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1、井巷工程实验指导书目录实验一 凿岩机工作原理与结构实验1实验二 凿岩试验7实验三 雷管性能测试8实验四 雷管爆速测定实验12说 明：一、实验目的和任务1、培养采矿学生初步掌握井巷工程测试实验的技能。2、验证所学理论、巩固所学知识并加深理解3、3个实验对学生进行实验研究的基本训练。二、考核：以学生的实验报告和做实验的表现考核为依据。三、参考资料：井巷工程课程实验指导书；15实验一 凿岩机工作原理与结构实验一、实验目的掌握7655型凿岩机的配气、转钎、排粉和气腿工作原理。了解FY一200A型注油器的自动注油原理。熟悉各部构造。二、实验原理1、配气与活塞往复运动 凿岩机是以压缩空气为动力的，在配气装
2、置的调节下，时而使压缩空气进入气缸后腔推动活塞向前运动(称冲程)，完成对钎子的冲击动作；时而使压缩空气进入气缸前腔推动活塞向后运动(称回程)，完成钎子的回转运动。活塞的往复运动是靠配气装置来自动调节，使其运动持续进行，以达到凿眼之目的。 下面将按图1l来分别讲解冲程与回程的配气工作原理。 1) 冲程 当活塞7位于后缸，配气阀8处于左侧，从柄体操纵阀孔1进来的压气，经气路2、3、4、5和6，进入气缸9的后腔，而前腔经排气孔与大气相通，故活塞在压气压力作用下，迅速向右运动，最终撞击钎尾。在活塞向右运动的过程中，活塞先封闭排气口，此时前缸仍由活塞上的花键槽向钎尾套泄气，以减少背压，较小影响活塞的加速
3、运动而增大其行程和防止冲洗水倒流入缸内，直到冲击点前78毫米，花键槽才被导向套10所堵死。活塞继续高速前移，气缸气体被压缩而压力上升，经气路11、12，作用在配气阀的后面。与此同时，活塞已把排气口打开，大量压缩空气则由气路4、5经阀前侧1毫米缝隙、气道6、后腔和排气口而排出。高速气体从阀前侧流过，降低了气体对阀前面的压力，于是阀开始前移，经23毫秒的时间，它便移到右侧封闭了气孔6，使气路4、5和12、1l联通，于是活塞冲程结束，回程开始。 2) 回程此时活塞位于气缸前腔，配气阀处于右侧；压气经气路1、2、3、4、5、12和11，进入气缸前腔，作用于活塞右端，因气缸后腔通大气，故活塞向左运动。在
4、运动过程中，后移78毫米，花键开始泄气，再后移45毫米，活塞左端面封闭排气口，再后移后腔气体被压缩，压力升高；当后移到前腔与排气口相通时，大量压气由气道4、5经阀后侧流过，降低了对阀后侧的压力，则驱使阀后移，经23毫秒时间，阀便移至左侧，封阀了前腔气道12、11，打开了阀套孔6，由操纵阀孔l送来的压气再次进入气缸后腔，于是又开始了第二个冲程。2、钎子的回转运动 如图12所示，7655型凿岩机的转钎机构是贯穿于气缸和机头中自勺，在活塞4大端内装有螺旋母，与活塞紧固成一体，螺旋棒3的螺旋形齿插入螺旋母中，螺旋棒大端装有四个棘爪2，在塔形弹簧的作用下抵住棘轮1的内齿。而棘轮靠定位销固定在气缸和柄体之
5、间，使之不能转动。转动套56勺右端内部有花键槽，与活塞4小端的花键相配合；其左端内固定有钎尾套6，套内有正六角形孔，钎尾就插入其中。由于棘轮机构具有单方向间歇旋转的特性，：故当活塞冲程时，活塞大端紧固的螺旋母带动螺旋棒沿图22中“”箭头所示的方向转动一定的角度，此时棘爪处于顺齿状态，它可以压缩塔形弹簧而随螺旋棒转动；当活塞回程时，由于棘爪处于逆齿状态，它在塔形弹簧的弹力作用下，抵住棘轮内齿，阻止螺旋捧转动。这时由于螺旋母的作用，迫使活塞在回程时沿螺旋棒上的螺旋槽依图12中“”箭头所示的方向转动。从而带动转动套及钎子转动一定角度。如此，活塞每冲击一次，钎子就转动次。钎子每次转角的大小与螺旋棒螺纹
6、导程、活塞行程有关，还与棘爪、螺旋母及钎尾等处的配合关系、磨损程度有关。3、炮孔的冲洗与强力吹扫 在凿岩的过程中将产生大量岩粉，必须及时地将其排出孔外，7655型凿岩机采用凿岩时注水加吹风和停止冲击时强力吹扫方式。 如图13(a)、(b)所示，当凿岩时风水联动冲洗机构自动注水，当停止凿岩时注水立即停止。其工作原理如下；压气从柄体气室经过进气孔道，到达注水阀的前端，克服了弹簧的压力，将注水阀推向后移，于是开启了水路，来自水管和柄体水孔的水便随即通水针，再经过钎子的中心孔注入孔底，以达到排粉捕尘之目的。当停止凿岩时，柄体气室的压气消失，这时注水阀前端的压气按原路返回于柄体气室并立即消散，于是弹簧将
7、注水阀压向前移，堵塞了水路，则停止注水。凿岩机还配带调水阀，用以调节水量的大小。当钎头出水孔被岩浆堵塞或打下向深孔，孔底残积大量岩浆时需强力吹扫，以达疏通水路，排除岩浆之目的。如图14所示，这时压气不经柄体气室和缸体内腔，而由缸壁上的专门孔道直达钎尾一端，再从水钎与钎子间隙及钎子中心水孔通过到孔底。强吹排出岩浆。为了防止强吹时活塞后退导致从排气口漏气，在气缸后腔壁上钻有一小孔与强吹专门孔道相通，使压气进入气缸后腔，保证强吹时活塞处于封闭排气口的位置，以防止漏气和影响强吹效果。为防止冲洗水倒流入机体内，特别是打上向孔时更易发生，在操纵阀的强力吹风孔部位还刻有一环形沟槽，可使机器无论在开或停时，都
8、总有一股压气沿强吹孔道，常吹过去，以防止水的倒流。4、气腿的伸缩及其力的调节 FTl60型气腿的伸缩是靠板机控制换向阀所处的位置来完成的。如图13(c)、(d)气路系统所示，压气经进气弯管、操纵阀孔、柄体孔道、调压阀孔、柄体及气缸下部的孔道等通路到达气腿横臂、架体气孔1，又通过架体垫孔2，直到气腿上腔3，推动活塞同伸缩管下伸；而气腿下腔5里的废气则经孔4、伸缩管内腔6、气针内孔7、架体与横臂孔8、缸体下部气道等废气回路、柄体及换向阀的环形沟槽、柄体上的排气孔排入大气中。如图23(e)、()所示，当扳动板机时，换向阀被板机压向右移，改变了进气和回气的方向，原进气通路变成了废气回路，原废气回路聋成
9、了进气通路，于是在压气的作用下，气腿子的伸缩管便自动缩回，以选择一个新的支点继续凿岩。 气腿子的主要功能是给凿岩机以支撑力和轴推力，两者的比例要靠气腿支撑角度来调节，而气腿力的大小则要靠扳动调压阀来调节。如图15所示，来自柄体的压气由调压阀右端部进入孔1，再经偏心槽2进入通向气腿上腔的孔道允。另外尚有一部份压气通过偏心槽3和横槽4泄入大气中。偏心槽2是个进气槽。偏心槽3是个泄气槽。二者的偏心方向相反。当顺时针扳动调压阀时，由于偏心槽逐渐加深，槽口断面积逐渐加大，而泄气槽则逐渐变浅，槽口断面积逐渐减小，可使进气量大于泄气量，于是压力逐渐上升，气腿顶力就逐渐增大。当逆时针扳动调压阀时则相反。当进气
10、口1完全对正孔且时，偏心槽3全部脱离孔，这时气腿顶力达最大值；当放气槽4完全对正孔d时，进气孔1连同偏心槽2全部脱离孔，这时气腿处于关死位置。在调压阀内，时刻都有一股压气经过孔道5进入容腔6内，以胀紧环形胶质涨圈，这样会使调压阀随时都可以固定在任何位置上。5、自动注油器 凿岩机及气腿子内部所有运动零件，都需要均匀润滑，才能保证机器的正常作业知延长其寿命。现代凿岩机的润滑，一般均在进气管路上连接一个自动注油器，来实现自动注油：图1-6所示为与7655型凿岩机配套使用的FY200A型自动注油器，其容积为200毫升，装满油可供凿岩机工作两个小时润滑零件之用。其自动注油原理如下：当凿岩机工作时，压气沿
11、箭头方向进入注油器后，一部分压气从油阀的迎风孔1进入壳体内腔2，给油面旋加压力。油阀上的出油孔3与压气流向垂直，在压气高速流动的条件下，出油孔3处形成压差，使润滑油从输油管4排出，经出油小孔3喷入压气管路中，呈现雾状，随同压气进入凿岩机和气腿，润滑各部运动零件。油量的大小，可用调油阀5来进行调节。三、实验仪器设备与工具1、沈阳风动工具厂生产7655型气腿式凿岩机1台；2、沈阳风动工具厂生产FT160型气腿1个；3、FY200A型注油器1个；4、凿岩机示教板1块；5、原理与结构图8份；6、扳手1个；7、铜棒1根。四、实验内容与操作步骤1、将气腿从凿岩机上卸下来，并注意气路的连能关系；2、卸下机头
12、部分；3、将凿岩机柄体与缸体分开，按图1-7熟悉操纵阀的5个功能位置和调压阀调节原理；4、在缸体外将机内零件组成如图1-2所示的钎子回转系统，表演冲程时钎子不转、螺旋棒转，回程时钎子回转，螺旋棒不转的动作；5、将注水阀体从柄体上卸下来，按图1-3（a）、（b）和图1-4熟悉风水联动冲洗岩粉与强吹系统；6、松开销紧圈，拧下架体，缸下架体垫与气管，卸下调压阀结合图1-3（c）、（d）、（c）、（f）和图1-5弄懂气腿伸缩与力的调节原理；7、观察注油器，参考图1-6了解自动注油器及其油量调节原理；8、将凿岩机各部零件重新组装在一起，恢复原状。注意缸体内零件应先装入活塞，接着先在外边将配气盒与螺旋棒、
13、棘轮等装成一体，一起装入缸体内。且要注意对准定位销位置。五、实验报告绘图说明7655型凿岩机的配气与转钎工作原理。六、思考题在凿岩机活塞与阀的配合上有无成为不能运动的“死”状况？如阀在右端，而活塞在左端，能否启动？制订人：张杰 审核人：张恩强2012年1月实验二、凿岩试验一、实验目的1、初步掌握凿岩机的操作方法；2、了解凿岩工作系统的构成；3、了解影响凿岩速度的主要因素。二、实验设备1、7655凿岩机1台；2、空压机1台；3、风管50米；4、可钻性不同的3种岩石；5、计时表、米尺和卡尺各1件。三、实验内容1、在老师指导下，将凿岩机、气腿子、空压机、风管接好，注意它们间的相互关系，联接方法。2、
14、开动空压机，当压力达到额定值时，开动凿岩机，注意空压机的工作参数和凿岩机的动作特点。3、分别用2种不同直径的钻头在3种不同可钻性的岩石上钻孔，分别标定凿岩时间和钻孔深度；用不同推力进行钻孔，分别记录相同时间内钻孔的深度。注意钻孔的形状，观察钻头的磨损情况。4、关闭凿岩机、空压机，拆卸第1步中建立的联接。四、实验报告1、绘制凿岩系统的构成，描述各部分的工作参数和动作特征。2、分别计算不同直径钻头在不同岩石上钻孔的凿岩速度；计算不同推力下钻孔的速度。3、分析钻头直径、岩石性质、推力与凿岩速度的关系，描述不同岩石对钻头的磨损情况。制订人：张杰 审核人：张恩强2012年1月实验三、雷管性能测试一、实验
15、目的1、掌握电雷管全电阻、最高安全电流、最小准爆电流和雷管爆力的检验方法。2、熟悉BQ-1型爆破器材参数综合测试仪和空气冲击波速度测试仪的使用方法。二、实验原理BQ-1型爆破器材参数综合测试仪是一种集成数字化的电信号测试仪，能够恒流并定时供电和测试时间间隔。1、 电雷管全电阻电雷管的全电阻系指桥丝电阻和脚线电阻之和。国产电雷管的全电阻值列于表31中。表31 国产电雷管的全电阻桥丝材料桥丝电阻()脚线长度(m)脚线材料全电阻()康铜0.71.02铁线铜线2.54.01.01.5镍铬2.53.02铁线铜线5.66.32.83.8合格电雷管的全电阻也存在着一定的误差，误差的大小事衡量电雷管质量的重要指标之一，电雷管全电阻决定了其在电爆网络中起爆性能。测试原理：仪器给雷管能以20mA恒流，根据电阻并联分流原理确定被测雷管的
