露天礦潛孔鉆機選型設(shè)計模板作業(yè)

1、工程技術(shù)學院 2022年2月16日設(shè)計課題: 露天礦潛孔鉆機選型設(shè)計專業(yè)班級: 10級采礦工程(1)班 學生姓名: 王文林2010171105指導(dǎo)教師: 孟愛國學生成績: 露天礦潛孔鉆機選型設(shè)計說明書露天采礦鉆機設(shè)備選型已知條件：1.南露天煤礦2013年全年生產(chǎn)1780萬噸，煤的密度=1.48g/ ，硬度f5。2.年剝離廢巖8400萬，巖的綜合硬度f=68。容重3.全年爆破煤的孔徑：150mm，巖石孔徑262mm。4.正常作業(yè)天數(shù)300天，以三班循環(huán)作業(yè)；要求1.分別計算兩種孔徑的臺班效率，m/臺班；2.計算所需鉆機的數(shù)量（四舍五入）；3.通過查資料列出兩種鉆機的技術(shù)規(guī)格和工作參數(shù)（列表）；1

2、.鉆具的選擇 潛孔鉆機的鉆具包括鉆頭、沖擊器和鉆桿。鉆桿的兩端有聯(lián)接螺紋，一端與回轉(zhuǎn)供風機構(gòu)相聯(lián)接，另一端聯(lián)接沖擊器。沖擊器的前端安裝鉆頭。鉆孔時，回轉(zhuǎn)供風機構(gòu)帶動鉆具回轉(zhuǎn)并向中空鉆桿供給壓氣，沖擊器沖擊鉆頭進行鑿巖，壓氣將巖碴排出孔外，推進機構(gòu)將回轉(zhuǎn)供風機構(gòu)和鉆具不斷地向前推進。 1.1 鉆頭原則：合理的鉆頭能夠獲得較高的鉆進速度和合適的鉆孔成本。 1.1.1 堅硬巖石鑿巖比功較大，每個柱齒和鉆頭體都承受較大的載荷，要求鉆頭體和柱齒具有較高的強度，因此，鉆頭的排粉槽個數(shù)不宜過多，一般選雙翼型鉆頭，排粉槽的尺寸也不宜過大，以免降低鉆頭體的強度。 1.1.2 在可鉆性比較好的軟巖中鉆進時，鑿巖速

3、度較快，相對排渣量較大，這就要求鉆頭就有較強的排渣能力，最好選用三翼型或四翼型鉆頭，合金齒可選用彈齒或楔齒。 1.1.3 在節(jié)理比較發(fā)育的破碎帶中鉆進時，為減少偏斜，最好選用導(dǎo)向性較好的中間凹陷型或中間凸出型鉆頭。 1.1.4 在含粘土的巖石中鑿巖時，中間排渣孔常常被堵死，最好選用側(cè)排渣鉆頭。1.1.5 在韌性比較好的巖石中鉆孔時，最好選用楔形齒鉆頭。1.2 沖擊器 沖擊器是潛孔鉆機的心臟部件，它的質(zhì)量優(yōu)劣，直接影響著鉆孔速度和鉆孔成本。對沖擊器的基本要求是：性能參數(shù)好，鉆孔效率高：結(jié)構(gòu)簡單，便于制造、使用和維修；零部件工作可靠，使用壽命長：能在各種巖層，如含水層里正常工作。 1.2.1 根據(jù)

4、工作氣壓的壓力等級合理選擇相應(yīng)等級的沖擊器。 1.2.2 根據(jù)鉆孔直徑選擇相應(yīng)型號沖擊器。 1.2.3 根據(jù)巖石堅固性選擇相應(yīng)沖擊器。1.3 鉆桿選取的要求 鉆桿承受著沖擊振動、扭矩及軸壓力等復(fù)雜載荷的作用，并且由孔壁和鉆桿之間排出的巖碴對其表面產(chǎn)生噴砂性的磨蝕作用。因此，要求鉆桿有足夠的強度、剛度和沖擊韌性。鉆桿一般采用中空厚壁無縫鋼管。露天潛孔鉆機一般只有二根鉆桿，接桿可鉆1518m深的孔。 鉆桿直徑的大小，應(yīng)滿足排碴的要求。由于供風量是一定的，排出巖碴的回風速度就取決于孔壁與鉆桿之間的環(huán)形斷面積的大小。對于一定直徑的鉆孔，鉆桿外徑越大，回風速度越大。一般要求回風速度為2535m/s.。

5、1.3.1鉆桿應(yīng)有足夠的強度、剛度和沖擊韌性。鉆桿直徑的大小，應(yīng)滿足排碴的要求。環(huán)形截面的環(huán)形寬度，一般取1025。2. 潛孔鉆機主要性能參數(shù)2.1確定鉆煤潛孔鉆機的主要性能參數(shù) 2.1.1鉆具鉆速n 式中 D - 鉆孔直徑，。鉆具鉆矩M 式中 - 力矩系數(shù)，0.81.2，一般取1。D - 鉆孔直徑，mm。 2.1.3軸壓力式中 D-鉆孔直徑，cm f-巖石堅固性系數(shù),取f=8。 2.1.4排渣風量Q 式中 b - 巖渣的最大粒度，取15mm - 巖石密度， 式中 k - 考慮漏風系數(shù)，取k=1.2 d - 鉆桿外徑，mm 查表1-2，查得d=133mm v - 巖渣的懸浮速度，m/s。根據(jù)鉆

6、孔直徑及以上所需滿足的參數(shù)要求選KQGY150為鉆煤潛孔鉆機,該機主要技術(shù)參數(shù)見表1-1表1-1 KQGY150露天高風壓潛孔鉆機技術(shù)特征 鉆孔直徑(mm) 152-185 行走速度(km/h) 1 鉆孔深度(m) 17.5 單機爬坡能力 14° 鉆孔角度 向下于地面成75°、90° 電機總?cè)萘?kw) 58.5 適應(yīng)巖種 各種巖石 外形尺寸(mm)工作狀態(tài) 6440×3125×12900 鉆機轉(zhuǎn)速(r/min) 24.9、33.2、49.8 運輸狀態(tài) 12000×3125×38865 回轉(zhuǎn)扭矩(N/m) 2400/2316

7、/2060 使用壓力(Mpa) 一次推進行程(kg) 9 耗氣量(m3/min) 17.5 推進軸壓(kg) 0-5000 供電電壓(V) 380 除塵方式 濕式(自帶)、干式(另配FC20) 配用沖擊器 DHD355K 行走方式 電動履帶自行 總重量(t) 16鉆桿外徑（mm）133生產(chǎn)廠家英格索蘭技術(shù)2.2鉆巖的潛孔鉆機的工作參數(shù) 2.2.1鉆具鉆速n 式中 D - 鉆孔直徑，。鉆具鉆矩M 式中 - 力矩系數(shù)，0.81.2，一般取1。D - 鉆孔直徑，mm。 2.2.3軸壓力式中 D-鉆孔直徑，cm f-巖石堅固性系數(shù),取f=8。 2.2.4排渣風量Q 式中 b - 巖渣的最大粒度，取15

8、mm - 巖石密度， 式中 k - 考慮漏風系數(shù)，取k=1.2 d - 鉆桿外徑，mm。查表1-2，查得d=219mm v - 巖渣的懸浮速度，m/s, 根據(jù)鉆孔直徑及以上所需滿足的參數(shù)要求選KQ250為鉆煤潛孔鉆機,該機主要技術(shù)參數(shù)見表1-2表1-2 KQ-250露天高風壓潛孔鉆機技術(shù)特征 鉆孔直徑(mm) 230-250 行走速度(km/h) 1 鉆孔深度(m) 16 單機爬坡能力 10° 鉆孔角度 向下于地面成90° 電機總?cè)萘?kw) 397.5 適應(yīng)巖種 各種巖石 外形尺寸(mm)工作狀態(tài) 10200×5930×21330 鉆機轉(zhuǎn)速(r/min

9、) 22.3 運輸狀態(tài) 20445×5930×51200 回轉(zhuǎn)扭矩(N/m) 9427.6 使用壓力(Mpa)0.490.69 一次推進行程(m) 8.5 耗氣量(m3/min)2530 推進軸壓(kg) 0-9400 供電電壓(V) 380 除塵方式 濕式(自帶)、干式(另配FC20) 配用沖擊器 DHD380 行走方式 電動履帶自行 總重量(t) 45鉆桿外徑（mm）219生產(chǎn)廠家宣化風動機械廠3設(shè)備選型計算3.1鉆機效率計算 潛孔鉆機的生產(chǎn)能力采用計算法或參考類似生產(chǎn)礦山的指標選取,鉆機每臺班生產(chǎn)能力Vb (m)和鉆機速度()計算如下： 鉆進速度： 每臺班生產(chǎn)能力：

10、式中 ： 鉆機鉆進速度，； 鉆機班時間， 鉆臺班時間利用系數(shù)，取0.8；沖擊功，沖擊頻率，沖擊能利用系數(shù)0.60.8；取k=0.8鉆孔直徑，cm；礦巖的鑿碎比功，K沖擊功修正系數(shù)37.5； 取5 試中沖擊功E 沖擊頻率查表1-3可得 礦巖的鑿碎比功查表14可得3.1.1 KQGY150鉆煤潛孔鉆機每臺班生產(chǎn)能力Vb (m)和鉆機速度()計算如下： 鉆進速度： 每臺班生產(chǎn)能力： 3.1.2 KQ250鉆巖潛孔鉆機每臺班生產(chǎn)能力Vb (m)和鉆機速度()計算如下： 鉆進速度： 臺班生產(chǎn)能力： 表1-3 名達正宇MDZY中高風壓DHD系列沖擊器型號及參數(shù)沖擊器型號鉆孔直徑 (mm)長度(mm)外徑(

11、mm)重量(kg)工作風壓(MPa)耗風量(m3/min)沖擊功(N.M)沖擊次數(shù)(次/分)DHD355K1301521098124701.2-2.14.5-18800800-1500DHD380203-35015511812770.82.112-311560860-1510表1-4 鑿碎比功值礦巖硬度f硬度級別軟硬程度鑿碎比功值<3極軟<20*9.83-6軟(20-30)*9.86-8中等（30-40）*9.88-10中硬（40-50）*9.810-15硬（50-60）*9.815-20很硬（60-70）*9.815-20極硬>70*9.8 3.2鉆機數(shù)量的確定鉆機數(shù)量N（

12、臺）按下式計算得： 式中 Q-設(shè)計的礦山規(guī)模，t/a P-鉆機臺年穿孔效率,m/a -每米炮孔的爆破量,t/m -廢孔率%,取 試中每米炮孔爆破量查表1-5取值 表1-5 每米炮孔爆破量鉆機型號段高10KQGY150底盤抵抗線5.55.04.5孔距5.55.04.5排距4.84.54.0孔深12.6412.6412.64米孔爆破量20.8617.3314.13KQ250底盤抵抗線8.58.07.5孔距6.56.05.5排距5.55.04.5孔深11.311.612.0米孔爆破量35.6129.5624.093.2.1 KQGY150鉆煤潛孔鉆機數(shù)量確定 故鉆煤潛孔鉆機數(shù)應(yīng)為6臺3.2.2 KQ

13、250鉆巖潛孔鉆機數(shù)量確定故鉆巖潛孔鉆機數(shù)應(yīng)為25臺4. 兩種鉆機工作參數(shù)列表 表1-6 設(shè)計所選用的兩種鉆機工作參數(shù)鉆機型號鉆具轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩沖擊功軸壓力排渣風量選擇臺數(shù)KQGY15033.224008000-50007.006KQ25022.3 9427.61560 0-940025.8825參考文獻1李曉豁 . 露天采礦機械 北京：冶金工業(yè)出版社，2010.9(2013.1重印)2荊元昌 . 露天采礦機械 北京：煤炭工業(yè)出版社，19883曹一南 . 露天采礦手冊 北京：煤炭工業(yè)出版社，19864采礦手冊編寫委員會 .采礦手冊第三卷 北京：冶金工業(yè)出版社， 1991.15鐘良俊，王榮祥 . 露天

14、設(shè)備選型配套計算 北京：冶金工業(yè)出版社，19986侯志恩， 高學徑 . 阿特拉斯各型鉆車性能參數(shù)介紹7宣化名達正宇鉆孔機械有限公司 . 名達正宇MDZY中高風壓DHD系列沖擊器型號及參數(shù)介紹書8英國索蘭技術(shù)訪問網(wǎng)站鐵甲工程機械網(wǎng) 中國知網(wǎng) 中國爆破網(wǎng) 特種機械采購網(wǎng) 百度文庫 新浪愛問 阿特拉斯官網(wǎng) 利勃海爾官網(wǎng) 讀后感該論文提出的計算機輔助露天礦爆破按設(shè)計軟件,是基于Auto CAD二次開發(fā)利用Visual C+和objectARX接口實現(xiàn)的。讓我們對Auto CAD強大的功能有了更加深刻的了解和認知，也讓我們對計算機在露天爆破當中的應(yīng)用有了進一步的了解。本文所介紹的軟件系統(tǒng)即是在先進爆破理

15、論指導(dǎo)下，融合眾多專家經(jīng)驗，利用先進的計算機軟件技術(shù)開發(fā)的一套計算機輔助爆破設(shè)計軟件。在地質(zhì)地形數(shù)據(jù)庫，可爆性分區(qū)，氣爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計等方面進行了有意義的嘗試。在爆破設(shè)計規(guī)則中提到了如爆炸應(yīng)力波破巖理論、HopKinson效應(yīng)、利文斯頓爆破漏斗理論、最小抵抗線等，讓我們有一種學無止境的感覺，讓我們對前方未知的世界更加充滿的好奇心。實現(xiàn)計算進輔助爆破設(shè)計的基礎(chǔ)是圖形處理，而目前礦山的地質(zhì)及采礦設(shè)計普遍采用Auto CAD格式，由于Auto CAD主要用于二維及三維圖形處理記錄的業(yè)主要與圖形空間位置相關(guān)的信息處理的基本上是抽象的點、線、面、無法將爆破設(shè)計中用到的巖體的各種物理力學性質(zhì)指標相關(guān)聯(lián)。因此，為便于系統(tǒng)的推廣使用，充分利用客戶已有資料。該系統(tǒng)以Auto CAD作為圖形處理平臺，objectARX作為二次開發(fā)接口，Visual