第02-03讲矿岩松碎工作资料.doc

PAGE  PAGE 25 开场白 我们知道，露天矿包括矿岩松碎、采装、运输和排卸四大主要生产工艺环节。这节课我们来介绍矿床露天开采的第一个主要生产工艺环节，也就是我们教材第二章的内容，——矿岩松碎工作。 本章提要 矿岩松碎工作，又称为穿爆工作，顾名思义，包括穿孔与爆破两项工作。 在穿孔工作部分，我们将了解一下常用的穿孔方法和穿孔设备。 在爆破工作部分，我们首先补充一下爆破的预备知识，这包括炸药分类与起爆方法，岩石爆破作用机理等内容。由于是补充内容，希望大家作好笔记。 然后，我们将介绍一下露天爆破的分类，重点讲授露天深孔爆破方式及其参数计算方法，以及采矿对爆破工作质量的基本要求。 矿岩松碎工作 矿岩松碎工作是矿床露天开采的第一个主要生产工艺环节，其目的是为随后的采装工作提供适宜块度的矿岩量，简单地说，就是为采装工作准备矿岩量。 目前露天矿常用的矿岩松碎的方法主要有机械松碎法、水力松碎法和爆破松碎法。 机械松碎法 机械松碎法就是用一定的机械设备，直接松碎矿岩。特点是设备与工艺过程简单，易于管理，但一次松碎的矿岩量少，不适合中硬以上矿岩。 常用的机械设备是松土犁。 水力松碎法 水力松碎法是靠注入钻孔中的高压水使土岩胀裂而降低坚固性，以利于冲采。 爆破松碎法 本章我们只介绍爆破松碎法，它主要包括穿孔、爆破两项工作。 爆破松碎法是应用最为广泛的方法。这种松碎方法，一次爆破量大，能破碎十分坚硬的矿岩，但需要穿凿大量炮孔和消耗大量爆破器材，工艺复杂，技术和管理组织要求较高。 穿孔工作 露天矿岩松碎工作，又称穿爆工作，包括穿孔和爆破两项工作，而穿孔工作是爆破工作的准备。 什么是穿孔工作呢？穿孔工作就是在开采和剥离台阶上，按一定的设计参数，采用穿孔设备钻凿一些垂直或倾斜的炮孔，以便装入炸药进行爆破。 露天矿山穿孔方法可分为机械穿孔、热力穿孔、化学穿孔和声波穿孔，其中机械穿孔是最常用的方法。 机械穿孔方法又可分为滚压破碎方法，常用设备有牙轮钻机；冲击破碎方法，常用设备有手持凿岩机、凿岩台车、吊绳冲击式钻机、潜孔钻机等；以及切削破碎方法，常用的设备是旋转式钻机。 本节我们将重点讲授露天矿山常用的穿孔设备：牙轮钻机和潜孔钻机。 牙轮钻机 牙轮钻机于20世纪50年代开始在美国露天矿山使用，自20世纪70年代起，我国开始引进和研制。 牙轮钻机具有穿孔作业率高、作业成本低，机械化程度高、适用于在各种硬度的矿岩中穿孔的优点，已成为当今世界各国露天矿最先进的穿孔设备。 目前，美国、加拿大和俄罗斯等国的金属露天矿山中牙轮钻机的比重已占80％以上，我国大型露天矿山都已大量使用牙轮钻机。 牙轮钻机的钻孔直径一般为250～510mm，孔深可达50m，常用的是14～22m，倾角60°～90°，以90°为主。 美国是生产牙轮钻机最多的国家，主要型号 45-R、47-R、60-R以及CD-130和M-4型等。国内生产的牙轮钻机主要有HYZ-250、KY-250、KY-310、YZ-55和YZ-35等型号。 ⑴ 牙轮钻机的工作原理 牙轮钻机穿孔原理主要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形式使与钻头接触的岩石粉碎破坏。在钻进的同时，通过钻杆与钻头中的风孔向孔底注入压缩空气，利用压缩空气将孔底的粉碎岩渣吹出孔外，从而形成炮孔。 ⑵ 牙轮钻机的钻具 牙轮钻机的钻具包括钻杆、稳杆器、减震器和牙轮钻头四部分，如图所示。 这是典型的牙轮钻头的外形及其结构。 钻杆的作用是把钻压和扭矩传递给钻头。钻杆的长度有不同的规格。采用普通钻架时，每根钻杆的长度为9.2、9.9m。采用高顶钻架时，考虑到底部磨损较快，仍用短钻杆，钻孔过程中上下两钻杆交替与钻头连接，以达到两根钻杆均匀磨损。 稳杆器的作用是减轻钻杆和钻头在钻进时的摆动，防止炮孔偏斜，延长钻头的使用寿命。 钻头是破碎岩石的主要工作部件，其作用：在推进和回转机构的作用下，以压碎及部分削剪方式破碎岩石。牙轮钻头由牙爪、牙轮、轴承等部件组成。 ⑶ 发展趋势 近十年来，牙轮钻机得到迅速发展，它不仅在各国矿山逐步推广使用，而且技术水平也显著提高。当前，国内、外牙轮钻机的发展趋势是： 加大钻孔直径，孔径由目前常用的250～310mm发展到380mm、450mm、510mm 加大轴压力、回转功率和钻机重量，实行强化钻进 采用高钻架长钻杆，减少钻机的辅助作业时间 采取措施，提高牙轮钻头的使用寿命 潜孔钻机 潜孔钻机是我国目前中小型露天矿山广泛使用的穿孔设备。 钻孔直径一般为100～250mm，孔深30m以内，有特殊要求时，最小孔径可达70mm。 与牙轮钻机相比，潜孔钻机具有以下特点： 价格便宜，工作噪音小，钻孔速度较快； 由于钻进时轴压小，钻杆不易弯曲，穿孔方位的精度较高。 当孔