地下采礦鑿巖機械的分類和應用

摘 要：在地下施工中，鑿巖機械發揮著越來越大的作用。文章主要是對地下采礦鑿巖機械的分類和應用進行了簡單的分析。

關鍵詞：采礦 鑿巖 設備

中圖分類號：TD23 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（a）-00-01

鑿巖機械包括鑿巖機、鑿巖臺車、鉆機以及輔助鑿巖設備等。是指在礦山作業中，用于鉆鑿巖孔的機械。在地下施工中，鑿巖機械發揮著越來越大的作用。隨著科學技術的迅猛發展，鑿巖機械得到了很大發展。但是相對于國外來說，我國的采礦鑿巖機械的發展還是很不理想的。

1 我國礦山鑿巖設備使用現狀

在我國礦山開采設備的研究方面。目前我國礦山生產使用的設備很多都是粗放型的。有些是模仿測繪國外產品，未掌握核心技術。以中南大學、北京科技大學等為主的高校及相關科研院所對鑿巖機械的發展提供了技術上的支持。中南大學在純國產化液壓鑿巖設備研制中成果比較突出。CGJ2Y 鉆車、KZL120 型露天液壓鉆車、YYG250 重 型 液 壓 鑿 巖 機、CGJS-2YB 鐵路隧道半斷面鉆車都是由中南大學研制的。這些成果在機構上有創新，而且形成了有特色的理論研究和設計方法。湖南山河智能機械股份有限公司與中南大學智能機械研究所立項開發 SWDA165 高性能一體化液壓潛孔鉆機，填補我國空白，產品性能達到國際先進水平。我國幾家鑿巖機械制造企業為我國鉆鑿設備發展做出了一定的努力。但這些相對于國外的鑿巖機械的發展還是有很大的差距的。我國鑿巖設備產品與進口產品相比還存在熱平衡、油溫過高、可靠性等問題。在使用保養與維護意識等方面也需要提高。但是進口設備產品價格昂貴，備品、備件供貨周期長。總之，我國鑿巖設備隨著設計的進一步完善，加上精益制造，市場前景還是很好的。在我國礦山鑿巖設備的使用方面，礦山鑿巖設備的使用情況并不理想。大部分礦山規模小，開采機械化水平低，設備技術水平落后，生產效率低，安全性差。一些中小型礦山因經濟條件的制約，仍然使用很多年以前的陳舊設備，效率低、能耗高、可靠性差、環境污染嚴重。另外，仍有很多小礦山還在采用人工打手風鎬鉆孔的作業方式。這種方式噪音高、污染環境；鉆孔直徑小、深度淺，作業效率低。對于操作人員的傷害也是非常大的。他們經常日曬雨淋，易得白指病；由于操作過程中粉塵大，易得矽肺病；噪音的污染還可以損傷操作人員的聽力。鑒于以上原因，有些地方也已明令禁止這種工作方式。只有少數資源條件較好、經濟實力雄厚的國家重點礦山，引進了很多的國外的先進設備。

2 地下采礦鑿巖機械的分類

鑿巖機械根據應用的動力可以分為氣動（風動）、液壓、電動、內燃、水壓。按行走方式分為軌輪式、履帶式和輪胎式。按用途分為掘進鑿巖臺車（鉆車）和采礦鑿巖臺車。按輔助設備可以分為支腿式、鉆架式、臺車式。鑿巖機械型號應該表示出每種產品的名稱、結構形式、用途和主要規格。一般由類、組、型代號與主要參數代號兩部分組成，是按類、組、型分類原則編制的。鑿巖機械的型號如需增添特性代號時，代號置于類、組、型代號與主要參數代號之間。第一，氣動鑿巖機。氣動鑿巖機是用壓氣驅動，以沖擊為主，問歇回轉或連續回轉的一種小直徑的鑿巖設備。氣動鑿巖機在鐵路、公路、水電建設和國防施工中是不可缺少的重要施工機具。按照支撐方式可以分為手持式鑿巖機、氣腿式鑿巖機、上向式（伸縮式）鑿巖機、導軌式鑿巖機。第二，液壓鑿巖機。按其配油方式可分為有閥型和無閥型。液壓鑿巖機主要由沖擊機構、轉釬機構、釬尾反彈吸收裝置和機頭部分組成。第三，掘進鑿巖臺車。掘進鉆車主要用于地下礦山巷道、鐵路與公路隧道、水工涵洞等地下掘進工程。掘進鑿巖臺車的機構主要包括推進器、鉆臂、操作臺、動力系統和行走底盤。第四，采礦臺車。是為回采落礦而進行鉆鑿炮孔的設備，也稱鉆車。鉆車的基本動作有鉆車的行走、炮孔的定位和方向、推進器的補償運動、鑿巖機的推進、鑿巖鉆孔。除了以上五種基本運動外，尚有鉆車的調水平、穩車、接卸鉆桿、夾持鉆桿、集塵等輔助動作。鉆車必須要具備的機構有底盤、工作機構、鑿巖機與鉆具。第五，潛孔鉆機。潛孔鉆機分露天和地下兩大類。露天潛孔鉆機分輕型、中型和重型。潛孔鉆機將沖擊機構（沖擊器）獨立出來，潛入孔底，鉆頭直接安裝在沖擊器上，不用通過鉆桿傳遞沖擊能，因而減少了沖擊能的損失。

3 地下采礦鑿巖機械的應用和發展

國外潛孔鑿巖始于1932年，首先使用于地下礦山鉆鑿深孔。到20世紀70年代，潛孔鉆機廣泛用于采礦、采石、水電、交通、斟探、錨固等施工作業。液壓鑿巖機械問世以來，高效率鑿巖機械進入了快速發展階段。在經濟技術比較好的國家，礦山都已大量采用液壓鑿巖機械。由于受到技術條件的限制這在我國尚未普及。1980年長沙礦冶研究院、株洲東方工具廠、湘東鎢礦合作完成了我國第一臺用于生產的液壓鑿巖機，并通過了鑒定。我國礦山采用的中深孔鑿巖設備主要是氣動鑿巖設備。近年來，少數大型地下礦山引進了國外全液壓采礦鉆車。該機鉆孔效率高、作業條件好。但是它系統復雜、價格昂貴、維修保養困難、作業空間大，難以在我國廣泛推廣應用。借鑒國內外經驗，開發一種起點高、系統簡單、鉆孔能力強、自動化程度高、符合我國國情的新型高效鑿巖設備對于我國地下礦山的開采有著重要的意義。目前，國內還沒有這類型的產品。長沙礦冶研究院研制開發的氣液聯動采礦鉆車與國外全液壓鉆車比，可達其技術生產率的80%以上，鉆進速度快（為其二倍），且具有較高的自動化水平，便于推廣應用。隨著液壓控制和電子技術的發展和應用，鑿巖循環已實現自動化。這種全自動臺車被稱為鑿巖機器人。主要用于隧道的開挖，故又稱為隧道鑿巖機器人。瑞典盧基公司1997采用Atlas Copco公司Si m469s型鑿巖機器人，用一根光纜與控制中心相連，指令可從控制中心發往生產現場。實現平均鑿巖速度300 m/d，平均無故障運行104 h。另外，鑿巖機械的發展趨向于環保化。降低液壓鑿巖機械的噪聲，對液壓鑿巖機進行技術改造，設計研制全隔音駕駛室，并在遠距離有線無線控制方面進行努力。

4 結語

我國的采礦鑿巖機械的發展并不理想，與國外的發展存在一定的差距。我們應致力于鑿巖機械的研究，努力的填補智能型旋轉—沖擊式中深孔采礦鉆車的空白，實現鑿巖機械的全自動化和環保化。

參考文獻

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