第X章凿岩机械及工具

1、第X章 凿岩机械及工具第一节 凿岩机械的类型凿岩机是用来施工钻眼的工具。它在岩层上钻凿出炮眼，以便放入炸药去炸开岩石，从而完成开采石料或其它工程。 在井巷掘进中采用的凿岩机主要有3种：风动凿岩机、电动凿岩机和液压凿岩机。目前我矿所用凿岩机主要为风动凿岩机。风动凿岩机可分为手持式、气腿式、向上式和导轨式4种类型；电动凿岩机可分为手持式、气腿式和向上式3种类型；液压凿岩机可分为支腿式、轻（重）型导轨式3种类型。风动凿岩机1、 风动凿岩机由柄体、气缸、机头、气腿、水管、注油器等部分组成，它们共同构成凿岩机的冲击、转钎、排粉、推进、润滑和操纵机构，这种凿岩机结构简单、维修方便、操作灵活，在岩巷掘进中应

2、用广泛。风动凿岩机在操作时有用人手扶持的，称为手持式凿岩机；有利于气动支腿的，称为气腿式凿岩机（如图所示）；有利用气动柱架导轨的，称为柱架导轨式凿岩机；也有在一台车架上装有一至数只凿岩机的，称为凿岩台车 。 气腿式凿岩机实图 内燃式凿岩机实图 电动式凿岩机实图手持式凿岩机要有很大的力气扶持，剧烈的振动直接传于人身，使人很容易疲劳，影响健康，目前属于淘汰产品。气腿式凿岩机是由一气腿代替人力顶着凿岩机工作，从而大大减轻工人的劳动强度。 内燃凿岩机的主要优点是携带方便。柱架导轨式凿岩机在导轨上行走，钻凿范围有一定限制。凿岩台车有履带式、轮胎式和轨道式，它们都有专门设计的专用地盘，上面安装一至数只凿岩

3、机，从不同的方向和角度同时进行钻凿工作，大多用在采矿的坑道内和隧道内。 液压凿岩机是近几年来出现的一种新型凿岩机，基本可以分为二种类型：一种是小型手持式，其冲击能量较小，主要是用来代替传统的风镐，大多数与小型挖掘装载机、液压工程车等配套使用；另一种是大型机载式，这类液压凿岩机大多是以液压挖掘机的反铲作业装置为基础，将反铲斗换装成凿岩机进行工作，由挖掘机驾驶员在驾驶室内进行操作。此类凿岩机的能量较大，一般在16kNm范围内。 履带式液压凿岩机实图2、国产凿岩机按冲击频率可分为低频、中频和高频。冲击频率在2000次/分以下的为低频凿岩机，20002500次/分的为中频凿岩机，超过2500次/分的为

4、高频凿岩机。目前我矿所用的大多为低、中频凿岩机。第二节 工作原理风动凿岩机是利用配气阀来改变压缩空气进入气缸的方向，从而使缸内活塞往复运动冲击钢钎凿击碎石的。蝶阀式峰动凿岩机工作原理（如图所示）。 1、冲程工作情况当蝶型阀2关闭着阀座上的回程进气孔1而打开冲程进气孔4时，压缩空气进入到气缸上腔，推动活塞6向下运动，气缸下腔气的气体由排气口5排出。在活塞上端面越过排气口以后，气缸上腔排气，气缸下腔空气则被压缩，于是蝶阀在其左下面与右下面气压差的作用下进行摆动，关闭冲程进气孔4，打开回程进气孔1。使压缩空气改向气缸下腔流去。活塞在惯性作用下仍续下行直到冲击到底。 2、 回程工作情况压缩空气由回程进

5、气口1经气道进入气缸下腔，推动活塞上行，当活塞端面越过排气口5后，气缸下腔排气，上腔余气被压缩。蝶阀的右下面和左下面压力差的作用下摆动，再次关闭回程进气孔1打开冲程进气孔4，活塞在惯性力作用下回程到顶。活塞在气缸内往复运动一次。完成一个工作循环。活塞周而复始地往复运动，凿岩机即可进行凿岩工作。 第三节 凿岩机钻杆、钻头 钻杆和钻头是凿岩机的工作装置，对凿岩工效的高低影响较大。钻杆又称钢杆，一般用碳钢制成，截面为中空的六角形或原型。中空的目的是为了专供清除炮眼石粉之用。钻头的形状是根据岩石的硬度和组成来选择。常用的钻头有单凿、双凿和十字形三种（如上图所示）。单凿式钻头适用于松软和中等硬度没有裂纹

6、岩石；双凿式和十字形钻头一般岩石都能应用。 钻杆和钻头的连接有二种方式。一种是钻杆和钻头连成一体（即称钎子），它只能在硬度不大的岩石中使用，故纤头易于磨损变顿。此时应将磨顿钻头加以锻整，俗称锻纤或改钻。另外一种是钻杆以螺纹或锥度与钻头链接，一般用于坚硬的岩石。钻头刃口镶有硬质合金工具钢，俗称合金钻头。这种钻头的优点是，钻头磨顿后可随时卸下更换新的，不必更换钻杆即可工作，提高了工作效率，节约了钢材，降低了修纤成本。 钻头和钻杆在钻孔过程中是配套使用的。打眼时先用较短的钻杆和较大的钻头开眼，以后逐步加上钻杆换用较小钻头，所以钻头应先大后小，逐渐减至所需孔径，钻杆先短后长，一根一根换长到需要深度。一

7、般情况下，配套钻杆的尺寸见表如下。 第四节 风动凿岩机使用技术 风动凿岩机使用时，要求凿岩机进风口处压缩空气干燥，风压应保持500kPa，最低不得低于400kPa；要求使用洁净的软水，在不得已使用酸性或碱性水时，凿岩机工作完毕后应即时注入一些润滑油，关水空运转稍许时间。 启用新机器时要进行清洗重装，重装后都要开一下空车，检查运转是否正常。但空车时间不能超过23min.时间过长，气缸气垫区温度过高，容易产生研缸现象。 做好管道清洗和例行的拆卸检修工作，是机器经常处于良好的工作状态，并应经常注意加润滑油，严禁无油作业。操作上应注意先开风后开水，先关水后关风，并注意水压应低于风压，防止水倒流凿岩机气

8、缸内部，破坏机器正常润滑，影响机器正常运转。 当凿岩机卡纤器转动很慢时，应立即通过调压阀减少气腿的轴退力。如出现纤杆已不转，经减小气腿轴向推力无效时，应立即停止凿岩，消除卡纤故障后再进行凿岩。 经常观察机器的排粉情况，气腿凿岩机不允许拆出水针作业，或打干眼。 伸缩式凿岩机向上作业时，注意沿钎子流下来的岩浆不得接近纤套，其间距至少需20mm，否则，即为吹扫力不足，此时应按程序检查纤套上的吹气孔是否通畅。伸缩式凿岩机向上作业时，除遵守一般凿岩工作的安全技术外，还应特别注意钎子的突然折断，防止工伤事故，并严禁长时间全速空转，拔纤时应开小车。工作完毕后，关闭水阀以小风让凿岩机短时间空运转，排除积水，防

9、止锈蚀。对导轨式凿岩机，当打完一根纤后，应停风，再打反转卸纤尾。反转卸纤时，应开小风。如从正转马上变反转，由于惯性产生很大的冲击，会降低回转爪的螺旋棒的使用寿命。凿岩及较长的时间停止使用时，应及时将其拆洗干净，并涂上防锈油，放干燥处保存。 第五节 风动凿岩机使用条件一、压缩空气：凿岩机进风口处风压应保持4.55.5公斤/厘米2的使用气压，此时工作性能最好。当钻凿高硬度岩石时，使用气压可适当提高。使用气压在6公斤/厘米2以上时，机子振动增大，不便操作。使用气压在4公斤/厘米2以下时，也能稳定工作，但此时效率较低。压缩空气要干燥，如含过量水分，将冲刷去机内零件表面油膜，影响润滑，缩短零件寿命。二、

10、 水：该机采用湿式凿岩，接装水源后，应该是开动供水，仃止闭水。但有时由于水源不洁，含有岩屑碎粒，堵塞水道，出现开机后无水或水量明显不足的现象，故使用含沙和杂质的水时，需经沉淀或过滤。如产生上述现象时，一般先应检查水源供水情况，然后卸下柄体螺母检查水针或打开联锁阀清除堵塞物即可。不得已使用酸性或碱性水时，凿岩机工作完毕后应即注入一些润骨油，关水空转半分钟。三、 钎尾：钎尾的尺寸应正确。钎尾长和短都会降低凿岩性能。受冲击的端面应平整，端面硬度HRC4550。钎尾中孔应与六方体同心，偏心太大，极易损坏水针。四、 建议采用成品钎杆。五、 钻头：六、 按现场条件使用一字形、十字形或球齿形钻头，钻头直径目

11、前普遍使用3842毫米。推荐尽可能使用小直径钻头、提高钻进速度。例如使用38毫米的钻头，钻进速度较42毫米的钻头提高20%左右。第六节 风动凿岩机操纵机构 凿岩机的操纵机构集中在柄体和手把上，操纵阀手柄掌握凿岩机的运转调节阀杆掌握气腿的推力，控制阀杆掌握气腿的减压放气。凿岩机与气腿采用绞接方式，绞接机构固定在气腿上。 气水联锁注水机构该机构设在柄体上，凿岩机开动供水，仃动闭水。如图7，凿岩机运转时，压缩空气从操纵阀通向柄体螺母，推动联锁阀向左移动，开启了水路。当凿岩机停止工作时，操纵阀切断了向柄体螺母供气的通道，接通了放空气路，联锁阀在弹簧的作用下关闭了水路。水量可以进水管路上另装水阀调节。气

12、针的排水作用：气针套装在水针外面，如图7，从气针吹出的压缩空气可防止水回流进入凿岩机内部，以保护凿岩机在较好的润滑条件下运转。气腿伸缩调节机构气腿的推力由调节阀杆进行调节。拧转调节阀杆时，内部的阀针可节流向气腿供气的气流压力，以达到所需的气腿推力。当调节阀杆按图示顺时针方向拧紧时，停止向气腿供气。应当注意，当操纵伐手柄在“停止”位置时，气腿就不能伸长。因此，凿岩调炮眼位置时，操纵伐手柄位置于“排水”位置上。气腿伸长后需缩回时，要放出气腿气缸的压缩空气，用手拉回气腿。控制阀杆即达到迅速减压放气的目的。参看图9BB视图，按压控制阀杆，内部的控制阀移动，盖住了向气腿供气的气道，而气腿内的压缩空气由原

13、气路返回，从控制阀针的开口逸出。放松按压，则控制阀杆恢复到原来位置，又接通了向气腿供气的通道，关闭了放空的气路。配气机构本机采用碗状控制式配气阀机构。由阀、阀套、阀柜组成。凿岩机气缸内设有使阀交替换向的压气推阀孔道。阀由压缩空气直接推动换向，从而使压缩气体交替进入凿岩机气缸前后室，推动活塞作往复运动。棘轮机构棘轮机构采用靠压缩空气推迴转片的方式。活塞冲程时，螺旋棒旋转，迴转片对棘轮齿滑动。活塞回程时，迴转片平面被棘轮咬住，螺旋棒就不能返向旋转。长方体形迴转片的四个棱角可依次使用，因此使用寿命较长。气腿气腿是一个气缸活塞机构。支爪定位后，压缩空气推动活塞杆向前移动，取得必要的推力。活塞的密封件采

14、用高耐磨塑料制品。活塞杆表面镀铬防锈。使用时，气腿和地面间的按设角度要适当。不要太大，以免减小轴推力，降低钻眼速度。钻凿较高位置的炮眼，需配用接长小腿，以保证在适当的按设角度工作。若需要接长小腿，应在订货合同中注明 。第七节 风动凿岩机维护与保养一、 润 滑 确保机器良好的润滑条件，是保证凿岩机正常工作的重要一环。为了确保润滑，每次凿岩作业前，都要检查注油器是否存有足够的油量；每次凿岩作业开始时，都必须检查是否出油，油量是否合适。如发现无油和少油，必须仃止运转，迅速检查原因，采取措施消除之。新机使用时，一般可用手掌迎着排气口数秒钟，手掌面沾有微粒油珠，就算油量适当；若是干燥状态，表示油量不足；

15、若是有过多的油液，表示油量过大。后两种情况要对油量进行调节。禁止无油作业。注油器连接在进风弯管上，压缩空气通过注油器时，混合了连续吸出的润滑油，带向机内各部分进行润滑。油量的调节，借助起子旋转调油阀即可。因在调油阀上装有内涨式定位胶圈，故不必锁紧定位。此外，注油器壳体为透明塑料制品，便于直接观察液面。凿岩机润滑油，环境温度在0。C15。C时，建议使用粘度为3.35.5。E（50。C）的润滑油，如20号、30号机油，油质应保持洁净。二、 使用维修注意事项1、启用新机器要进行清洗重装：由于机器内部涂有沾性防锈油脂，在运输和库存时难免侵入灰尘，故不应直接投入使用。一般情况凿岩机可卸下长螺栓，把主要零

16、件和进风弯管接头处清洗即可；发现毛刺应即用油石仔细清除；装配时，全部磨擦面应涂上润滑油，阀组装配后上下摇动应活动自如，装配时两个长螺栓螺母应均匀拼紧；装配后，用钎尾插入钎尾钢套，用手单向转动应无卡紧现象；检查操纵阀手柄、调节阀杆、钢托等活动是否正常。新机重装后都要开一下空车，检查运转是否正常。但空车时间不要超过五分钟。时间过长，气缸气垫区温升过高，容易产生研缸现象。气腿可旋开螺母，卸下活塞杆组，清洁和润滑气缸内壁。装配后推移活塞杆应移动自如。气腿手把应定位在便于手持位置。2、做好管道清洗工作：每次接装气管胶管前，都要吹清气管，慎防泥沙污物进入凿岩机内腔，损坏零件。每次接装水管前要冲洗出管内储留

17、的泥沙污物，以免堵塞水路，影响正常使用。3、做好经常性的拆卸检修工作：新机使用一、二天后，需送维修站检查，要特别注意气缸和活塞磨擦面，如有研痕，需用油石或细砂纸仔细清除突起部分。研痕一般情况下是进入细沙硬点，原有毛刺或润滑不足热胀研缸所致，应予分析、清除。新机试凿岩后即检查一次是今后能否正常维持使用的关键，希使用单位切实做到。在以后的使用过程中，不要等机子出故障，才送去检修，要根据实际条件经常予以检查修理。至少半个月做一次拆卸检修，使机子经常处于良好的工作状态。检修时，卸下的零件要用煤油清洗，检查有无伤痕和磨损情况，应注意吹洗小孔中的尘垢。发现零件磨擦面有毛刺和擦伤时，应用油石细心修去凸起部分

18、；已达报废限度或有显著损伤的零件应予以更换。使用新备件时，应予检查，用油石修去尖棱和毛刺。应特别注意，不准用煤油或含有芳香族的溶剂清洗注油器的透明塑料壳体。4、经常注意螺纹防松：在机子使用过程中，要注意各处螺纹有无松动，应予以及时拼紧。气腿伸缩不灵时，可检查凿岩机和气腿铰接处的连接螺纹，活塞杆和联接座，皮碗活塞拼紧螺母有否松脱。活塞杆和联接座等固定螺纹若有松动时，应加垫料或粘结剂等，然后拼紧螺纹。活塞杆，气腿气缸等螺纹连结部分用粘结剂固定。这些部分尽可能不要拆卸，当必须拆卸时，应先将此部分加热至150C。 凿岩工具凿岩工具通常称为钎子，由钎头、钎杆、钎尾和钎肩组成。钎头是直接破碎岩石的部分，现

19、场使用最多的是镶硬质合金的一字形和十字形钎头。一字形钎头冲击力集中，切入岩石深度大，效率高，在坚硬岩石中多用一字形钎头，在多裂隙岩石中多采用十字形钎头，钻眼速度慢，但不易夹钎。第七节 钻眼操作安全一、凿岩机操作安全 1.风动凿岩机操作安全注意事项 （1）钻眼前的准备工作。 检查凿岩机、钻架是否完好，风、水管是否完好畅通，风、水门是否跑风漏水，连接头是否牢固，凿岩机零部件是否完好齐全，螺丝是否紧固，并注油试运转。 检查所用钻杆是否弯曲，中孔是否堵塞，钎尾是否完好，钎头是否能安上。 准备齐全需用的钻杆、钻头。 检查工作面的安全状况是否良好。处理顶帮浮岩活石，整修加固工作面的临时支护，以保证工作面安

20、全作业。2)钻眼安全注意事项。 钻眼必须按中、腰线及作业规程中爆破图表进行，画好轮廓及眼位，并按规定的眼位、方向、角度和深度钻眼。 开钻时，应把凿岩机操作阀开到轻运转位置，待眼位固定，并钻进2030mm后，再开到中运转位置钻进，钻进50mm钻头不至脱离眼口时，再全速钻进。 为避免断钎伤人，钻眼工要精神集中，时刻注意钻进情况。禁止骑钻作业。多台作业，禁止交叉钻眼，禁止钻前钻杆下有人。 钻眼时，凿岩机、钻杆与钻眼方向要保持一致。推力要均匀适量，不要过大，下扎眼要适当提钻减压，以防夹钻断杆。 凿岩机钻眼过程中，要经常检查风水管接头是否牢固，有无脱扣现象，如连接不好应停钻处理后再作业。 钻杆与钻头连接要牢固，钻眼过程中，发现合金片脱落，必须及时更换钻头。 严禁在残眼内继续钻眼。 钻眼过程中，如发现岩层出水、瓦斯涌出异常现象时，要停止钻眼并