牙轮钻机

1 国外牙轮钻机的现状及主要厂家的技术特点

国外能批量制造牙轮钻机的国家主要是美国、俄罗斯和日本。美国设计制造的牙轮钻机技术水平较高，性能较好，几乎畅销全球。

世界上主要生产牙轮钻机的3家公司都在美国：比塞洛斯公司（BE，已被卡特彼勒并购）、英格索兰（IR，已被阿特拉斯.科普柯公司并购）和P&H公司（已被久益国际并购）。比塞洛斯和英格索兰公司是生产牙轮钻机历史悠久的公司，而P&H公司是1991年收购了加德纳-丹佛公司的牙轮钻机生产线后进入牙轮钻机市场的。

1）比塞洛斯公司是世界最大、历史较悠久而技术先进的牙轮钻机制造商之一。49-R、65-R和67-R及其派生系列是该公司主要产品，代表了21世纪初的世界先进水平。其中，49-R型牙轮钻机的特点包括：电动无链齿条齿轮加压提升系统可保持轴压力均匀，提高钻进速度，延长钻头寿命；无链可反转履带行走系统可快速使钻机定位，4 s内自动找平；高效螺杆空压机可增大压缩空气量，快速排除孔底岩渣，加快钻孔速度；由PLC管理全部钻机功能提高了生产效率和安全性；可编程的钻机控制系统可实现自动钻机，提高钻进效率。

为满足铁燧石中钻孔的需要，该公司在49-R型钻机的基础上又研制出了更大型59-R型钻机，轴压力达585～630 kN，排渣风速达35.56 m/s，孔径达406～445 mm。59-R型钻机的履带架、找平千斤顶、液压系统、钻架、加压提升机构、回转小车、主空压机和可编程序控制等方面都较49-R型钻机有所改进和完善，其在铁矿钻孔速度达28.3 m/h。

2）英格索兰公司在矿用牙轮钻机方面主要生产全液压牙轮、潜孔两用钻机。其主要产品有DM-25、DM-45E、DM-50E、DM-H 和DM-M 等型号。其特点是全部动作由液压驱动，整机动力则任选柴油发动机或电力。20世纪80年代初，英格索兰公司推出DM-H型钻机，轴压力500 kN，孔径为311～381 mm。采用液压挖掘机式履带行走装置，由两台液压马达分别传动两条履带，提高了机动性，移位作业时间由几小时减少到几分钟。20世纪80年代中期到90年代陆续推出了性能不断完善的DM-M型、DM-M2型和DM-M3型钻机。英格索兰公司推出的大轴压的Pit Viper Series351型牙轮钻机，该机型轴压力为570 kN,排气量为6 500m2/min,排气压力为0.76 MPa。

此外，英格索兰公司研究开发的钻机检测系统（IRDMS），能使操作者从控制台监视钻进速度、孔深、总进尺以及已钻出的孔数等钻进参数。同时还可以诊断出关键件的温度、压力、过滤器状况等与机械和系统功能有关的故障，并能把数据传输给钻机外的计算机，或者与矿山无线系统联网。

3）P&H公司牙轮钻机系列包括3种型号：

P&H70A型，其轴压力为408 kN，最大孔径达311 mm；

P&H100B型，轴压力为590 kN，最大孔径达445 mm；

P&H120A型，轴压力为680 kN，最大孔径达559 mm。

所有P&H 钻机均装备以PLC 为基础的控制系统，把钻机上的全部控制和显示功能集合到一体。可控制钻机的自动钻进、水平找平、主压缩空气供应、自动润滑、液压系统和马达动作、回转速度和传动、提升运动和传动以及行走运动等工作；同时，监测钻机的液压和空气过滤器、钻进深度和钻进速度、作业参数以及各种传动中的任何故障，压缩空气和油的临界温度、PLC的输入和输出状态等全部信息都能在驾驶室的计算机上显示。

2 国内牙轮钻机的现状及主要厂家的技术特点

我国从20世纪60年代起开始研制牙轮钻机，经过多次改良和淘汰，还在生产和使用的有KY和YZ两大系列12种型号。主要研制单位有：洛阳矿山机械工程设计研究院、南昌凯马有限公司和中钢衡重公司等。

国产牙轮钻机已达到美国20世纪90年代初的技术水平，但在整体性能上与国外当今的同类产品差距很大，具体体品牌单一，表现为动力单一，功能单一，结构形式单一，传动方式落后等。

1）南京凯马KY系列牙轮钻机，全部配套件均立足国内，因而制造成本相对低廉，主要有KY-250型和KY-310型及其派生产品。洛矿院和南昌海马合作开发的KY-250A型钻机在宝钢白云鄂博铁矿f16～f20的矿岩上穿孔，日穿孔效率为128～199.5 m/台·日，最高为644 m/台·日，超过了比塞洛斯公司45-R在该矿日最高进尺570 m的纪录，并获得国家科技进步特等奖，国家金质奖。

KY-310 型钻机轴压0～490 kN，钻进速度0～4.5 m/min，爬坡能力为12 °，行走速度0～0.78 km/h。钻机采用了交流变频电机驱动，顶部回转，减速机—封闭链条—齿轮齿条连续加压，高钻架，电动、气动、液压联合操纵，压气排渣工作机构，可在f ≥5的各种矿岩上穿凿310 mm、孔深为18 m的爆破炮孔。

2）中钢衡重公司主要生产YZ-35型和YZ-5型及其派生产品。YZ-35型钻机也是获得国家金质奖的产品，性能超过比塞洛斯公司的45-R。YZ-55型钻机是我国生产的最大型号的牙轮钻机，YZ-55A已应用于首钢秘鲁铁矿。

为增大钻头的推进力度，YZ-55型钻机在回转系统和主传动机构设计了3个交流变频电机，以满足提高电压和频率的需要，这一设计在国内尚属首创。此外，中钢衡重还在YZ-55型牙轮机上应用了可编程控制器PLC、人机界面HMI技术，改进了空压机并将机棚与驾驶室分离等，增强了整机的防腐防锈功能 。

1933年，比塞洛斯进入钻机市场；1952 年，比塞洛斯生产了第一台商业认可的电动型牙轮钻机；1945年，俄罗斯重型机械联合公司（即乌拉尔机械）开始制造重型牙轮钻机；此后，美国的加登纳-丹佛公司（简称G-D公司）和德雷赛工业公司马里恩机铲分公司也相继开发了牙轮钻机。在20世纪90年代初期，P-H公司也开发了牙轮钻机；我国从20世纪60年代起开始研制牙轮钻机，到80年代研制成功并投入市场。

一般钻孔直径在280～380 mm范围内的钻机称为大型钻机，牙轮钻机主要用于露天矿山200 mm以上的炮孔凿岩作业。

牙轮钻机即一种钻孔设备，多用于大型露天矿山。半个世纪以来，露天穿孔设备经历了“磕头钻”、喷火钻、冲击（潜孔）钻的发展，最终牙轮钻机以钻孔孔径大、穿孔效率高等优点成为大、中型露天矿普遍使用的穿孔设备 。

随着科技的进步，牙轮钻机也不断地向着自动化和智能化发展，我国应该努力发展牙轮钻机，争取早日达到世界先进水平 。2100433B

随着采矿业投资力度的不断加大，大型牙轮钻机的需求也在加大，尤其在露天煤矿。当前国内、外牙轮钻机的发展趋势有：

1）加大钻孔直径，一般认为钻孔直径保持在250～311 mm的范围是合适的；

2）加大轴压力、回转功率和钻机重量，实行强化钻进；

3）采用高钻架长钻杆，减少钻机的辅助作业时间；

4）使钻机一机多用，能钻倾斜炮孔，以满足采矿工艺方面的要求；

5）采取措施，提高牙轮钻头的使用寿命；

6）发展电力传动，采用静态控制驱动交、直流电机；

7）改善司机的劳动条件，增加司机室的舒适程度；

8）提高钻机的自动化水平，全面提高钻机的经济效益；

9）采用PLC-视屏系统，可随时向司机提供运转的各种性能参数。

第1篇钻孔机械

第1章凿岩机2

11概述2

12凿岩钎具4

13气动凿岩机9

14气动凿岩机的使用维修与故障排除24

15液压凿岩机30第2章凿岩钻车44

21凿研钻车的应用与分类44

22掘进钻车的结构45

23采矿钻车的结构57

24钻车的使用维修与故障排除65

第3章牙轮钻机6931概述69

32牙轮钻机的结构与故障排除71

33牙轮钻机工作参数计算79

第4章潜孔钻机82

41概述82

42潜孔钻机的结构83

43潜孔钻机的工作参数计算96

44潜孔钻机的使用维修与故障排除99

第2篇装载机械

第5章装载机106

51概述106

52装载机的结构108

53轮式装载机的总体参数设计与计算118

54装载机的使用维修与故障排除124

55装岩机129第6章单斗挖掘机13661概述136

62机械式单斗挖掘机137

63机械单斗挖掘机的使用维修与故障排除149

64液压挖掘机155

第3篇矿山运输与矿井提升机械

第7章矿山运输机械174

71矿用重型自卸汽车174

72准轨电力机车194第8章带式输送机206

81概述206

82带式输送机的结构207

83带式输送机的使用维修与故障排除220

第9章矿井提升设备222

91概述222

92矿井提升设备的结构224

93矿井提升设备的使用维修与故障排除244

第4篇矿山供排水、压气与通风除尘设备

第10章矿山排水设备252

101概述252

102离心式水泵的结构254

103排水设备的选择计算261

104水泵的使用维修与故障排除265

第11章矿井通风设备269

111概述269

112通风机的结构272

113通风机的选型与布置276

114通风机的使用维修与故障排除280

第12章矿山压气设备287

121概述287

122活塞式空压机的结构与调节289

123空压机的主要技术参数计算296

124压气设备的故障诊断与维修299

参考文献305

1 凿岩机具与施工技术1.1 潜孔钻机及钻具

1.1.1 概述

1.1.2 潜孔钻机分类

1.1.3 潜孔钻机的机械结构

1.1.4 潜孔钻具

1.1.5 潜孔钻机的钻孔施工技术

1.2 牙轮钻机及钻具

1.2.1 概述

1.2.2 牙轮钻机的类型、结构和工作原理

1.2.3 牙轮钻机的选型及使用维护

2 常用爆破器材

2.1 常用工业炸药

2.1.1 铵梯炸药

2.1.2 铵油炸药

2.1.3 乳化炸药

2.2 工业雷管

2.2.1 火雷管

2.2.2 电雷管

2.2.3 塑料导爆管雷管

2.3 爆破仪表与起爆药柱

2.3.1 爆破仪表

2.3.2 爆破电表

2.3.3 起爆药柱

2.4 爆破器材的检验与销毁

2.4.1 爆破器材的检验

2.4.2 爆破器材的销毁

3 起爆方法

3.1 电力起爆法

3.1.1 电雷管灼热原理和主要参数

3.1.2 电爆网路的设计和计算

3.1.3 电爆网路各组成部分选择

3.1.4 电爆网路的测量仪表

3.1.5 电起爆法的特点和适用条件

3.1.6 电爆网路的施工技术

3.2 非电起爆法

3.2.1 火雷管起爆法

3.2.2 导爆索起爆法

3.2.3 导爆管起爆法

3.2.4 导爆管起爆网路的施工技术

3.3 混合起爆法

3.4 其他起爆方法

3.4.1 电磁波起爆法

3.4.2 水下声波起爆法

3.4.3 高能电磁感应起爆法

4 露天台阶中深孔爆破

4.1 露天开采概述

4.1.1 露天开采的特点及现状

4.1.2 地质条件对爆破的影响

4.2 地质条件

4.2.1 地质条件对爆破的影响

4.2.2 地质条件对边坡的影响

4.3 露天台阶爆破

4.3.1 露天小台阶爆破

4.3.2 露天深孔台阶爆破

4.4 光面爆破和预裂爆破

4.4.1 光面爆破

4.4.2 预裂爆破

4.5 爆破施工的现场管理

4.5.1 爆破器材的现场管理

4.5.2 施工质量管理与控制

4.5.3 装药、填塞与爆破的基本规定

4.5.4 爆破警戒与信号

4.5.5 爆后检查

4.6 爆破效果的评价

4.6.1 评价爆破产了坏的标准

4.6.2 爆破工程的主要技术经济指标

4.6.3 影响爆破作用的客观因素

5 爆破安全技术和环境保护

6 爆破工和事故案例选编

参考文献2100433B