鑿岩

鑿岩

用鑿岩機具在礦岩中鑽鑿炮眼或炮孔(見爆破)的工序。目前主要用機械鑿岩法,根據鑽具動作方式分衝擊式、鏇轉式和鏇轉衝擊式。

正文

衝擊式鑿岩法 特點是鑽具以沖鑿方式破岩,包括沖鑿、迴轉和清渣三個主要過程。用鑿岩機鑽淺炮眼和小直徑深炮孔,用潛孔鑽機和鋼繩衝擊鑽機鑽大直徑深炮孔。1813年英國人特羅蒂克(R.Treuithick)發明蒸汽衝擊式鑽機。1855年法國人方丹莫羅(Fontainmoreau)取得氣動衝擊式鑿岩機專利。此後鑿岩機具不斷發展,使衝擊鑿岩技術發生了根本變化。
鑿岩機(風鑽) 適於在中硬以上岩石中鑿岩,炮眼直徑通常為35~65mm,深度一般不超過15m。按動力分氣動、液壓、電動和內燃四種。目前以氣動鑿岩機(圖1)套用最廣,後兩者套用很少。液壓鑿岩機鑽速快、動力消耗少、噪聲低,正在一些國家推廣套用。鑿岩機的鑽具由釺頭、釺桿和釺尾組成。鑽淺眼時通常釺尾與釺桿為一整體,釺桿上安活動釺頭。釺頭、釺桿和釺尾成一整體的釺子已很少套用。鑽深孔時,釺尾、釺桿、釺頭分開製做,隨炮孔加深將釺桿逐根接長。鑿岩機裝在氣腿上、鑽架上或鑿岩台車上鑽眼(見岩巷掘進)。
鑿岩鑿岩
目前廣泛套用鋃片狀或柱狀硬質合金的釺頭(圖2)。鑽淺眼多用一字形片狀合金釺頭,鑽深孔或在裂隙發育的岩石中鑽淺眼,多用十字形或丁字形釺頭。柱狀合金釺頭適用於大衝擊功、低轉速的鑿岩機,鑽直徑大於40mm的炮孔。釺桿用以傳遞衝擊能量和轉矩,由六角形或圓形中空合金鋼製成。釺尾直接承受活塞衝擊作用,形狀與尺寸隨鑿岩機型號而定。釺尾、釺桿和釺頭都需根據使用條件和材質進行熱處理,提高使用壽命。
鑿岩鑿岩
鑿岩形成的岩粉通過從釺桿中心孔射出的壓力水自眼底不斷排出眼外。及時清除岩粉,可提高鑿岩速度,減少粉塵量,改善環境衛生。
潛孔鑽機 特點是衝擊器隨鑽頭潛入孔底鑿岩。優點是無鑽桿傳遞衝擊功的能量損失,炮孔深度對鑽孔速度的影響小,鑿岩噪聲低。在中硬以上礦岩中,鑽鑿直徑為 80~250mm的深孔時是經濟有效的設備。在井下深孔崩礦和中小型非煤露天礦中套用較廣。潛孔鑽機的鑽孔機構包括衝擊器、鑽頭和鑽桿。衝擊器產生衝擊作用,鑽頭直接安在衝擊器上,鑽桿將衝擊器送入孔內並由孔外的迴轉機構帶動其鏇轉。從鑽桿射出的壓氣或高壓水將岩粉排出孔外。鑽孔時隨炮孔加深將鑽桿接長。潛孔鑽機常用柱狀合金鑽頭。目前潛孔鑽機有採用高風壓、大衝擊功和低衝擊頻率衝擊器的趨向。
鏇轉式鑿岩法 鑽頭在推壓和鏇轉作用下壓入,並連續切削岩石,適用於煤層、粘土、軟和中硬以下的岩石。19世紀80年代開始使用手持式電鑽,以後相繼出現帶推進機構的架式電鑽和露天礦用鏇轉鑽機。鏇轉鑿岩的鑽具包括鑽頭、鑽桿和鑽尾三部分。鑽頭切削礦岩,螺鏇形鑽桿傳遞轉矩和排除岩粉。
鏇轉衝擊式鑿岩 露天礦使用的牙輪鑽機利用牙輪鑽頭的鏇轉衝擊對岩石產生碾壓、沖鑿和切削作用破碎岩石,並用壓氣排出岩粉。牙輪鑽機的鑽具包括鑽頭和鑽桿。三牙輪鑽頭套用最廣,結構見圖3。
鑿岩鑿岩
此外還有火力鑿岩法,利用火焰噴射器在礦岩中鑽炮孔。僅適於在含石英高的特硬岩石中鑿岩(見露天礦穿孔)。

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