井巷第一章课件

第一章钻眼机具第一节凿岩机目前，我国井巷掘进主要采用爆破破岩。而爆破破岩则须先钻出炮眼，安放炸药进行爆破。井巷掘进中，在岩石上钻眼主要采用冲击式钻眼法，使用机械多为风动凿岩机；在煤体上钻眼主要采用旋转式钻眼法，使用机械多为煤电钻。一、凿岩机的分类1、按动力分类：分风动、电动和液压三种。2、按工作原理分类：冲击旋转式——风动和液压凿岩机；冲击式——风镐；旋转式——岩石电钻、煤电钻。3、按支架方式分类：有手持式、气腿式、向上式和轨道式四种。4、按冲击频率分类低频：＜2000/min；中频：2000～2500次/min；高频：＞2500次/min。二、风动凿岩机（一）基本构造现以YT-23（原7655型）型为例，说明风动凿岩机的基本构造。风动凿岩机主要由柄体、缸体和机头三部分组成，共有66个零配件，见下图。（二）风动凿岩机工作原理及工作系统1、冲击和回程机构借助配气装置可自动变换压风交替进入气缸的前、后腔，实现活塞的前后移动。活塞向前移动称为冲程，向后移动叫回程。（1）有阀配气：1）环阀配气环阀由配气阀、阀套、阀柜三部分组成，具有结构简单、加工容易、动作可靠等优点，YT-23型风钻即采用环阀配气。2）控制阀配气控制阀是一种适用性更强、工作更稳定可靠的配气装置，但须在缸体上配置三条控制气道，阀的加工也比较复杂。国产凿岩机采用这种配气阀的最多，如YT-24、YT-26型风钻均采用控制阀配气。（2）无阀配气（以YTP－26型凿岩机为例）2、转钎机构3、注水排粉系统《煤矿安全规程》第17条规定，井巷掘进必须采取湿式钻眼。凿岩机一般均采用轴向供水系统，且风水联动。即压风打开，则有一部分气体就打开注水阀门，开启水路直通眼底。注入的水有一定压力（0.3～0.4MP），与岩粉形成浆液后从钻眼内排出，见下图。1—大螺母；2－气道；3－注水阀；4－压盖；5－密封圈；6－弹簧；7－水道；8－密封胶圈；9－水针。4、强力吹风系统（吹扫炮眼）当将操作手柄扳到强吹位置时，凿岩机停止运转和停止供水，此时压风直接通过缸体的气道和机头壳体上的气孔进入钎子中心孔，将煤岩粉和水吹出钻眼外。5、润滑系统为使凿岩机正常工作，减少机件磨损，延长使用寿命，凿岩机必须有良好的润滑系统。一般采用连接在风管上的注油器（油壶）实现风油联动的自动润滑系统。注油器有悬挂式和落地式两种，下图为悬挂式注油器。悬挂式落地式（三）冲击式凿岩机破岩原理钻头在冲击力的作用下凿入岩石，凿出深度为h的沟槽Ⅰ-Ⅰ，然后将钎子转动一个角度β再次冲击，在岩面又凿出沟槽Ⅱ-Ⅱ，同时两条沟槽之间的岩石被冲击时产生的水平分力H剪切掉。这样周而复始地进行冲击、旋转、再冲击，以达到破岩的目的。（四）气腿的支撑与推进为了克服凿岩机工作时产生的后座力，并使活塞冲击钎尾时钎刃能抵住孔底，以提高凿岩效率。因此必须对凿岩机施以适当的轴推力。气腿的作用就是对凿岩机起支撑和施加轴推力。（五）操作装置和钻眼操纵装置：操纵阀（手柄）——控制风量；（把手）扳机——控制气腿伸缩；调压阀——控制气腿推进力。（六）我国冲击式风动凿岩机技术特征教材P15～16表2-1也列举了我国风动凿岩机的技术特征。常用的型号有YT-23、24、26等。值得指出的是，由湘潭风动工具厂和衢州风动工具厂共同研制的YTP-26型风动凿岩机（已经国家组织鉴定）具有活塞面积大、冲击功大、扭矩大、不易卡钎、冲程短、钻速快、结构简单、维修方便等优点，是单体气腿式凿岩机中的佼佼者。有条件时，应按布孔仪标定炮眼位置。该机属高频风钻，活塞面积大，无阀配气，落地式注油器。其缺点是，噪音和震动比其他风钻稍大。三、风镐风镐以风为动力，属纯冲击式凿岩机。风镐在井巷施工中是一种不可或缺的凿岩机具，多用于软岩挖掘、扩帮、挑顶、卧底、挖掘水沟等。四、液压凿岩机液压凿岩机属冲击旋转型，以液压为动力，通过配油机构使高压油交替作用于活塞两端，迫使活塞在缸体内往返运动，完成冲击钎杆，破碎岩石的功能。液压凿岩机具有钻速高、噪音低，不产生水汽和油雾，适用性强等优点。但液压凿岩机因较重，且须配置液压泵及管路，在井下一般很少单体使用，多用于凿岩台车，不在详细介绍。五、凿岩台车随着重型高效能凿岩机的发展，逐渐出现了各种凿岩台车，目前最为广泛采用的掘进凿岩台车有行走部分、钻臂和凿岩机推进机构三部分组成。钻臂采用液压操纵，根据钻臂数量不同，有1臂、3臂、4臂、5臂几种。凿岩机推进方式有风动马达丝杠推进方式、油缸钢丝绳进行方式等。行走部分由轨轮式、履带式和轮胎式三种。其中轮胎式和履带式多用于隧道工程，井下则以轮轨式为主。下图为国产CGJ-2型轨轮式凿岩台车示意图，车上配有2台YT-24型凿岩机，两个钻臂由液压控制。Ⅴ、课堂总结本节课介绍了凿岩机的分类，重点讲述了风动凿岩机的基本构造和工作原理、破岩原理、支撑与推进、操作装置和钻眼方法，同时简要介绍了风镐、液压凿岩机及凿岩台车。Ⅵ、布置作业1、风动凿岩机的工作机构和系统有哪些？2、YTP-26型凿岩机有哪些优点？授课班级矿安1101班开采1101班开采1102班第2课教案授课时间8月28日8月28日8月29日月日月日星期二二三授课地点知107知107知107课题内容第一章钻眼爆破第二节电钻第三节钻眼机具教学目的掌握电钻的分类，重点掌握煤电钻的基本结构，风钻的钎杆、钻头及煤电钻的麻花钻杆和钻头。教学方法讲授法、谈话法重点煤电钻的基本结构及操作难点能力培养熟悉煤电钻的基本结构及操作方法，了解风钻、煤电钻的钎杆和钎头。课堂类型讲授课教具多媒体设备作业1、煤电钻的基本构造有哪些？2、凿岩机的钎头有哪几种？=1\*ROMANI、组织教学：点名、询问作业完成情况。=2\*ROMANII、复习提问：1、风动凿岩机的工作结构和系统有哪些？2、YTP-26型凿岩机有哪些优点？=3\*ROMANIII、导入新课：从风动凿岩机导入新课=4\*ROMANIV、讲授新课：第二节电钻电钻以电为动力，电的成本比压风低，能源利用率高，且电是清洁能源，噪音小，不产生油雾，工作环境好。电钻一般采用旋转法破岩。进行钻眼时，切割型钻头在轴向力的用下，克服煤岩的抗压强度侵入岩石一定深度，同时在回转力的作用下，克服煤岩的抗切削强度，将岩石一层层地切削下来。电钻分岩石电钻和煤电钻两种。三、岩石电钻岩石电钻属于旋转型凿岩机，由电动机、减速箱、牵引装置和供水装置组成。电为清洁能源，成本比压缩空气低，不产生油雾，噪音低。因其整体重量大，多用于轨道牵引，适于钻深孔。且钻头易磨损，一般仅用于f=4～6的煤岩中钻眼。因钻头易磨损，使岩石电钻在井巷掘进中的使用受到限制。1969年本人曾赴原京西矿务局王平村煤矿学习岩石电钻技术。一、凿岩机钎子1、结构：凿岩机的钎子是由钎杆和钎头两部分组成。2、种类：（1）整体钎子：修磨和运输不便，在煤矿井下一般不用；（2）组合钎子：钎杆和钎头采用锥形连接。钻眼时楔紧，不用时卸下。井下一般多采用组合钎子。3、钎杆（俗称钻杆）（1）钎杆的种类：有中空六角形和中空圆形两种，其中中空六角形使用最多。（2）钎杆材料：以前用普通碳素工具钢，目前多用高强合金钢，如中空8铬（ZK8cr）、中空55硅锰钼（ZK55SiMnMo）、中空35硅锰钼钒（ZK35SiMnMoV）和中空40锰钼钒（ZK40MnMoV）等。（3）钎杆的规格尺寸：见下图。4、钎头（俗称钻头）（1）钎头的分类1）一字形：冲击力集中，凿入深度大，制造和修磨简单，但易夹钎，磨损快。凿岩机一般均使用一字形钻头。钎杆一般均在“锻钎机”上自行加工制作。2）十字形：容易开眼，不易夹钎，但钻速低，制造和修磨工艺复杂，且合金片用量大，价格相对较高，凿岩机使用较少。3）球齿形：凿岩机一般不采用，不再介绍。（2）一字形钎头的基本构造及材质钎头体为55SiMnMo或40MnMoV合金钢，头部镶有锰铬类或钨钴类硬质合金片。硬质合金片常用的牌号为YG-8C、YG-11C、YG-11、YG-15等。钎头初始直径一般为38～43mm。钎头在使用一定时间后，钎刃会磨损，必须在砂轮上修磨。二、煤电钻钎子煤电钻的钻具（见下图）是由钻头和麻花钻杆组成。钻头从钻杆前部的方槽和尾孔插入，再用销钉固定。麻花钻杆是用菱形或矩形断面的T7、T8钢在加热状态下扭制而成，以传递轴压和扭矩，螺旋沟槽排粉，螺距一般为70～80mm。。1—钻头；2—方槽；3—尾孔；4—麻花钻杆；5—钻杆尾部十字形钎头钻出的炮眼较圆。Ⅴ、课堂总结本节课介绍了岩石电钻，重点讲述了煤电钻的基本构造以及钻眼工具，风钻的钎杆、钎头及煤电钻的钎杆和钎头。Ⅵ、布置作业1、煤电钻的基本构造有哪些？2、凿岩机的钎头有哪几种？湖南安全技术职业学院备课纸=1\*ROMANI、组织教学：点名.=2\*ROMANII、复习提问：=3\*ROMANIII、导入新课：=4\*ROMANIV、讲授新课：第四节实验课：拆、装YT－23型凿岩机一、实验课安排1、将全班同学分成4组，每组确定一名组长；2、每组YT－23型凿岩机一台及拆、装工具。3、每组指定一名记录员。二、示范教学1、由一名实验员或指导教师首先讲解YT－23型凿