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1、工程技术学院 露天矿钻机机型设计09 采矿工程（1）班 马和艺 2009171316 - 1-1、已知条件1、已知：（1）南露天煤矿 2012 年全年生产 1850 万吨原煤，煤的密度为1.38，硬度 f=4。（2）年剥离费岩 7100 万 m，岩的综合硬度 f=4（3）全年爆破煤的孔径：150mm，岩石孔径：250mm（4）正常作业天数 300 天，以三班循环作业。2、要求：（1）分别计算两种钻机的技术规格和工作参数（列表）（2）计算所需钻机的数量（四舍五入）（3）通过查资料列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表）3、参考项目：岩石的类型全年穿爆量穿爆参数参考同类型矿山的设备经验查找厂家提供
2、的设备技术规格和工作参数要求维护方便1.1 钻具结构的选择1.1.1 钻头原则：合理的钻头能够获得较大的钻进速度和合理的成本要求：表面硬度高，耐磨性好，形状简单，有足够的冲击韧性,能承受很大的动载荷。 、坚硬岩石凿岩比功较大，每个柱齿和钻头都承受较大额度载荷。要求钻头体和柱齿具有较高发强度。 、在可钻性较好的软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣量较大，这就要求钻头具有较强的排渣能力，最好选择三翼型或四翼型钻头。 、在节理比较发育的破碎带中钻进时，为减少偏斜，最好选用导向性较好的中间凹陷或中间凸出型钻头。工程技术学院 露天矿钻机机型设计09 采矿工程（1）班 马和艺 2009171316 - 2
3、- 、在含黏土的岩层中凿岩时，中间排渣空常常被堵死，最好选用侧排渣钻头。 、在韧行比较好的岩层中钻孔时，最好选用楔形齿钻头。1.1.2 冲击器选择 要求性能参数好，钻孔率高，结构简单，便于制造使用和维修，零部件可靠工整，适应性强，使用寿命长，能在各岩层中使用。冲击功计算孔径为 150mm 钻机=189.79J孔径为 250mm 钻机=471.1J所以孔径为 150mm 时选择冲击器型号 CZ-150，孔径为 250mm 时选择冲击器型号CZ-250冲击器技术特征型号 CZ-150 CZ-250钻头直径 mm冲击器外径 mm活塞直径 mm活塞重量 kg冲击功 kgm冲击频率次/分耗风量 m3/m
4、in工作风压 kg/m2冲击器长 mm冲击器重 kg150136908.02686012510357225021515529.77065030514172601.1.3 钻杆要求 钻孔时钻杆承受冲击振动扭矩和轴向力作用,其外壁又受孔壁和岩渣的强烈摩擦,工作条件比较恶劣,要求钻杆有足够的强度和刚度.冲击韧性, 采用厚壁无缝钢管两端旱有接头.而且钻杆直径越大,气流速度越高,排渣效果越好,一般环形截面的宽度取 10-25mm,深孔取下限,高气压取上限。1.2 钻机的工作参数合理的匹配1.2.1 转速 n(r/min) 95.0786Dn式中 D-钻孔直径， 。m 要求：保证钻头每次冲击后进入新的工作
5、面，不至于干磨钻头； 合理的转速与钻头的工作参数有关；JDA78.12054.78.12.工程技术学院 露天矿钻机机型设计09 采矿工程（1）班 马和艺 2009171316 - 3-20.4 r/min1n8.05613.6 r/min28.01.2.2 钻具转矩 M(Nm) 5.82DkMm式中 -转矩系数，0.81.2，一般取 1。mk要求：能够使钻头克服孔底的摩擦与剪切阻力以及钻具与孔壁的摩擦阻力，方便卸杆、防止卡钻；扭矩与孔深、岩性、孔径、硬度和节理发育程度成正比。2647Nm5.8102M7353Nm.221.2.3 冲击功 A(J)A=2.5410 D278.1A =2.5410
6、 150 700J1.A =2.5410 250 1000J2278.11.2.4 轴压力 P （N）HfPH)5.3( 要求：保持钻头始终与新面强行接触，不产生磨损。 轴压力是钻具推进力与重量之和=12kN431HP=12kN22.2.5 排渣风量 Q07.4bv工程技术学院 露天矿钻机机型设计09 采矿工程（1）班 马和艺 2009171316 - 4-式中 b - 岩渣的最大粒度. - 岩石密度. vdDkQ62104)(式中 k - 考虑漏风系数，取 k=1.5d - 钻杆外径。v - 岩渣的悬浮速度.0.151038.57.4104)35(.360621 Q min/30.24.6.
7、)(.622 i/31.3设备选型计算1.3.1 煤的孔径为 150mm，采用 KQ-150 钻机。钻机效率计算 潜孔钻机的生产能力采用计算法或参考类似生产矿的指标选取，潜孔钻机每台班生产能力 Vb (m)和钻机速度( )计算： /minc钻进速度： i/1.9758.20154.374,2kaDEnvz 每台班生产能力：V =0.6vTb 8.06.=223.7m/台班式中 ： 钻机钻进速度， ；v/minc钻机班时间，bT钻台班时间利用系数，取 0.8；冲击功， ；取 E=700EJ冲击频率， ；取 nz=1200zn1mi冲击能利用系数，取 0.60.8；取 k=0.8k工程技术学院 露
8、天矿钻机机型设计09 采矿工程（1）班 马和艺 2009171316 - 5-k-修正系数，取 3-7.5。钻孔直径，cm；D矿岩的凿碎比功， ;取 a=20 9.83/cmJ凿碎比功值数据可由下表查的：凿碎比功值矿岩硬度 f 硬度级别 软硬程度凿碎比功值 3/()Jcm70*9.81.3.2 钻机数量的确定钻机数量 N（台）按下式计算得： )1(eqpQ台1.295.037.238.15取钻机台数 3 台式中 设计的矿山规模，Q3/ma钻机台年穿孔效率， ；p每米炮孔的爆破量， ;q3/废孔率，%。取 e=5%e部分潜孔钻机的台班穿孔效率 m/(台.班)矿岩普氏硬度 f 金-80 YQ-15
9、0 KQ-170 KQ-200 KQ-25048 27 32 32 35 37812 20 25 25 30 301216 12 20 20 22 241618 - 15 15 18 201.3.3 岩石孔径 250mm 采用 KQ-250 潜空钻机工程技术学院 露天矿钻机机型设计09 采矿工程（1）班 马和艺 2009171316 - 6-潜空钻机的生产能力采用计算法或参考类似生产矿山的指标选取,钻机每台班生产能力 Vb (m)和钻机速度( )计算： /minc钻进速度： min/9.645.8920514.34,2 ckaDEnvz 每台班生产能力：Vb=0.6vTb 8.016. =14
10、9.5m/台班式中 ： 钻机钻进速度， ；v/minc钻机班时间， .bT钻机台班时间利用系数，取 0.8；冲击功， ；取 E=1000EJ冲击频率， ；取 nz=1200zn1mi冲击能利用系数，取 0.60.8；取 k=0.8kk-修正系数，取 3-7.5；钻孔直径，cm；D矿岩的凿碎比功， ;取 a=20 9.83/cmJ1.3.4 钻机数量 N（台）按式计算得: )1(eqpQ台9.15.035.4938.51704取钻机台数 16 台式中 设计的矿山规模，Q3/ma钻机台年穿孔效率， ；取p 3.41p每米炮孔的爆破量， ;取q3/07q工程技术学院 露天矿钻机机型设计09 采矿工程
11、（1）班 马和艺 2009171316 - 7-废孔率，%。取 e=5%e两种钻机的部分工作参数 钻 机 型 号钻具转 速r/min钻 具 转 矩N.m冲 击 功J轴压力 N排渣 风 量 min/3钻 进 速 度cm/min钻机台班生产能力m/台选 择 台 数KQ-150 20.4 2647 700 18 0.15 97.1 223.7 3KQ-250 13.6 7353 1000 18 0.24 64.9 149.5 161.4 钻机技术规格KQ150 型潜孔钻机技术规格： 钻孔直径（mm） 150 、165 爬坡能力（） 14钻孔深度（m） 电机总容量（kw） 58.5钻孔角度 向下与地面
12、成60、70、90 耗气量 /min3m17.5适用岩种 中硬以下及中硬 使用压力（Mpa） 0.50.7钻具转速（r/min）24.9 、33.2、49.8 供电电压（u） 380回转扭距（Nm）2400、2316、2060 配用冲击器 CIR-150 CIR-170一次推进行程（m）9 冲击功（J） 820推进轴压（N） 4100-19000 冲击频率（次/min） 8001750除尘方式 湿式（自带），干式（另配 FC-20）行走速度（km/h） 1行走方式 电动履带自行式KQ250 型潜孔钻机技术规格: 孔径（mm） 230-250 使用电压（V） 6000孔深（m） 16 总重（t） 45推进行程（m） 8.5 爬坡 10冲击功（J） 1800 冲击频率（次/min） 2200电机容量(kw) 387、3975 工作外形 102005930213工程技术学院 露天矿钻机机型设计09 采矿工程（1）班 马和艺 2009171316 - 8-30运输外形 20445 5930 5120 钻架高（m） 22一次钻进（m） 16参考文献：露天采矿机械 李晓豁 冶金工业出版社 2010露天采矿手册 中国矿业学院主编 煤炭工业出版社 1986课堂笔记抚顺东露天矿边坡稳定性分析李焕忠，李惠发，陈 思，张秀平(抚顺矿业集团有限责任公司东露天矿。辽宁抚顺113003
