论文部分内容阅读
摘 要：我国凿岩设备随着设计的进一步完善，加上精益制造，维护和保养意识的强化，在性价比上赶超进口设备，并将完全取代进口，逐步实现批量出口，本文就液压凿岩设备在矿山的应用做了探讨和分析。
关键词：液压；凿岩设备；矿山
随着液压控制和计算机技术的发展和应用，凿岩循环已实现自动化，为全自动化凿岩钻车（凿岩机器人）的研制创造了条件。各国制造商开始研究把凿岩技术、电子计算机技术和自动控制技术相结合，进入到计算机控制凿岩的崭新技术领域。凿岩机器人具有自动开孔、自动定位与移位以及遥控操作和远程控制等功能，不仅能完成人不能完成的作业，而且达到优于人工操作的效率和质量，因此，备受人们的青睐。先后有挪威、日本、法国、美国、英国、瑞典和芬兰等国家的制造商竞相研制和开发，并已推广应用。
1.国内液压凿岩设备发展现状
我国研制液压凿岩设备起步较早，于20世纪70年代初期开始研制液压凿岩设备。1980年9月研制成功国内第一台YYG-80液压凿岩机及CGJ2Y全液压凿岩钻车以来，相继引进国外成熟技术装备，大大促进了研制液压凿岩设备的发展进程。从1984年起，为加速我国有关机械制造厂生产液压凿岩设备，沈阳风动工具厂、南京工程机械厂、天水风动工具厂、宣化采掘机械厂和沈阳有色冶金设备总厂，分别引进液压凿岩机和液压凿岩钻车制造技术，并已形成批量生产，产品技术性能已达到国外同类产品水平。我国液压凿岩设备近年得到快速发展。但因机械制造工艺液压技术总体水平限制，虽然研制开发类型很多，但形成生产的产品较少，引进国外技术或仿制国外产品居多。
2.1液压凿岩设备环保化
柴油发动机采用电子控制喷油系统，可随时调节喷油量和喷油定时，使油气混合均匀，燃烧充分，大幅度降低NO、CO和PM等有害气体排放，减少对环境污染；采用人机工程学设计驾驶室，具有防滚翻（EPOS）、防落石（ROPS）、隔噪音、全景视野、空调和空气净化等功能；液压凿岩机噪音小、不排油雾、无排气噪声，使操作人员更加安全、舒适、环保。但目前噪声仍高于90dB（A），声源主要集中于l一5kHz频率段，没有超出人耳敏感频率范围。目前，国外一些制造商正在采用综合措施，用远距离有线、无线控制钻机作业，设计全隔音驾驶室等技术，使操作人员远离噪音，保护耳部健康。
2.2液压凿岩设备高速化
随着大功率重型液压凿岩机的不断推出，其结构参数更加合理，优化设计零部件结构强度和刚度、可靠性进一步提高。性能参数随岩石状况自动调节技术的采用，使液压凿岩机效率和钻进速度不断提高。Atlas CopCo公司所属的Ingersoll-Rand公司的CM580/ECM580液压钻机，采用Strata-Sense型钻孔自动控制系统，能迅速响应岩层变化，使钻孔直度、钻具寿命、尤其是钻进速度大幅度提高。Tamrock公司HIA000型液压凿岩机可钻最大孔径230ram、孔深30m、钻孔速度600-700mm/min，为同级牙轮钻机的1.6倍，能耗仅为同级牙轮钻机的1/2。
2.3液压凿岩设备大型化
随着液压凿岩机结构创新、技术性能完善、零部件强度、耐磨性、可靠性的提高，出现了大冲击功的重型液压凿岩机和大型钻车。管式钻杆使液压凿岩设备进入大孔径钻孔领域，进一步提高了钻孔效率，降低了钻孔成本。大孔径液压钻机，实现了斜孔钻进，提高爆破效率，使矿岩破碎质量好，易于装运。近年推出的Cop3038液压凿岩机，按新的高频率技术设计，冲击功率30kW，其冲击能与Cop1838ME相同，由于冲击频率高达102Hz，钻孔速度比Cop 1838ME提高l倍，而机重比Cop1838ME小；Cop4050液压凿岩机冲击功率40kW，用于深孔凿岩，可根据岩石条件调节冲击能。获得良好的钻孔质量和较高的生产率。最大钻孔宜径可达165mm。为解决隧道大断面钻孔，日本古河矿业公司产出一台9个钻臂的大型液压钻车，采用HDl00及HD200型液压凿岩机，在掌子面上9个臂同时工作，加快了施工速度。我国大瑶山铁路隧道断面85m2，采用日本三井造船艾姆科公司开发的7个钻臂轨轮行走龙门式大型钻车，安装德国RPH400型液压凿岩机，钻孔深度3.5m。
2.4液压凿岩设备高精化
近年国外一些制造商经过多年研究，取得了显著效果。Sandvik公司研制的复合钎具组，将大管回转与钎头冲击分开，使凿岩机所产生的冲击能最大限度地传给岩石。它由外套管和内部钎杆组成，在每节钎杆首尾处通过反冲缓冲器始终保持接触，且对位准确，钎杆装在套管中能够确保同心度，钎杆只传递冲击力，提供推进力；套管相当于钻杆，将回转运动传递到钎头上，并作为钎具组直线导轨，有助于提高钎具组直度，保持较高的炮孔精度；综合凿岩设备，包括ROC942型凿岩钻车、Cop4050型液压凿岩机和CopROD钎具组。凿岩机钎尾套用夹钎器和锤砧把凿岩机冲击能传递给钎杆，又将冲洗压气引入钎具组。在Cop4050凿岩机内设有反冲缓冲装置，可延长钎杆寿命。CopROD钎具组是由旋转的外套管和内部耦合钎杆组成，钎杆由轴瓦导向，钎杆与外套管的环状空间保证吹洗压气进入，实际用套管传递扭矩，耦合钎杆传递冲击力。外套管使炮孔保持平直，实现高精度凿岩，24m深炮孔，炮孔偏斜在0.50以内。最近生产的ROC L8型钻机采用双扶钎器保证钻孔垂直度，还用喷水护壁系统提高岩孔稳定性，保证提高成孔率。
3.结束语
从设计上重视产品的人性化与使用的安全性。进口钻机较为人性化设计，在操作舒适性、安全性方面较为周到。具有多种辅助机构使操作方便。劳动强度低。所有产品都设计有急停拉线与控制传感器。能及时防止事故的发生及事故的扩大，防止人员的损伤及机器的损坏：并在机器上设计了各种安全使用标识。
参考文献：
[1]蒋海华， SWDW165型航道潜孔钻机[J]，工程机械，2013
[2]陈欠根，液压破碎技术在矿山中的应用[J]，凿岩机械，2014
关键词：液压；凿岩设备；矿山
随着液压控制和计算机技术的发展和应用，凿岩循环已实现自动化，为全自动化凿岩钻车（凿岩机器人）的研制创造了条件。各国制造商开始研究把凿岩技术、电子计算机技术和自动控制技术相结合，进入到计算机控制凿岩的崭新技术领域。凿岩机器人具有自动开孔、自动定位与移位以及遥控操作和远程控制等功能，不仅能完成人不能完成的作业，而且达到优于人工操作的效率和质量，因此，备受人们的青睐。先后有挪威、日本、法国、美国、英国、瑞典和芬兰等国家的制造商竞相研制和开发，并已推广应用。
1.国内液压凿岩设备发展现状
我国研制液压凿岩设备起步较早，于20世纪70年代初期开始研制液压凿岩设备。1980年9月研制成功国内第一台YYG-80液压凿岩机及CGJ2Y全液压凿岩钻车以来，相继引进国外成熟技术装备，大大促进了研制液压凿岩设备的发展进程。从1984年起，为加速我国有关机械制造厂生产液压凿岩设备，沈阳风动工具厂、南京工程机械厂、天水风动工具厂、宣化采掘机械厂和沈阳有色冶金设备总厂，分别引进液压凿岩机和液压凿岩钻车制造技术，并已形成批量生产，产品技术性能已达到国外同类产品水平。我国液压凿岩设备近年得到快速发展。但因机械制造工艺液压技术总体水平限制，虽然研制开发类型很多，但形成生产的产品较少，引进国外技术或仿制国外产品居多。
2.1液压凿岩设备环保化
柴油发动机采用电子控制喷油系统，可随时调节喷油量和喷油定时，使油气混合均匀，燃烧充分，大幅度降低NO、CO和PM等有害气体排放，减少对环境污染；采用人机工程学设计驾驶室，具有防滚翻（EPOS）、防落石（ROPS）、隔噪音、全景视野、空调和空气净化等功能；液压凿岩机噪音小、不排油雾、无排气噪声，使操作人员更加安全、舒适、环保。但目前噪声仍高于90dB（A），声源主要集中于l一5kHz频率段，没有超出人耳敏感频率范围。目前，国外一些制造商正在采用综合措施，用远距离有线、无线控制钻机作业，设计全隔音驾驶室等技术，使操作人员远离噪音，保护耳部健康。
2.2液压凿岩设备高速化
随着大功率重型液压凿岩机的不断推出，其结构参数更加合理，优化设计零部件结构强度和刚度、可靠性进一步提高。性能参数随岩石状况自动调节技术的采用，使液压凿岩机效率和钻进速度不断提高。Atlas CopCo公司所属的Ingersoll-Rand公司的CM580/ECM580液压钻机，采用Strata-Sense型钻孔自动控制系统，能迅速响应岩层变化，使钻孔直度、钻具寿命、尤其是钻进速度大幅度提高。Tamrock公司HIA000型液压凿岩机可钻最大孔径230ram、孔深30m、钻孔速度600-700mm/min，为同级牙轮钻机的1.6倍，能耗仅为同级牙轮钻机的1/2。
2.3液压凿岩设备大型化
随着液压凿岩机结构创新、技术性能完善、零部件强度、耐磨性、可靠性的提高，出现了大冲击功的重型液压凿岩机和大型钻车。管式钻杆使液压凿岩设备进入大孔径钻孔领域，进一步提高了钻孔效率，降低了钻孔成本。大孔径液压钻机，实现了斜孔钻进，提高爆破效率，使矿岩破碎质量好，易于装运。近年推出的Cop3038液压凿岩机，按新的高频率技术设计，冲击功率30kW，其冲击能与Cop1838ME相同，由于冲击频率高达102Hz，钻孔速度比Cop 1838ME提高l倍，而机重比Cop1838ME小；Cop4050液压凿岩机冲击功率40kW，用于深孔凿岩，可根据岩石条件调节冲击能。获得良好的钻孔质量和较高的生产率。最大钻孔宜径可达165mm。为解决隧道大断面钻孔，日本古河矿业公司产出一台9个钻臂的大型液压钻车，采用HDl00及HD200型液压凿岩机，在掌子面上9个臂同时工作，加快了施工速度。我国大瑶山铁路隧道断面85m2，采用日本三井造船艾姆科公司开发的7个钻臂轨轮行走龙门式大型钻车，安装德国RPH400型液压凿岩机，钻孔深度3.5m。
2.4液压凿岩设备高精化
近年国外一些制造商经过多年研究，取得了显著效果。Sandvik公司研制的复合钎具组，将大管回转与钎头冲击分开，使凿岩机所产生的冲击能最大限度地传给岩石。它由外套管和内部钎杆组成，在每节钎杆首尾处通过反冲缓冲器始终保持接触，且对位准确，钎杆装在套管中能够确保同心度，钎杆只传递冲击力，提供推进力；套管相当于钻杆，将回转运动传递到钎头上，并作为钎具组直线导轨，有助于提高钎具组直度，保持较高的炮孔精度；综合凿岩设备，包括ROC942型凿岩钻车、Cop4050型液压凿岩机和CopROD钎具组。凿岩机钎尾套用夹钎器和锤砧把凿岩机冲击能传递给钎杆，又将冲洗压气引入钎具组。在Cop4050凿岩机内设有反冲缓冲装置，可延长钎杆寿命。CopROD钎具组是由旋转的外套管和内部耦合钎杆组成，钎杆由轴瓦导向，钎杆与外套管的环状空间保证吹洗压气进入，实际用套管传递扭矩，耦合钎杆传递冲击力。外套管使炮孔保持平直，实现高精度凿岩，24m深炮孔，炮孔偏斜在0.50以内。最近生产的ROC L8型钻机采用双扶钎器保证钻孔垂直度，还用喷水护壁系统提高岩孔稳定性，保证提高成孔率。
3.结束语
从设计上重视产品的人性化与使用的安全性。进口钻机较为人性化设计，在操作舒适性、安全性方面较为周到。具有多种辅助机构使操作方便。劳动强度低。所有产品都设计有急停拉线与控制传感器。能及时防止事故的发生及事故的扩大，防止人员的损伤及机器的损坏：并在机器上设计了各种安全使用标识。
参考文献：
[1]蒋海华， SWDW165型航道潜孔钻机[J]，工程机械，2013
[2]陈欠根，液压破碎技术在矿山中的应用[J]，凿岩机械，2014