爆破

4.4.2 預裂爆破

4.5 爆破施工的現(xiàn)場管理

4.5.1 爆破器材的現(xiàn)場管理

4.5.2 施工質量管理與控制

4.5.3 裝藥、填塞與爆破的基本規(guī)定

4.5.4 爆破警戒與信號

4.5.5 爆后檢查

4.6 爆破效果的評價

4.6.1 評價爆破產了壞的標準

4.6.2 爆破工程的主要技術經濟指標

4.6.3 影響爆破作用的客觀因素

5 爆破安全技術和環(huán)境保護

6 爆破工和事故案例選編

參考文獻2100433B