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地下采矿凿岩机械的分类和应用

  在我国矿山开采设备的研究方面。目前我国矿山生产使用的设备很多都是粗放型的。有些是模仿测绘国外产品,未掌握核心技术。以中南大学、北京科技大学等为主的高校及相关科研院所对凿岩机械的发展提供了技术上的支持。中南大学在纯国产化液压凿岩设备研制中成果比较突出。CGJ2Y 钻车、KZL120 型露天液压钻车、YYG250 重 型 液 压 凿 岩 机、CGJS-2YB 铁路隧道半断面钻车都是由中南大学研制的。这些成果在机构上有创新,而且形成了有特色的理论研究和设计方法。湖南山河智能机械股份有限公司与中南大学智能机械研究所立项开发 SWDA165 高性能一体化液压潜孔钻机,填补我国空白,产品性能达到国际领先水平。我国几家凿岩机械制造企业为我国钻凿设备发展做出了一定的努力。但这些相对于国外的凿岩机械的发展还是有很大的差距的。我国凿岩设备产品与进口产品相比还存在热平衡、油温过高、可靠性等问题。在使用保养与维护意识等方面也需要提高。但是进口设备产品价格昂贵,备品、备件供货周期长。总之,我国凿岩设备随着设计的加强完善,加上精益制造,未来市场发展的潜力还是很好的。在我国矿山凿岩设备的使用方面,矿山凿岩设备的使用情况并不理想。大部分矿山规模小,开采机械化水平低,设备技术水平落后,生产效率低,安全性差。一些中小型矿山因经济条件的制约,仍然使用很多年以前的陈旧设备,效率低、能耗高、可靠性差、环境污染严重。另外,仍有很多小矿山还在采用人工打手风镐钻孔的作业方式。这种方式噪音高、对环境造成污染;钻孔直径小、深度浅,作业效率低。对于操作人员的伤害也是非常大的。他们经常日晒雨淋,易得白指病;由于操作的流程中粉尘大,易得矽肺病;噪音的污染还可以损伤操作人员的听力。鉴于以上原因,有些地方也已明令禁止这种工作方式。只有少数资源条件较好、经济实力丰沛雄厚的国家重点矿山,引进了很多的国外的先进设备。

  凿岩机械根据应用的动力可大致分为气动(风动)、液压、电动、内燃、水压。按行走方式分为轨轮式、履带式和轮胎式。按用途分为掘进凿岩台车(钻车)和采矿凿岩台车。按辅助设备能分为支腿式、钻架式、台车式。凿岩机械型号应该表示出每种产品的名称、结构形式、用途和主要规格。一般由类、组、型代号与主要参数代号两部分组成,是按类、组、型分类原则编制的。凿岩机械的型号如需增添特性代号时,代号置于类、组、型代号与主要参数代号之间。第一,气动凿岩机。气动凿岩机是用压气驱动,以冲击为主,问歇回转或连续回转的一种小直径的凿岩设备。气动凿岩机在铁路、公路、水电建设和国防施工中是不可缺少的重要施工机具。按照支撑方式可大致分为手持式凿岩机、气腿式凿岩机、上向式(伸缩式)凿岩机、导轨式凿岩机。第二,液压凿岩机。按其配油方式可分为有阀型和无阀型。液压凿岩机主要由冲击机构、转钎机构、钎尾反弹吸收装置和机头部分所组成。第三,掘进凿岩台车。掘进钻车大多数都用在地下矿山巷道、铁路与公路隧道、水工涵洞等地下掘进工程。掘进凿岩台车的机构最重要的包含推进器、钻臂、操作台、动力系统和行走底盘。第四,采矿台车。是为回采落矿而进行钻凿炮孔的设备,也称钻车。钻车的基本动作有钻车的行走、炮孔的定位和方向、推进器的补偿运动、凿岩机的推进、凿岩钻孔。除了以上五种基本运动外,尚有钻车的调水平、稳车、接卸钻杆、夹持钻杆、集尘等辅助动作。钻车必须要具备的机构有底盘、工作机构、凿岩机与钻具。第五,潜孔钻机。潜孔钻机分露天和地下两大类。露天潜孔钻机分轻型、中型和重型。潜孔钻机将冲击机构(冲击器)独立出来,潜入孔底,钻头直接安装在冲击器上,不用通过钻杆传递冲击能,因而减少了冲击能的损失。

  国外潜孔凿岩始于1932年,首先使用于地下矿山钻凿深孔。到20世纪70年代,潜孔钻机大范围的使用在采矿、采石、水电、交通、斟探、锚固等施工作业。液压凿岩机械问世以来,高效率凿岩机械进入了快速发展阶段。在经济技术比较好的国家,矿山都已大量采取了液压凿岩机械。由于受到技术条件的限制这在我国尚未普及。1980年长沙矿冶研究院、株洲东方工具厂、湘东钨矿合作完成了我国第一台用来生产的液压凿岩机,并通过了鉴定。我国矿山采用的中深孔凿岩设备主要是气动凿岩设备。近年来,少数大型地下矿山引进了国外全液压采矿钻车。该机钻孔效率高、作业条件好。但是它系统复杂、价格昂贵、维修保养困难、作业空间大,难以在我国广泛推广应用。借鉴国内外经验,开发一种起点高、系统简单、钻孔能力强、自动化程度高、符合我国国情的新型高效凿岩设备对于我国地下矿山的开采有着重要的意义。目前,国内还没有这类型的产品。长沙矿冶研究院研制开发的气液联动采矿钻车与国外全液压钻车比,可达其技术生产率的80%以上,钻进速度快(为其二倍),且具有较高的自动化水平,便于推广应用。随着液压控制和电子技术的发展和应用,凿岩循环已实现自动化。这种全自动台车被称为凿岩机器人。大多数都用在隧道的开挖,故又称为隧道凿岩机器人。瑞典卢基公司1997采用Atlas Copco公司Si m469s型凿岩机器人,用一根光缆与控制中心相连,指令可从控制中心发往生产现场。实现平均凿岩速度300?m/d,平均无故障运行104?h。另外,凿岩机械的发展趋向于环保化。降低液压凿岩机械的噪声,对液压凿岩机进行技术改造,设计研制全隔音驾驶室,并在远距离有线无线控制方面做努力。

  摘?要:在地下施工中,凿岩机械发挥着慢慢的变大的作用。文章主要是对地下采矿凿岩机械的分类和应用进行了简单的分析。