凿岩技术知识介绍课件

凿岩技术知识介绍1

凿岩技术知识介绍1矿山设计的选择2矿山设计的选择2矿山设计的选择3矿山设计的选择3InvestmentinAccurateDrillsisAlwaysEffectiveandCheaper

破碎、筛分和存储占总成本50%；穿孔占总成本7%；投资高精度钻机是有效和节省的选择采石场成本结构块度对成本影响重大！4InvestmentinAccurateDrills孔径和钻孔成本的关系5孔径和钻孔成本的关系5ModernSurfaceMineExploitationDrillingMethod

RockDrillingandBlastingPrincipleFourimportantcharacteristicsofblastholes：holediameter,holedepth,directionandstraightness炮孔四要素：孔径、孔深、方向和位置（直线）度Drillingmethodincludesthreebasicmethods:Rotary(rotarycuttingandrotarycrashing)Percussivedrilling（pneumaticandhydraulic)andDown-The-Hole(HPandLP)drilling传统机械钻孔三种手段:回转、顶锤式、潜孔大规模露天爆破是现代工业的产物6ModernSurfaceMineExploitatiModernSurfaceMineExploitationDrillingMethod

传统露天钻孔技术和设备rotationpercussionpercussionbittriconebitcompressedairdrifterrotaryheaddownholedrillrotaryheadrotaryheaddownholedrillrotation7ModernSurfaceMineExploitati技术进步正改变传统钻孔方式RockBlastingPrinciple

液压凿岩机呈现强劲增长势头牙轮钻机对现代矿山的局限性日益显现对智利穿孔直径在75-345毫米的36个露天矿山的调查表明传统受到挑战8技术进步正改变传统钻孔方式RockBlastingPr孔径通常在(200-440毫米)，一次推进最大达20米；依旧是大型露天矿的主钻机，但局限于只能钻垂直孔；而-18度倾斜孔对露天矿爆破总体有利。RockDrillingMethod–Rotarydrill

9孔径通常在(200-440毫米)，一次推进最大达20米；回转钻进--牙轮和切削10回转钻进--牙轮和切削10潜孔钻穿孔速度和空气压力的关系11潜孔钻穿孔速度和空气压力的关系11大直径/深孔/高直线度最高工作压力25bar.钻具消耗较高RockDrillingMethod–Down-The-HoleHammer12大直径/深孔/高直线度RockDrillingMeth顶锤式凿岩技术13顶锤式凿岩技术13高钻速，大功率，中深和浅孔;每通过一个接头，损失能量6-10%RockDrillingMethod–TopHammerPercussion14高钻速，大功率，中深和浅孔;RockDrilling顶锤式凿岩技术15顶锤式凿岩技术15液压凿岩机推荐双钻杆：穿孔精度高；适于处理复杂地层；克服传统孔偏移弊病。RockDrillingMethod–TopHammerPercussion

COPROD16液压凿岩机推荐双钻杆：RockDrillingMet空压机选型的技术依据排气量决定排渣速度,速度=排量/径流面积孔内的径流面积=成孔截面积-钻杆截面积.速度不小于3000英尺(915米)/分排气流量适宜性的判断:排出的岩屑边沿较为锋利松散地层,要注意控制排渣量,防止卡钻.空气压力高,潜孔冲击器冲击能量大对于硬岩作业(f14),选择高压力17空压机选型的技术依据排气量决定排渣速度,速度=排量/径流面积RockBlastingPrinciple-DrillingAccurate

提高钻孔精度必须减少钻孔偏差，以控制大块率；精确爆破取决于炮孔精度：孔位、孔向、沿轴线的直线度和孔深；18RockBlastingPrinciple-Dril爆破效果四因素：钻机、钻具的选择；布孔方式；所用炸药；爆破手的技能。Blastingisaresultnumberfactorsincludingthechoiceofdrillrigandtools,theholeslayout,theexplosiveandtheskillsofoperatorsAccurateBlastingDependingon

AccurateDrilling精确爆破取决于精确钻孔

19爆破效果四因素：AccurateBlastingDep现代爆破技术20现代爆破技术20爆破工艺和参数21爆破工艺和参数21岩石特性三类岩石：岩浆岩-高温硅酸盐熔融体冷凝结晶形成沉积岩-地表风化层,经搬运和沉积后形成岩石变质岩-是由上述两种岩石,由于地壳变动,高温高压再生;由于复杂的结构构造导致岩石的各向异性,从来不会有以不变应万变的钎头设计,最好的钎头产生于厂家和用户的结合;钻具产品的销售,必须注意用户面临的岩石特性.岩石特性：非均质体和各向异性22岩石特性三类岩石：由于复杂的结构构造导致岩石的各向异性,从来典型岩石特性1MP=10.149bar岩石名称抗压强度MP抗拉强度MP弹性模量(X10000MP)铁燧石250-46020-4076花岗岩100-2507-255-10流纹岩180-30015-305-10安山岩100-25010-205-12辉长岩180-30015-357-15玄武岩150-30010-306-12砂岩20-2004-251-10页岩10-1002-202-8石灰岩50-2005-205-10白云岩80-25015-254-8片麻岩50-2005-201-10大理岩100-2507-201-9石英岩150-35010-306-20板岩60-2007-152-823典型岩石特性1MP=10.149bar岩石名称抗压强度MP典型岩石普氏分级等级坚固程度代表性岩石f值I最坚固最坚固,最致密和高韧性的玄武岩石及石英岩石20II很坚固很坚硬的花岗岩,石英斑岩,硅质片岩,最坚硬的砂岩和石灰岩15III坚固致密的花岗岩,很坚硬的砂岩和石灰岩,,石英质矿脉,坚硬的砾岩,很坚硬的铁矿石10III坚固坚硬的石灰岩,不坚固的花岗岩,坚固的砂岩,坚固的大理岩,白云岩,黄铁矿8IV较坚固一般的是砂岩,铁矿石6IV较坚固硅质页岩,页岩质砂岩5V中等坚固的粘土质岩石,不坚固的的砂岩和石灰岩4V中等各种不坚硬的页岩,致密泥质岩324典型岩石普氏分级等级坚固程度代表性岩石f值I最坚固最坚固,最露天爆破-岩石和地层地质成因火成岩和变质岩沉积岩实例花岗岩片麻岩玄武岩石英岩铁邃岩,暗色岩石灰岩砂岩页岩白垩地层粘土砂砾石硬度分级普氏F≥14

14>f≥8F<8抗压强度2500-5000Bar246-493MP1000-2500Bar99-246MP500-1000Bar49-99MP形象描述极硬-硬硬-软非固结岩25露天爆破-岩石和地层地质成因火成岩和变质岩沉积岩实例花岗岩予裂和爆破26予裂和爆破26岩石块度和装载设备斗容铲斗容积(立方米)容许最大块度(米)3-41.210.80.50.60.20.45人工装载0.3-0.3527岩石块度和装载设备斗容铲斗容积(立方米)容许最大块度(大块率和钻孔直径的关系穿孔直径(mm)岩石块度(mm)岩石的大块率%75125175225>600091621>8000091528大块率和钻孔直径的关系穿孔直径(mm)岩石的大块率%751炮孔直径D炮孔排距V炮孔间距E梯段高度K炮孔深度H超深U或钻孔角度/孔斜系数I岩石块度工艺参数29炮孔直径D工艺参数29排距V和孔径D排距V=(23-40)XD30排距V和孔径D排距V=(23-40)XD30排距V梯段高度K31排距V梯段高度K31排距V和孔距E32排距V和孔距E32排距V和超深U33排距V和超深U33排距V和孔径排距V孔径34排距V和孔径排距V孔径34炮孔深度的计算炮孔倾斜角度的选择通常依据工程设计和施工安全等条件加以确定.

由于倾斜度影响实际孔深,深度计算中通常把倾斜角度换算成倾斜系数"I"I的常见取值如下表:炮孔倾斜度倾斜角度(度)倾斜系数I10:1

61.01

5:111.51.02

4:114.51.03

3:119.51.05

I用于孔深的计算:孔深H=(K+U)*I35炮孔深度的计算炮孔倾斜角度的选择通常依据工程设计和施工安全等参数选取根据工程规模和爆破目的,初选爆破孔径D选定安全的倾斜系数I=1.01-1.05装载和破碎设备决定块度块度取决于炮孔直径D和排距V

排距VV=(25-40)D,梯段高度KK=(2.5-5)V;孔距EE=(1.25-1.3）V超深UU=0.3*V36参数选取根据工程规模和爆破目的,初选爆破孔径D36参数选取和产量计算实例条件设定设计举例岩石类型石灰岩密度吨/立方米2.6年产量吨1,000,000Q立方米/年1,000,000/2.6=385,000孔径选择80-130mm选取102(15A钎头)V,炮孔排距,米,选取图表

3.2E,炮孔间距E=1.25*V,米1.25*3.2=4U,炮孔超深U=0.3*V,米0.3*3.2=137参数选取和产量计算实例条件设定设计举例岩石类型石灰岩密度参数选取和产量计算实例(续)条件设定设计举例K,梯段高度K=(2.5-5)V米5*3.2=16米H,炮孔深度,H=(K+U)*I米

((16+1)*1.05=17.85单孔产量=K*V*E立方米16*3.2*4=205b炮孔密度=H/Q/hole,穿孔米数/立方米b=17.85/205=0.087年进尺米数=Q*b385,000*0.087=33,500班制,开工率,工作日/年22.5*12*0.9=243单班进尺定额米班进尺=DM(年)/班数(年)33,500/243=13838参数选取和产量计算实例(续)条件设定设计举例K,梯段高度K潜孔钻车的能力比较钻机型号CLQ80ACM341CM351参考价格194355空压机型号600700750参考价格273982冲击器型号CIR90DHD340DHD340DHD350孔径90115115130孔距E33.93.94.5排距K2.53.23.23.5炮孔超深U0.751.01.01.039潜孔钻车的能力比较钻机型号CLQ80ACM341CM351参潜孔钻车的能力比较(续)钻机型号CLQ80ACM341CM351每米方量7.512.512.515.8平均凿速6102018年进尺14400240004800043200年产能力万吨27.474.58164.76230.35年产能力万方10.9629.8365.6392.14设计米数DM=Q*b55767334603346026537能力系数0.250.711.431.63