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1、 工程技术学院 10级采矿工程一班 王文林 指导老师：孟爱国工程技术学院 2019年8月5日设计课题: 露天矿潜孔钻机选型设计专业班级: 10级采矿工程(1)班 学生姓名: 王文林2010171105指导教师: 孟爱国学生成绩: 露天矿潜孔钻机选型设计说明书露天采矿钻机设备选型已知条件：1.南露天煤矿2013年全年生产1780万吨，煤的密度=1.48g/ ，硬度f5。2.年剥离废岩8400万，岩的综合硬度f=68。容重3.全年爆破煤的孔径：150mm，岩石孔径262mm。4.正常作业天数300天，以三班循环作业；要求1.分别计算两种孔径的台班效率，m/台班；2.计算所需钻机的数量（四舍五入）；
2、3.通过查资料列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表）；1.钻具的选择 潜孔钻机的钻具包括钻头、冲击器和钻杆。钻杆的两端有联接螺纹，一端与回转供风机构相联接，另一端联接冲击器。冲击器的前端安装钻头。钻孔时，回转供风机构带动钻具回转并向中空钻杆供给压气，冲击器冲击钻头进行凿岩，压气将岩碴排出孔外，推进机构将回转供风机构和钻具不断地向前推进。 1.1 钻头原则：合理的钻头能够获得较高的钻进速度和合适的钻孔成本。 1.1.1 坚硬岩石凿岩比功较大，每个柱齿和钻头体都承受较大的载荷，要求钻头体和柱齿具有较高的强度，因此，钻头的排粉槽个数不宜过多，一般选双翼型钻头，排粉槽的尺寸也不宜过大，以免降低钻头体
3、的强度。 1.1.2 在可钻性比较好的软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣量较大，这就要求钻头就有较强的排渣能力，最好选用三翼型或四翼型钻头，合金齿可选用弹齿或楔齿。 1.1.3 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型或中间凸出型钻头。 1.1.4 在含粘土的岩石中凿岩时，中间排渣孔常常被堵死，最好选用侧排渣钻头。第 1页 共 14页1.1.5 在韧性比较好的岩石中钻孔时，最好选用楔形齿钻头。1.2 冲击器 冲击器是潜孔钻机的心脏部件，它的质量优劣，直接影响着钻孔速度和钻孔成本。对冲击器的基本要求是：性能参数好，钻孔效率高：结构简单，便于制造、使用和维修；零
4、部件工作可靠，使用寿命长：能在各种岩层，如含水层里正常工作。 1.2.1 根据工作气压的压力等级合理选择相应等级的冲击器。 1.2.2 根据钻孔直径选择相应型号冲击器。 1.2.3 根据岩石坚固性选择相应冲击器。1.3 钻杆选取的要求 钻杆承受着冲击振动、扭矩及轴压力等复杂载荷的作用，并且由孔壁和钻杆之间排出的岩碴对其表面产生喷砂性的磨蚀作用。因此，要求钻杆有足够的强度、刚度和冲击韧性。钻杆一般采用中空厚壁无缝钢管。露天潜孔钻机一般只有二根钻杆，接杆可钻1518m深的孔。 钻杆直径的大小，应满足排碴的要求。由于供风量是一定的，排出岩碴的回风速度就取决于孔壁与钻杆之间的环形断面积的大小。对于一定
5、直径的钻孔，钻杆外径越大，回风速度越大。一般要求回风速度为2535m/s.。 1.3.1钻杆应有足够的强度、刚度和冲击韧性。1.3.2钻杆直径的大小，应满足排碴的要求。环形截面的环形宽度，一般取1025。2. 潜孔钻机主要性能参数2.1确定钻煤潜孔钻机的主要性能参数 2.1.1钻具钻速n 式中 D - 钻孔直径，。 2.1.2钻具钻矩M 式中 - 力矩系数，0.81.2，一般取1。D - 钻孔直径，mm。 2.1.3轴压力式中 D-钻孔直径，cm f-岩石坚固性系数,取f=8。 2.1.4排渣风量Q 式中 b - 岩渣的最大粒度，取15mm - 岩石密度， 式中 k - 考虑漏风系数，取k=1
6、.2 d - 钻杆外径，mm 查表1-2，查得d=133mm v - 岩渣的悬浮速度，m/s。根据钻孔直径及以上所需满足的参数要求选KQGY150为钻煤潜孔钻机,该机主要技术参数见表1-1表1-1 KQGY150露天高风压潜孔钻机技术特征 钻孔直径(mm) 152-185 行走速度(km/h) 1 钻孔深度(m) 17.5 单机爬坡能力 14 钻孔角度 向下于地面成75、90 电机总容量(kw) 58.5 适应岩种 各种岩石 外形尺寸(mm)工作状态 6440312512900 钻机转速(r/min) 24.9、33.2、49.8 运输状态 12000312538865 回转扭矩(N/m) 2
7、400/2316/2060 使用压力(Mpa) 1.05-2.46 一次推进行程(kg) 9 耗气量(m3/min) 17.5 推进轴压(kg) 0-5000 供电电压(V) 380 除尘方式 湿式(自带)、干式(另配FC20) 配用冲击器 DHD355K 行走方式 电动履带自行 总重量(t) 16钻杆外径（mm）133生产厂家英格索兰技术2.2钻岩的潜孔钻机的工作参数 2.2.1钻具钻速n 式中 D - 钻孔直径，。 2.2.2钻具钻矩M 式中 - 力矩系数，0.81.2，一般取1。D - 钻孔直径，mm。 2.2.3轴压力式中 D-钻孔直径，cm f-岩石坚固性系数,取f=8。 2.2.4
8、排渣风量Q 式中 b - 岩渣的最大粒度，取15mm - 岩石密度， 式中 k - 考虑漏风系数，取k=1.2 d - 钻杆外径，mm。查表1-2，查得d=219mm v - 岩渣的悬浮速度，m/s, 根据钻孔直径及以上所需满足的参数要求选KQ250为钻煤潜孔钻机,该机主要技术参数见表1-2表1-2 KQ-250露天高风压潜孔钻机技术特征 钻孔直径(mm) 230-250 行走速度(km/h) 1 钻孔深度(m) 16 单机爬坡能力 10 钻孔角度 向下于地面成90 电机总容量(kw) 397.5 适应岩种 各种岩石 外形尺寸(mm)工作状态 10200593021330 钻机转速(r/min
9、) 22.3 运输状态 20445593051200 回转扭矩(N/m) 9427.6 使用压力(Mpa)0.490.69 一次推进行程(m) 8.5 耗气量(m3/min)2530 推进轴压(kg) 0-9400 供电电压(V) 380 除尘方式 湿式(自带)、干式(另配FC20) 配用冲击器 DHD380 行走方式 电动履带自行 总重量(t) 45钻杆外径（mm）219生产厂家宣化风动机械厂3设备选型计算3.1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山的指标选取,钻机每台班生产能力Vb (m)和钻机速度()计算如下： 钻进速度： 每台班生产能力： 式中 ： 钻机钻进速度，
10、； 钻机班时间， 钻台班时间利用系数，取0.8；冲击功，冲击频率，冲击能利用系数0.60.8；取k=0.8钻孔直径，cm；矿岩的凿碎比功，K冲击功修正系数37.5； 取5 试中冲击功E 冲击频率查表1-3可得 矿岩的凿碎比功查表14可得3.1.1 KQGY150钻煤潜孔钻机每台班生产能力Vb (m)和钻机速度()计算如下： 钻进速度： 每台班生产能力： 3.1.2 KQ250钻岩潜孔钻机每台班生产能力Vb (m)和钻机速度()计算如下： 钻进速度： 台班生产能力： 表1-3 名达正宇MDZY中高风压DHD系列冲击器型号及参数冲击器型号钻孔直径 (mm)长度(mm)外径(mm)重量(kg)工作风
11、压(MPa)耗风量(m3/min)冲击功(N.M)冲击次数(次/分)DHD355K1301521098124701.2-2.14.5-18800800-1500DHD380203-35015511812770.82.112-311560860-1510表1-4 凿碎比功值矿岩硬度f硬度级别软硬程度凿碎比功值3极软70*9.8 3.2钻机数量的确定钻机数量N（台）按下式计算得： 式中 Q-设计的矿山规模，t/a P-钻机台年穿孔效率,m/a -每米炮孔的爆破量,t/m -废孔率%,取 试中每米炮孔爆破量查表1-5取值 表1-5 每米炮孔爆破量钻机型号段高10KQGY150底盘抵抗线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底盘抵抗线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钻煤潜孔钻机数量确定 故钻煤潜孔钻机数应为6台3.2.2 KQ250钻岩潜孔钻机数量确定故钻岩潜
