工程科技第三章鉆眼機(jī)具課件

第三章鉆眼機(jī)具沖擊式鑿巖機(jī)械、工具旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具第三章鉆眼機(jī)具沖擊式鑿巖機(jī)械、工具2022/12/192第三章鉆眼機(jī)具井巷掘進(jìn)破巖常用的方法有機(jī)械破巖與鉆眼爆破破巖兩種。使用最普遍的仍是鉆眼爆破破巖。鉆眼機(jī)械按使用的動(dòng)力不同可分為：氣動(dòng)鑿巖機(jī)、電動(dòng)鑿巖機(jī)、液壓和內(nèi)燃鑿巖機(jī)。按破巖機(jī)理可分為：沖擊式、旋轉(zhuǎn)式和旋轉(zhuǎn)沖擊式三類。井巷掘進(jìn)在巖石上鉆眼，主要采用沖擊式氣動(dòng)鑿巖機(jī)；在煤和軟巖中鉆眼則主要采用旋轉(zhuǎn)式煤電鉆。2022/12/162第三章鉆眼機(jī)具井巷掘進(jìn)破巖常用的方2022/12/193沖擊式鑿巖機(jī)械，按安設(shè)與推進(jìn)方式可分為：手持式、氣腿式、向上式和導(dǎo)軌式四種。手持式鑿巖機(jī)可以鉆鑿任意方向的炮眼，需要人力支撐與推進(jìn)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，僅在立井掘進(jìn)中仍有使用。氣腿式鑿巖機(jī)的機(jī)身下有一個(gè)氣腿，起支撐與推進(jìn)作用，主要用來鉆鑿水平和傾斜的炮眼。由于操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，使用最為廣泛。定型產(chǎn)品有YT-23型(原7655型)和YT—24型等。國(guó)產(chǎn)氣動(dòng)鑿巖機(jī)的主要技術(shù)特征見表3-1。向上式(伸縮式)鑿巖機(jī)的尾部固定有一個(gè)可伸縮的氣腿，它既是支架又是推進(jìn)器。主要用于掘進(jìn)反井、煤倉及鉆頂板錨桿眼時(shí)采用。它可以自下向上鉆鑿與水平成60°~90°角的炮眼。導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)由于質(zhì)量大，沖擊力大，需要與鑿巖臺(tái)車(鉆車)或鑿巖柱架配套使用?？摄@鑿水平及各種方向的炮眼。§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/163沖擊式鑿巖機(jī)械，按安設(shè)與推進(jìn)方式可分為2022/12/194§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/164§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/195§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械一、沖擊式鑿巖機(jī)破巖原理鑿巖機(jī)是利用壓氣推動(dòng)機(jī)體內(nèi)的活塞前后移動(dòng)打擊釬子完成鉆眼工作的。它的破巖原理(鉆孔形成過程)如圖3-1所示。釬刃在沖擊力F的作用下鑿入巖石，鑿出深度為A的溝槽I-I，然后將釬子轉(zhuǎn)動(dòng)一角度β，再次沖擊，此時(shí)不但鑿出溝槽Ⅱ-Ⅱ，而且兩條溝槽之間的巖石，也被沖擊時(shí)產(chǎn)生的水平力H剪切掉。為使釬刃始終作用在新的巖面上，必須及時(shí)排除巖石碎屑。沖擊、轉(zhuǎn)桿、排粉，往復(fù)循環(huán)地持續(xù)進(jìn)行，便可鑿出圓形炮眼。2022/12/165§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械一、沖擊式鑿2022/12/196§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械二、氣動(dòng)鑿巖機(jī)氣動(dòng)鑿巖機(jī)類型雖多，但其結(jié)構(gòu)大同小異?，F(xiàn)以YT—23型鑿巖機(jī)為例，說明其構(gòu)造和動(dòng)作原理。

YT-23型鑿巖機(jī)外形如圖3-2所示。主機(jī)由柄體、缸體和機(jī)頭三個(gè)部件組成，利用兩根螺桿固裝在一起。柄體又名后蓋，它由柄體、把手、水針、操縱閥、水閥、換向閥、調(diào)壓閥等部件組成。操縱閥控制機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)；調(diào)壓閥掌握氣腿的推力；換向閥控制氣腿的減壓放氣。機(jī)身由缸體和缸體內(nèi)的棘輪、螺旋棒(來復(fù)捧)、閥柜、閥、閥套、活塞、導(dǎo)向套、消音罩等組成。依靠這些部件，實(shí)現(xiàn)配氣、沖擊和轉(zhuǎn)釬動(dòng)作。機(jī)頭部分由機(jī)頭、轉(zhuǎn)動(dòng)套、釬尾套和釬卡等組成，它起著傳遞扭矩和卡釬的作用。2022/12/166§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械二、氣動(dòng)鑿巖2022/12/197§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械三、電動(dòng)鑿巖機(jī)和液壓鑿巖機(jī)氣動(dòng)鑿巖機(jī)需要裝備功率較大的空氣壓縮機(jī)和敷設(shè)較長(zhǎng)的管路，能量利用率和傳送效率較低。鑿巖機(jī)工作時(shí)，機(jī)體振動(dòng)大，噪聲高(100~130dB)，油水霧造成能見度差。近20年來，國(guó)內(nèi)外都在研制、生產(chǎn)和試用電動(dòng)鑿巖機(jī)和液壓鑿巖機(jī)。(一)電動(dòng)鑿巖機(jī)電動(dòng)鑿巖機(jī)是以電為動(dòng)力，為了把電動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)沖擊運(yùn)動(dòng)，常采用的結(jié)構(gòu)形式有偏心塊式與活塞壓氣式兩種。電動(dòng)機(jī)為礦用隔爆水冷式，可用于煤礦井下。電動(dòng)鑿巖機(jī)的技術(shù)特征見表3-2。(二)液壓鑿巖機(jī)液壓鑿巖機(jī)的鉆速高，一般可比氣動(dòng)鑿巖機(jī)鉆速提高2倍多；沒有排氣，消除了排氣噪聲，消除了水霧油霧，工作環(huán)境得到改善；采用高壓油為動(dòng)力，所有運(yùn)動(dòng)部件都浸在油液中工作，潤(rùn)滑條件好。它可以鉆較深和直徑較大的炮眼。2022/12/167§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械三、電動(dòng)鑿巖2022/12/198§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械液壓鑿巖機(jī)與氣動(dòng)鑿巖機(jī)一樣，也由沖擊機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)及排粉機(jī)構(gòu)等組成。液壓鑿巖機(jī)可用壓氣、水或氣水混合物進(jìn)行排粉，為了提高鑿巖速度，多采用壓力高、流量大的沖洗水排粉。供水方式有中心供水與旁側(cè)供水兩種。中心供水時(shí)，活塞中空；旁側(cè)供水時(shí)，釬尾有徑向水孔。液壓鑿巖機(jī)多為高頻重型導(dǎo)軌式鑿巖設(shè)備，一般要和鑿巖臺(tái)車配套使用，利用臺(tái)車上的導(dǎo)軌和推進(jìn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)推進(jìn)。2022/12/168§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械液壓鑿巖2022/12/199§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械四、提高鑿巖效率的措施提高鑿巖效率是鑿巖工作的中心問題。其主要措施如下：

(1)合理選擇與正確使用鑿巖機(jī)。司機(jī)操作要熟練，并要加強(qiáng)保養(yǎng)與維修鑿巖機(jī)，保證鑿巖機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)保證氣壓。工作面氣壓應(yīng)不低于0.5MPa。實(shí)踐表明，氣壓提高或降低0.1MPa，相應(yīng)的鉆速就能提高或降低30％左右。因此，必須盡量減少管路損失，防止壓氣漏損，進(jìn)氣膠管不要過長(zhǎng)，同時(shí)要合理確定鑿巖機(jī)工作臺(tái)數(shù)。氣壓過高不好，它會(huì)引起鑿巖機(jī)劇烈振動(dòng)，使零部件磨損加快，耗氣量增大。

(3)合適的軸向推力。軸推力不足，釬頭不能有效地接觸和破碎巖石，同時(shí)還會(huì)使機(jī)體振動(dòng)，容易損壞釬子和機(jī)件；軸推力過大，增加了釬子回轉(zhuǎn)阻力，降低回轉(zhuǎn)速度和沖擊功，甚至引起停鉆。在一定條件下，各類鑿巖機(jī)均有相應(yīng)的最優(yōu)軸推力，軸推力大小主要取決于鑿巖機(jī)的氣缸直徑和使用氣壓。若氣缸直徑大、氣壓高，則所需施加的軸推力大。(4)正確確定眼徑和眼深。炮眼直徑和深度加大，鉆速必然下降，氣腿式鑿巖機(jī)適合的炮眼直徑為38~46mm，眼深不宜超過5m。(5)改善勞動(dòng)組織，提高鑿巖的工時(shí)利用率，減小輔助作業(yè)時(shí)間。(6)快速排除故障。在鑿巖過程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障，及時(shí)消除故障是保證鉆眼工作順利進(jìn)行和提高鑿巖工時(shí)利用率的重要措施，因而必須熟悉各種故障產(chǎn)生原因和掌握其處理方法。2022/12/169§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械四、提高鑿巖2022/12/1910§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械應(yīng)注意掌握故障的分類、現(xiàn)象、原因與處理方法。2022/12/1610§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械應(yīng)注意掌握2022/12/1911§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/1611§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/1912§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/1612§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/1913§3.2沖擊式鑿巖工具沖擊式鉆眼工具，又稱釬子。它由釬頭、釬桿、釬尾和釬肩組成。釬子有整體釬子與活頭釬子兩種。前者由于釬刃強(qiáng)度低、不耐用、損耗大力口工及搬運(yùn)工作量繁重等缺點(diǎn)，已很少使用。廣泛使用的是活頭釬子(圖3-3)。2022/12/1613§3.2沖擊式鑿巖工具沖擊式鉆2022/12/1914§3.2沖擊式鑿巖工具一、釬頭釬頭是直接破碎巖石的部分。它的形狀、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)以及加工工藝等是否合理，都直接影響著鑿巖效率和本身的磨損。釬頭要求鋒利、堅(jiān)韌耐磨、排粉順利、制造及修磨簡(jiǎn)便，而且成本要低。

(一)釬頭的類型釬頭的形狀較多，現(xiàn)場(chǎng)常用的有一字形和十字形，近年來鑲硬質(zhì)合金齒的球齒釬頭已開始使用。一字形釬頭沖擊力集中，一次鑿入巖石的深度大，鑿速較快，制造和修磨工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)是在鑿裂隙性的巖石時(shí)易夾釬，直徑磨損較快。有時(shí)鑿出的炮眼不圓。十字形釬頭克服了一字形釬頭的缺點(diǎn)，但鑿速較低，而且合金片的用量大，制造與修磨工藝復(fù)雜。球齒釬頭是在釬頭體上鑲嵌幾顆球形或錐球形硬質(zhì)合金齒而成，其優(yōu)點(diǎn)是：合理布置球齒，能使沖擊能量在眼底均勻分布，鑿巖速度較快；開眼容易、不易夾釬、炮眼圓；重復(fù)破巖少，巖屑呈粗顆粒狀，粉塵少；耐磨等。球齒釬頭適用于磨蝕性較高的硬脆巖層中鑿眼。

2022/12/1614§3.2沖擊式鑿巖工具一、釬頭2022/12/1915§3.2沖擊式鑿巖工具(二)釬頭結(jié)構(gòu)與幾何參數(shù)

(1)刃角。即釬頭兩個(gè)刃面的夾角，一般為110°。刃角小，鉆速快，但易磨鈍和碎裂；刃角大，不利于破碎巖石，鉆速慢。通常用于堅(jiān)硬巖石時(shí)，刃角可大些，防止崩刃及減輕磨損。為避免沖擊時(shí)釬刃兩端承受彎曲應(yīng)力而掉角，一字形的釬刃不做成平直的，而做成曲率半徑約為180mm的弧形。同理，球齒釬頭的周邊齒一般向外傾斜30°~50°。

(2)隙角。即釬頭體兩側(cè)面的傾角。它可以減少釬頭與孔壁的磨擦，能避免卡釬。隙角過小，容易卡住釬頭；隙角過大，釬頭會(huì)產(chǎn)生崩角，且直徑易磨小。一般隙角為3°，球齒釬頭隙角在7°左右。

(3)釬頭直徑。為保證藥卷順利裝入炮眼，釬頭直徑一般為38~43mm。

(4)排粉溝和吹洗孔。排粉溝一般布置在釬頭的頂部和側(cè)面。吹洗孔可布置在釬頭巾心或兩側(cè)，以便吹洗巖粉。

(三)硬質(zhì)合金片的選擇釬頭體上鑲焊的是鎢鉆類硬質(zhì)合金，是將碳化鎢粉末與鉆粉按一定比例配合，壓制成形后經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的。這種鎢鉆合金具有碳化鎢的高硬度、高抗壓強(qiáng)度，又具有鈷的良好韌性。常用硬質(zhì)合金片的主要特征見表3—4。2022/12/1615§3.2沖擊式鑿巖工具(二)釬頭結(jié)2022/12/1916§3.2沖擊式鑿巖工具

沖擊式鑿巖機(jī)常用的牌號(hào)為YG—8C、YG—11C、YG—11、YG—15。Y表示“硬”質(zhì)合金拼音子頭，G表示鈷：后面的數(shù)字為合金中含鈷的百分?jǐn)?shù)。C表示“粗“晶粒合金。合金硬度和耐磨性隨鉆的含量而改變，含鉆越少則越硬越耐磨，韌性降低；含鉆量大，則韌性好，硬度及耐磨性降低；含鈷量相同時(shí)，粉末顆粒越細(xì)越耐磨，但也越脆；晶粒粗則韌性好。2022/12/1616§3.2沖擊式鑿巖工具2022/12/1917§3.2沖擊式鑿巖工具(四)釬頭與釬桿的連接釬頭與釬桿的連接方法有兩種：螺紋連接和錐形連接。前者加工較復(fù)雜、安裝、拆卸不便，已很少使用。采用較多的是錐形接頭(圖3-4)，它依靠錐體間的摩擦力楔緊，一般錐體角為1°30′~3°30′，錐形頂角為3°~7°。前端應(yīng)留有6~8mm的間隙，以免損壞釬頭。2022/12/1617§3.2沖擊式鑿巖工具(四)釬頭2022/12/1918§3.2沖擊式鑿巖工具二、釬桿

(一)釬桿的作用與受力分析釬桿是傳遞沖擊功與間轉(zhuǎn)力矩的細(xì)長(zhǎng)桿體。沖擊時(shí)又由于橫向振動(dòng)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。在每分鐘高達(dá)2000多次的重復(fù)沖擊力的作用下，釬桿承受著沖擊疲勞應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等，因此很容易產(chǎn)生疲勞破壞。釬子的破壞，常從某一薄弱的橫斷面上(如淬火時(shí)產(chǎn)生的微小裂紋，中心孔不圓正，鋼材中偶有粗大晶粒等)形成疲勞核心開始，工作中又不斷擴(kuò)大，這是導(dǎo)致斷釬的根源。因此，必須注意嚴(yán)格選擇材料。(二)釬桿的選擇釬桿橫斷面形狀常有中空六角形與空?qǐng)A形兩種，以中空六角形B22、B25使用最多，中空?qǐng)A形D32、D38多用于重型導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)上。我國(guó)過去使用的釬鋼是中空碳7(ZKT7)和中空碳8(ZKI8)等碳素工具鋼，疲勞強(qiáng)度低，易產(chǎn)生裂縫、折斷，壽命短。近十多年來，開始推廣使用中空合金鋼，鋼種有：中空8鉻(ZK8Cr)、中空55硅錳鋼(ZK55SiMnMo)等。這些合金鋼具有強(qiáng)度高、抗疲勞性能好、耐磨蝕等優(yōu)點(diǎn)。其價(jià)格較貴，但使用壽命要比碳素工具鋼腐3~5倍、因此使用很多。釬桿的材料選擇見表3-5。2022/12/1618§3.2沖擊式鑿巖工具二、釬桿(二2022/12/1919§3.2沖擊式鑿巖工具2022/12/1619§3.2沖擊式鑿巖工具2022/12/1920§3.2沖擊式鑿巖工具三、釬尾和釬肩釬尾是直接承受活塞沖擊和扭轉(zhuǎn)的部分。釬肩則用來限制釬尾插入機(jī)體的長(zhǎng)度，并使釬卡能卡住釬桿不致從釬尾套中脫落。釬尾和釬肩的形式、規(guī)格如圖3—5所示。六角形釬桿用環(huán)形釬肩，圓形釬桿用耳形釬肩，向上式鑿巖機(jī)用的釬子沒有釬肩，機(jī)頭內(nèi)有限定釬尾長(zhǎng)度的砧柱。釬尾的長(zhǎng)度必須準(zhǔn)確。過長(zhǎng)會(huì)縮短活塞沖程，降低沖擊功；過短使活塞沖擊功無力，降低鑿巖速度。氣腿式鑿巖機(jī)使用的釬尾長(zhǎng)度為108mm，其偏差規(guī)定為±0.1mm，釬尾端面應(yīng)垂直釬桿軸線并要平整。釬尾橫斷面尺寸應(yīng)與釬尾正好配合，過緊卸裝不便；過松容易磨損轉(zhuǎn)動(dòng)全，并只—易使釬桿產(chǎn)生橫向振動(dòng)與彎曲應(yīng)力而折斷。釬尾應(yīng)在油中淬火，其硬度以稍低于活塞硬度為宜，過軟容易被打堆；過硬則會(huì)損壞活塞。一般釬尾端面硬度應(yīng)控制在HRC49—55。釬尾中心孔應(yīng)子擴(kuò)大并達(dá)到規(guī)定深度，以便水針順利插入釬尾。2022/12/1620§3.2沖擊式鑿巖工具三、釬尾和釬2022/12/1921§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具一、破巖原理旋轉(zhuǎn)式鉆眼破巖原理如圖3-6所示。釬刃在軸向壓力p的作用下侵入巖石，同時(shí)釬刃不停地旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)力矩M推動(dòng)釬刃向前切削巖石。在p和M的共同作用下，孔底巖石連續(xù)沿螺旋線破壞，切削下來的巖石碎屑，沿著釬桿的螺旋溝排出或用壓力水排除。2022/12/1621§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具一、破巖原理2022/12/1922§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具二、鉆眼機(jī)械旋轉(zhuǎn)式鉆眼機(jī)械有電動(dòng)、氣功、液壓驅(qū)動(dòng)三種。液壓鉆機(jī)尚處于試驗(yàn)研究階段。大量使用的是電鉆。電鉆技使用條件和推進(jìn)方式，分為手持式煤電鉆和支架式巖石電鉆兩種。

(一)煤電鉆煤電鉆由電動(dòng)機(jī)、減速器、手柄、散熱風(fēng)扇和外殼組成。電動(dòng)機(jī)為三相交流異步籠型全封閉感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電壓力127v，功率一般為1.2kW。減速器一般由二級(jí)外嚙合圓柱齒輪構(gòu)成。散熱風(fēng)扇裝在機(jī)軸后端，與電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)。煤電鉆的外殼用鑄鋁合金制成，要求嚴(yán)密隔爆，殼外設(shè)有軸向散熱片，由風(fēng)扇冷卻。手柄上設(shè)有開關(guān)扳手，手柄包有絕緣橡膠，以防觸電。為了降塵，制成中孔供水濕式煤電鉆。MZ—12S型煤電鉆是MZ—12型煤電鉆的派生系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品屬礦用隔爆型。鉆眼時(shí)，由供水開關(guān)控制，通入適量清水，經(jīng)字心麻花鉆桿，在鉆桿端部的空心鉆頭處噴水，噴水后其平均粉塵濃度僅為干式鉆眼時(shí)粉塵濃度的5％。煤電鉆適用于煤層和f＜4的軟巖中鉆眼。國(guó)產(chǎn)煤電鉆的技術(shù)特征見表3—6。2022/12/1622§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具二、鉆眼機(jī)械2022/12/1923§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具2022/12/1623§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具2022/12/1924§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具（二)巖石電鉆巖石電鉆由于電機(jī)容量大，質(zhì)量大，鉆進(jìn)時(shí)需要很大的軸推力，故必須有自動(dòng)推進(jìn)與支撐設(shè)備。巖石電鉆安裝在特制的導(dǎo)軌上，由電動(dòng)機(jī)、減速箱、牽引裝置、機(jī)殼和供水裝置組成(圖3—7)。電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速后帶動(dòng)蝸輪蝸桿，通過摩擦離合器，帶動(dòng)鏈輪在鏈條上正反轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)巖石電鉆沿導(dǎo)軌前后移動(dòng)。2022/12/1624§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具（二)巖石電2022/12/1925§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具

巖石電鉆采用六角中空鋼釬，濕式鉆眼，其破巖方式仍為旋轉(zhuǎn)式。在堅(jiān)硬的巖石中使用時(shí)，要求有很大的軸推力和旋轉(zhuǎn)力矩，而且鉆頭極易磨損，故效率難以提高。在f＝4~6的巖石中鉆眼比較適宜。巖石電鉆的技術(shù)特征見表3—7。2022/12/1625§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具巖2022/12/1926§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具三、鉆眼工具（一）鉆頭鉆頭是直接破巖的部分，工作時(shí)要承受很大的軸推力和扭力矩，故要求它堅(jiān)固、耐磨，具有適當(dāng)?shù)膸缀涡螤畛叽?；最常用的是兩翼鉆頭，它由刃、鉆頭體部和連接部組成，構(gòu)造鉆刃部分鑲有硬質(zhì)合金片，通常采用YG—6型和YG—8型。鉆頭直徑D取決于藥卷直徑，一般為38~45mm。鉆頭與鉆桿用螺紋聯(lián)接。2022/12/1626§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具三、鉆眼工具2022/12/1927§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具(二)鉆桿鉆桿的作用是向鉆頭傳遞軸推力和旋轉(zhuǎn)扭矩。煤電鉆鉆桿由菱形或矩形斷面的碳素工具鋼(T7、T8)扭制而成，俗稱麻花鉆桿(圖3—8)。鉆眼時(shí)，巖粉能自動(dòng)沿鉆桿上的螺旋溝槽排出。矩形斷面的鉆桿，強(qiáng)度較小，但排粉能力大，適用于煤層中鉆眼。菱形斷面的鉆桿，雖然排粉能力低一些，但強(qiáng)度較大，放應(yīng)用較多：鉆桿前部的方槽與尾孔必須與鉆頭的尺寸相符合，鉆頭插入后用銷釘固定。鉆桿尾部的直徑與長(zhǎng)度應(yīng)與電鉆的釬套筒尺寸相吻合。當(dāng)采用MZ—12S型中心孔供水濕式煤電鉆時(shí)，要選用中空麻花鉆桿和空心鉆頭。巖石電鉆鉆桿，要求強(qiáng)度高，能承受較大的軸推力和扭矩。濕式排粉一般都采用六角中空鋼或中空?qǐng)A鋼制作。2022/12/1627§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具(二)鉆桿2022/12/1928§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具四、影響旋轉(zhuǎn)式鉆眼速度的因素

(一)軸推力與鉆速的關(guān)系鉆頭在軸推力逐漸增大時(shí)，壓入巖石的深度呈跳躍式增加，當(dāng)壓力小于某一臨界值時(shí)，巖石只作彈性或塑性變形，并不破碎。因此，軸推力和鉆速的關(guān)系也是跳躍式的。圖3-9所不的曲線表不當(dāng)鉆速為650r／min時(shí)，在無煙煤中鉆眼的軸推力與鉆速的關(guān)系。在v—F曲線中，當(dāng)F＜280N時(shí)，由于刃尖下的巖石只作彈性和塑性變形，鉆頭僅能將巖石表面破碎，故2J很?。划?dāng)F＞280N時(shí)，巖石開始破碎，F(xiàn)雖然增大不多，刃尖切入巖石的深度卻大大增加，因而2J急劇上升；當(dāng)F達(dá)530N時(shí)，出現(xiàn)第一個(gè)v的最大值；F超過530N后，由于刃尖浸人巖石的深度并沒有繼續(xù)增加，而回轉(zhuǎn)阻力卻因F的增加而加大了，故p反而下降；直至F增加到900N以后，v才又隨F的增加而上升，這是由于刃尖浸入巖石的深度又開始躍增的緣故；繼續(xù)增加F值，將再次出現(xiàn)v的最大值，所以v-F、曲線是呈波浪式變化的。當(dāng)然軸推力也不對(duì)任意增大，否則會(huì)使電鉆過負(fù)荷。2022/12/1628§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具四、影響旋轉(zhuǎn)2022/12/1929§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具(二〕轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)鉆速的影響當(dāng)軸推力一定時(shí)，在煤層中鉆眼，鉆頭轉(zhuǎn)數(shù)n和鉆速v的關(guān)系如圖3—10所示。從曲線中可見，對(duì)某一種巖石有一個(gè)最優(yōu)轉(zhuǎn)數(shù)、此時(shí)的鉆速最大。超過最優(yōu)轉(zhuǎn)數(shù)，由于刃尖切割巖石時(shí)，巖石變形沒有充裕的時(shí)間向前傳遞，而且切削下來的巖石碎屑也來不及排除，造成巖屑積滯重復(fù)破碎，故鉆速反而下降。最優(yōu)鉆速的數(shù)值取決于巖石的堅(jiān)固程度，巖石越堅(jiān)硬最優(yōu)轉(zhuǎn)數(shù)值越小。2022/12/1629§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具(二〕轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)2022/12/1930§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具

(三)在不同軸推力和轉(zhuǎn)速條件下，所消耗的功率和鉆速的關(guān)系

在煤層中鉆眼，當(dāng)軸推力F不變時(shí)，電鉆功率P和鉆速v的關(guān)系如圖3-11中實(shí)線所示；各條虛線表示轉(zhuǎn)速不變時(shí)，P和v的關(guān)系。從圖中可以看出，當(dāng)n小于最優(yōu)值時(shí)，增加F能使v增加很快而P增加不多；當(dāng)n為最優(yōu)值時(shí)，增加F則v增加甚微；當(dāng)n大于最優(yōu)值時(shí)，增加F將使v減小而P反而增大。所以在實(shí)際工作中，應(yīng)選擇最優(yōu)的電鉆轉(zhuǎn)數(shù)，不要過分加大轉(zhuǎn)數(shù)，軸推力也要適當(dāng)?shù)丶哟?，否則既費(fèi)力又耗能，鉆速反而下降。2022/12/1630§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具(三)在不2022/12/1931§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具

思考題

1．沖擊式鑿巖的原理是什么?2．提高鑿巖效率的措施有哪些?3．旋轉(zhuǎn)式鉆眼破巖原理是什么?4．影響旋轉(zhuǎn)式鉆眼速度的因素有哪些?并進(jìn)行分析。2022/12/1631§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具思考第三章鉆眼機(jī)具沖擊式鑿巖機(jī)械、工具旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具第三章鉆眼機(jī)具沖擊式鑿巖機(jī)械、工具2022/12/1933第三章鉆眼機(jī)具井巷掘進(jìn)破巖常用的方法有機(jī)械破巖與鉆眼爆破破巖兩種。使用最普遍的仍是鉆眼爆破破巖。鉆眼機(jī)械按使用的動(dòng)力不同可分為：氣動(dòng)鑿巖機(jī)、電動(dòng)鑿巖機(jī)、液壓和內(nèi)燃鑿巖機(jī)。按破巖機(jī)理可分為：沖擊式、旋轉(zhuǎn)式和旋轉(zhuǎn)沖擊式三類。井巷掘進(jìn)在巖石上鉆眼，主要采用沖擊式氣動(dòng)鑿巖機(jī)；在煤和軟巖中鉆眼則主要采用旋轉(zhuǎn)式煤電鉆。2022/12/162第三章鉆眼機(jī)具井巷掘進(jìn)破巖常用的方2022/12/1934沖擊式鑿巖機(jī)械，按安設(shè)與推進(jìn)方式可分為：手持式、氣腿式、向上式和導(dǎo)軌式四種。手持式鑿巖機(jī)可以鉆鑿任意方向的炮眼，需要人力支撐與推進(jìn)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，僅在立井掘進(jìn)中仍有使用。氣腿式鑿巖機(jī)的機(jī)身下有一個(gè)氣腿，起支撐與推進(jìn)作用，主要用來鉆鑿水平和傾斜的炮眼。由于操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，使用最為廣泛。定型產(chǎn)品有YT-23型(原7655型)和YT—24型等。國(guó)產(chǎn)氣動(dòng)鑿巖機(jī)的主要技術(shù)特征見表3-1。向上式(伸縮式)鑿巖機(jī)的尾部固定有一個(gè)可伸縮的氣腿，它既是支架又是推進(jìn)器。主要用于掘進(jìn)反井、煤倉及鉆頂板錨桿眼時(shí)采用。它可以自下向上鉆鑿與水平成60°~90°角的炮眼。導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)由于質(zhì)量大，沖擊力大，需要與鑿巖臺(tái)車(鉆車)或鑿巖柱架配套使用。可鉆鑿水平及各種方向的炮眼?！?.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/163沖擊式鑿巖機(jī)械，按安設(shè)與推進(jìn)方式可分為2022/12/1935§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/164§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/1936§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械一、沖擊式鑿巖機(jī)破巖原理鑿巖機(jī)是利用壓氣推動(dòng)機(jī)體內(nèi)的活塞前后移動(dòng)打擊釬子完成鉆眼工作的。它的破巖原理(鉆孔形成過程)如圖3-1所示。釬刃在沖擊力F的作用下鑿入巖石，鑿出深度為A的溝槽I-I，然后將釬子轉(zhuǎn)動(dòng)一角度β，再次沖擊，此時(shí)不但鑿出溝槽Ⅱ-Ⅱ，而且兩條溝槽之間的巖石，也被沖擊時(shí)產(chǎn)生的水平力H剪切掉。為使釬刃始終作用在新的巖面上，必須及時(shí)排除巖石碎屑。沖擊、轉(zhuǎn)桿、排粉，往復(fù)循環(huán)地持續(xù)進(jìn)行，便可鑿出圓形炮眼。2022/12/165§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械一、沖擊式鑿2022/12/1937§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械二、氣動(dòng)鑿巖機(jī)氣動(dòng)鑿巖機(jī)類型雖多，但其結(jié)構(gòu)大同小異?，F(xiàn)以YT—23型鑿巖機(jī)為例，說明其構(gòu)造和動(dòng)作原理。

YT-23型鑿巖機(jī)外形如圖3-2所示。主機(jī)由柄體、缸體和機(jī)頭三個(gè)部件組成，利用兩根螺桿固裝在一起。柄體又名后蓋，它由柄體、把手、水針、操縱閥、水閥、換向閥、調(diào)壓閥等部件組成。操縱閥控制機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)；調(diào)壓閥掌握氣腿的推力；換向閥控制氣腿的減壓放氣。機(jī)身由缸體和缸體內(nèi)的棘輪、螺旋棒(來復(fù)捧)、閥柜、閥、閥套、活塞、導(dǎo)向套、消音罩等組成。依靠這些部件，實(shí)現(xiàn)配氣、沖擊和轉(zhuǎn)釬動(dòng)作。機(jī)頭部分由機(jī)頭、轉(zhuǎn)動(dòng)套、釬尾套和釬卡等組成，它起著傳遞扭矩和卡釬的作用。2022/12/166§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械二、氣動(dòng)鑿巖2022/12/1938§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械三、電動(dòng)鑿巖機(jī)和液壓鑿巖機(jī)氣動(dòng)鑿巖機(jī)需要裝備功率較大的空氣壓縮機(jī)和敷設(shè)較長(zhǎng)的管路，能量利用率和傳送效率較低。鑿巖機(jī)工作時(shí)，機(jī)體振動(dòng)大，噪聲高(100~130dB)，油水霧造成能見度差。近20年來，國(guó)內(nèi)外都在研制、生產(chǎn)和試用電動(dòng)鑿巖機(jī)和液壓鑿巖機(jī)。(一)電動(dòng)鑿巖機(jī)電動(dòng)鑿巖機(jī)是以電為動(dòng)力，為了把電動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)沖擊運(yùn)動(dòng)，常采用的結(jié)構(gòu)形式有偏心塊式與活塞壓氣式兩種。電動(dòng)機(jī)為礦用隔爆水冷式，可用于煤礦井下。電動(dòng)鑿巖機(jī)的技術(shù)特征見表3-2。(二)液壓鑿巖機(jī)液壓鑿巖機(jī)的鉆速高，一般可比氣動(dòng)鑿巖機(jī)鉆速提高2倍多；沒有排氣，消除了排氣噪聲，消除了水霧油霧，工作環(huán)境得到改善；采用高壓油為動(dòng)力，所有運(yùn)動(dòng)部件都浸在油液中工作，潤(rùn)滑條件好。它可以鉆較深和直徑較大的炮眼。2022/12/167§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械三、電動(dòng)鑿巖2022/12/1939§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械液壓鑿巖機(jī)與氣動(dòng)鑿巖機(jī)一樣，也由沖擊機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)及排粉機(jī)構(gòu)等組成。液壓鑿巖機(jī)可用壓氣、水或氣水混合物進(jìn)行排粉，為了提高鑿巖速度，多采用壓力高、流量大的沖洗水排粉。供水方式有中心供水與旁側(cè)供水兩種。中心供水時(shí)，活塞中空；旁側(cè)供水時(shí)，釬尾有徑向水孔。液壓鑿巖機(jī)多為高頻重型導(dǎo)軌式鑿巖設(shè)備，一般要和鑿巖臺(tái)車配套使用，利用臺(tái)車上的導(dǎo)軌和推進(jìn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)推進(jìn)。2022/12/168§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械液壓鑿巖2022/12/1940§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械四、提高鑿巖效率的措施提高鑿巖效率是鑿巖工作的中心問題。其主要措施如下：

(1)合理選擇與正確使用鑿巖機(jī)。司機(jī)操作要熟練，并要加強(qiáng)保養(yǎng)與維修鑿巖機(jī)，保證鑿巖機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)保證氣壓。工作面氣壓應(yīng)不低于0.5MPa。實(shí)踐表明，氣壓提高或降低0.1MPa，相應(yīng)的鉆速就能提高或降低30％左右。因此，必須盡量減少管路損失，防止壓氣漏損，進(jìn)氣膠管不要過長(zhǎng)，同時(shí)要合理確定鑿巖機(jī)工作臺(tái)數(shù)。氣壓過高不好，它會(huì)引起鑿巖機(jī)劇烈振動(dòng)，使零部件磨損加快，耗氣量增大。

(3)合適的軸向推力。軸推力不足，釬頭不能有效地接觸和破碎巖石，同時(shí)還會(huì)使機(jī)體振動(dòng)，容易損壞釬子和機(jī)件；軸推力過大，增加了釬子回轉(zhuǎn)阻力，降低回轉(zhuǎn)速度和沖擊功，甚至引起停鉆。在一定條件下，各類鑿巖機(jī)均有相應(yīng)的最優(yōu)軸推力，軸推力大小主要取決于鑿巖機(jī)的氣缸直徑和使用氣壓。若氣缸直徑大、氣壓高，則所需施加的軸推力大。(4)正確確定眼徑和眼深。炮眼直徑和深度加大，鉆速必然下降，氣腿式鑿巖機(jī)適合的炮眼直徑為38~46mm，眼深不宜超過5m。(5)改善勞動(dòng)組織，提高鑿巖的工時(shí)利用率，減小輔助作業(yè)時(shí)間。(6)快速排除故障。在鑿巖過程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障，及時(shí)消除故障是保證鉆眼工作順利進(jìn)行和提高鑿巖工時(shí)利用率的重要措施，因而必須熟悉各種故障產(chǎn)生原因和掌握其處理方法。2022/12/169§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械四、提高鑿巖2022/12/1941§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械應(yīng)注意掌握故障的分類、現(xiàn)象、原因與處理方法。2022/12/1610§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械應(yīng)注意掌握2022/12/1942§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/1611§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/1943§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/1612§3.1沖擊式鑿巖機(jī)械2022/12/1944§3.2沖擊式鑿巖工具沖擊式鉆眼工具，又稱釬子。它由釬頭、釬桿、釬尾和釬肩組成。釬子有整體釬子與活頭釬子兩種。前者由于釬刃強(qiáng)度低、不耐用、損耗大力口工及搬運(yùn)工作量繁重等缺點(diǎn)，已很少使用。廣泛使用的是活頭釬子(圖3-3)。2022/12/1613§3.2沖擊式鑿巖工具沖擊式鉆2022/12/1945§3.2沖擊式鑿巖工具一、釬頭釬頭是直接破碎巖石的部分。它的形狀、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)以及加工工藝等是否合理，都直接影響著鑿巖效率和本身的磨損。釬頭要求鋒利、堅(jiān)韌耐磨、排粉順利、制造及修磨簡(jiǎn)便，而且成本要低。

(一)釬頭的類型釬頭的形狀較多，現(xiàn)場(chǎng)常用的有一字形和十字形，近年來鑲硬質(zhì)合金齒的球齒釬頭已開始使用。一字形釬頭沖擊力集中，一次鑿入巖石的深度大，鑿速較快，制造和修磨工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)是在鑿裂隙性的巖石時(shí)易夾釬，直徑磨損較快。有時(shí)鑿出的炮眼不圓。十字形釬頭克服了一字形釬頭的缺點(diǎn)，但鑿速較低，而且合金片的用量大，制造與修磨工藝復(fù)雜。球齒釬頭是在釬頭體上鑲嵌幾顆球形或錐球形硬質(zhì)合金齒而成，其優(yōu)點(diǎn)是：合理布置球齒，能使沖擊能量在眼底均勻分布，鑿巖速度較快；開眼容易、不易夾釬、炮眼圓；重復(fù)破巖少，巖屑呈粗顆粒狀，粉塵少；耐磨等。球齒釬頭適用于磨蝕性較高的硬脆巖層中鑿眼。

2022/12/1614§3.2沖擊式鑿巖工具一、釬頭2022/12/1946§3.2沖擊式鑿巖工具(二)釬頭結(jié)構(gòu)與幾何參數(shù)

(1)刃角。即釬頭兩個(gè)刃面的夾角，一般為110°。刃角小，鉆速快，但易磨鈍和碎裂；刃角大，不利于破碎巖石，鉆速慢。通常用于堅(jiān)硬巖石時(shí)，刃角可大些，防止崩刃及減輕磨損。為避免沖擊時(shí)釬刃兩端承受彎曲應(yīng)力而掉角，一字形的釬刃不做成平直的，而做成曲率半徑約為180mm的弧形。同理，球齒釬頭的周邊齒一般向外傾斜30°~50°。

(2)隙角。即釬頭體兩側(cè)面的傾角。它可以減少釬頭與孔壁的磨擦，能避免卡釬。隙角過小，容易卡住釬頭；隙角過大，釬頭會(huì)產(chǎn)生崩角，且直徑易磨小。一般隙角為3°，球齒釬頭隙角在7°左右。

(3)釬頭直徑。為保證藥卷順利裝入炮眼，釬頭直徑一般為38~43mm。

(4)排粉溝和吹洗孔。排粉溝一般布置在釬頭的頂部和側(cè)面。吹洗孔可布置在釬頭巾心或兩側(cè)，以便吹洗巖粉。

(三)硬質(zhì)合金片的選擇釬頭體上鑲焊的是鎢鉆類硬質(zhì)合金，是將碳化鎢粉末與鉆粉按一定比例配合，壓制成形后經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的。這種鎢鉆合金具有碳化鎢的高硬度、高抗壓強(qiáng)度，又具有鈷的良好韌性。常用硬質(zhì)合金片的主要特征見表3—4。2022/12/1615§3.2沖擊式鑿巖工具(二)釬頭結(jié)2022/12/1947§3.2沖擊式鑿巖工具

沖擊式鑿巖機(jī)常用的牌號(hào)為YG—8C、YG—11C、YG—11、YG—15。Y表示“硬”質(zhì)合金拼音子頭，G表示鈷：后面的數(shù)字為合金中含鈷的百分?jǐn)?shù)。C表示“粗“晶粒合金。合金硬度和耐磨性隨鉆的含量而改變，含鉆越少則越硬越耐磨，韌性降低；含鉆量大，則韌性好，硬度及耐磨性降低；含鈷量相同時(shí)，粉末顆粒越細(xì)越耐磨，但也越脆；晶粒粗則韌性好。2022/12/1616§3.2沖擊式鑿巖工具2022/12/1948§3.2沖擊式鑿巖工具(四)釬頭與釬桿的連接釬頭與釬桿的連接方法有兩種：螺紋連接和錐形連接。前者加工較復(fù)雜、安裝、拆卸不便，已很少使用。采用較多的是錐形接頭(圖3-4)，它依靠錐體間的摩擦力楔緊，一般錐體角為1°30′~3°30′，錐形頂角為3°~7°。前端應(yīng)留有6~8mm的間隙，以免損壞釬頭。2022/12/1617§3.2沖擊式鑿巖工具(四)釬頭2022/12/1949§3.2沖擊式鑿巖工具二、釬桿

(一)釬桿的作用與受力分析釬桿是傳遞沖擊功與間轉(zhuǎn)力矩的細(xì)長(zhǎng)桿體。沖擊時(shí)又由于橫向振動(dòng)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。在每分鐘高達(dá)2000多次的重復(fù)沖擊力的作用下，釬桿承受著沖擊疲勞應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等，因此很容易產(chǎn)生疲勞破壞。釬子的破壞，常從某一薄弱的橫斷面上(如淬火時(shí)產(chǎn)生的微小裂紋，中心孔不圓正，鋼材中偶有粗大晶粒等)形成疲勞核心開始，工作中又不斷擴(kuò)大，這是導(dǎo)致斷釬的根源。因此，必須注意嚴(yán)格選擇材料。(二)釬桿的選擇釬桿橫斷面形狀常有中空六角形與空?qǐng)A形兩種，以中空六角形B22、B25使用最多，中空?qǐng)A形D32、D38多用于重型導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)上。我國(guó)過去使用的釬鋼是中空碳7(ZKT7)和中空碳8(ZKI8)等碳素工具鋼，疲勞強(qiáng)度低，易產(chǎn)生裂縫、折斷，壽命短。近十多年來，開始推廣使用中空合金鋼，鋼種有：中空8鉻(ZK8Cr)、中空55硅錳鋼(ZK55SiMnMo)等。這些合金鋼具有強(qiáng)度高、抗疲勞性能好、耐磨蝕等優(yōu)點(diǎn)。其價(jià)格較貴，但使用壽命要比碳素工具鋼腐3~5倍、因此使用很多。釬桿的材料選擇見表3-5。2022/12/1618§3.2沖擊式鑿巖工具二、釬桿(二2022/12/1950§3.2沖擊式鑿巖工具2022/12/1619§3.2沖擊式鑿巖工具2022/12/1951§3.2沖擊式鑿巖工具三、釬尾和釬肩釬尾是直接承受活塞沖擊和扭轉(zhuǎn)的部分。釬肩則用來限制釬尾插入機(jī)體的長(zhǎng)度，并使釬卡能卡住釬桿不致從釬尾套中脫落。釬尾和釬肩的形式、規(guī)格如圖3—5所示。六角形釬桿用環(huán)形釬肩，圓形釬桿用耳形釬肩，向上式鑿巖機(jī)用的釬子沒有釬肩，機(jī)頭內(nèi)有限定釬尾長(zhǎng)度的砧柱。釬尾的長(zhǎng)度必須準(zhǔn)確。過長(zhǎng)會(huì)縮短活塞沖程，降低沖擊功；過短使活塞沖擊功無力，降低鑿巖速度。氣腿式鑿巖機(jī)使用的釬尾長(zhǎng)度為108mm，其偏差規(guī)定為±0.1mm，釬尾端面應(yīng)垂直釬桿軸線并要平整。釬尾橫斷面尺寸應(yīng)與釬尾正好配合，過緊卸裝不便；過松容易磨損轉(zhuǎn)動(dòng)全，并只—易使釬桿產(chǎn)生橫向振動(dòng)與彎曲應(yīng)力而折斷。釬尾應(yīng)在油中淬火，其硬度以稍低于活塞硬度為宜，過軟容易被打堆；過硬則會(huì)損壞活塞。一般釬尾端面硬度應(yīng)控制在HRC49—55。釬尾中心孔應(yīng)子擴(kuò)大并達(dá)到規(guī)定深度，以便水針順利插入釬尾。2022/12/1620§3.2沖擊式鑿巖工具三、釬尾和釬2022/12/1952§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具一、破巖原理旋轉(zhuǎn)式鉆眼破巖原理如圖3-6所示。釬刃在軸向壓力p的作用下侵入巖石，同時(shí)釬刃不停地旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)力矩M推動(dòng)釬刃向前切削巖石。在p和M的共同作用下，孔底巖石連續(xù)沿螺旋線破壞，切削下來的巖石碎屑，沿著釬桿的螺旋溝排出或用壓力水排除。2022/12/1621§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具一、破巖原理2022/12/1953§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具二、鉆眼機(jī)械旋轉(zhuǎn)式鉆眼機(jī)械有電動(dòng)、氣功、液壓驅(qū)動(dòng)三種。液壓鉆機(jī)尚處于試驗(yàn)研究階段。大量使用的是電鉆。電鉆技使用條件和推進(jìn)方式，分為手持式煤電鉆和支架式巖石電鉆兩種。

(一)煤電鉆煤電鉆由電動(dòng)機(jī)、減速器、手柄、散熱風(fēng)扇和外殼組成。電動(dòng)機(jī)為三相交流異步籠型全封閉感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電壓力127v，功率一般為1.2kW。減速器一般由二級(jí)外嚙合圓柱齒輪構(gòu)成。散熱風(fēng)扇裝在機(jī)軸后端，與電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)。煤電鉆的外殼用鑄鋁合金制成，要求嚴(yán)密隔爆，殼外設(shè)有軸向散熱片，由風(fēng)扇冷卻。手柄上設(shè)有開關(guān)扳手，手柄包有絕緣橡膠，以防觸電。為了降塵，制成中孔供水濕式煤電鉆。MZ—12S型煤電鉆是MZ—12型煤電鉆的派生系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品屬礦用隔爆型。鉆眼時(shí)，由供水開關(guān)控制，通入適量清水，經(jīng)字心麻花鉆桿，在鉆桿端部的空心鉆頭處噴水，噴水后其平均粉塵濃度僅為干式鉆眼時(shí)粉塵濃度的5％。煤電鉆適用于煤層和f＜4的軟巖中鉆眼。國(guó)產(chǎn)煤電鉆的技術(shù)特征見表3—6。2022/12/1622§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具二、鉆眼機(jī)械2022/12/1954§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具2022/12/1623§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具2022/12/1955§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具（二)巖石電鉆巖石電鉆由于電機(jī)容量大，質(zhì)量大，鉆進(jìn)時(shí)需要很大的軸推力，故必須有自動(dòng)推進(jìn)與支撐設(shè)備。巖石電鉆安裝在特制的導(dǎo)軌上，由電動(dòng)機(jī)、減速箱、牽引裝置、機(jī)殼和供水裝置組成(圖3—7)。電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速后帶動(dòng)蝸輪蝸桿，通過摩擦離合器，帶動(dòng)鏈輪在鏈條上正反轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)巖石電鉆沿導(dǎo)軌前后移動(dòng)。2022/12/1624§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具（二)巖石電2022/12/1956§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具

巖石電鉆采用六角中空鋼釬，濕式鉆眼，其破巖方式仍為旋轉(zhuǎn)式。在堅(jiān)硬的巖石中使用時(shí)，要求有很大的軸推力和旋轉(zhuǎn)力矩，而且鉆頭極易磨損，故效率難以提高。在f＝4~6的巖石中鉆眼比較適宜。巖石電鉆的技術(shù)特征見表3—7。2022/12/1625§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具巖2022/12/1957§3.3旋轉(zhuǎn)式鉆眼工具三、鉆眼工具（一）鉆頭鉆頭是直接破巖的部分，工作時(shí)要承受很大的軸推力和扭力矩，故要求它堅(jiān)固、耐磨，具有適當(dāng)?shù)膸缀涡螤畛叽纾蛔畛Ｓ玫氖莾梢磴@頭，它由刃、鉆頭體部和連接部組成，構(gòu)造鉆刃部分鑲有硬質(zhì)合金片，通常采用YG—6型和YG—8型。鉆頭直徑D取決于藥卷直徑，一般為