巖土鉆掘工程沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)

1、會(huì)計(jì)學(xué)1巖土鉆掘工程沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)巖土鉆掘工程沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的工具概述沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)要求要求：要求：了解沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的特點(diǎn)，了解沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的特點(diǎn)，適用性，主要沖擊器的類型，適用性，主要沖擊器的類型，沖擊回轉(zhuǎn)鉆頭，熟悉沖擊回轉(zhuǎn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆頭，熟悉沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的工藝特點(diǎn)。鉆進(jìn)的工藝特點(diǎn)。 要求重點(diǎn)內(nèi)容：重點(diǎn)內(nèi)容： 熟悉沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的特點(diǎn)及適用性熟悉沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的特點(diǎn)及適用性, ,明白明白其效率高的主要原因。其效率高的主要原因。 熟悉液動(dòng)沖擊器的主要作用形式及用于熟悉液動(dòng)沖擊器的主要作用形式及用于沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的各類鉆頭的特點(diǎn)。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的各類鉆頭的特點(diǎn)。 掌握沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的規(guī)

2、程特點(diǎn)，參數(shù)選掌握沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的規(guī)程特點(diǎn)，參數(shù)選擇的要領(lǐng)及值域。擇的要領(lǐng)及值域。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)1.概述一、概念一、概念沖擊回轉(zhuǎn)鉆沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)進(jìn)在鉆頭已在鉆頭已經(jīng)承受一定靜經(jīng)承受一定靜載荷的基礎(chǔ)上載荷的基礎(chǔ)上，以縱向沖擊，以縱向沖擊力和回轉(zhuǎn)切削力和回轉(zhuǎn)切削力共同破碎巖力共同破碎巖石的鉆進(jìn)方法石的鉆進(jìn)方法。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)紅旗渠工地紅旗渠工地在早期人工錘擊鑿巖基礎(chǔ)上發(fā)展起來的在早期人工錘擊鑿巖基礎(chǔ)上發(fā)展起來的孔內(nèi)鉆具結(jié)構(gòu)孔內(nèi)鉆具結(jié)構(gòu)在一般回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆具基在一般回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆具基礎(chǔ)上，加一個(gè)沖擊器。在取心鉆進(jìn)中，沖礎(chǔ)上，加一個(gè)沖擊器。在取心鉆進(jìn)中，沖擊器安裝在巖心管上端；在無巖心鉆進(jìn)時(shí)擊器安裝在巖心管上端；在無

3、巖心鉆進(jìn)時(shí)，直接安裝在鉆頭上方。，直接安裝在鉆頭上方。發(fā)展為兩類：發(fā)展為兩類：頂驅(qū)式頂驅(qū)式在鉆桿頂部用風(fēng)在鉆桿頂部用風(fēng)動(dòng)、液動(dòng)或電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)沖擊，用鉆桿傳遞動(dòng)、液動(dòng)或電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)沖擊，用鉆桿傳遞能量，深孔受限；能量，深孔受限；潛孔式潛孔式，以液力或氣力，以液力或氣力驅(qū)動(dòng)靠近孔底的沖擊器，同時(shí)由地面機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)靠近孔底的沖擊器，同時(shí)由地面機(jī)構(gòu)施加軸向壓力和回轉(zhuǎn)扭矩，鉆孔更快更深施加軸向壓力和回轉(zhuǎn)扭矩，鉆孔更快更深。1.概述一、概念一、概念第一節(jié)概述第一節(jié)概述沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、概念一、概念1.概述設(shè)備簡單，重量小設(shè)備簡單，重量小鉆液不循環(huán)，省水鉆液不循環(huán)，省水鉆頭碎巖是不連續(xù)的，磨損慢但鉆效也低鉆頭碎巖是不

4、連續(xù)的，磨損慢但鉆效也低 鉆頭以自由落體碎巖，能有效破碎堅(jiān)硬巖鉆頭以自由落體碎巖，能有效破碎堅(jiān)硬巖石，僅能鉆垂直孔；提起鉆具才需動(dòng)力，故在石，僅能鉆垂直孔；提起鉆具才需動(dòng)力，故在設(shè)備功率相同時(shí)，沖擊鉆進(jìn)可鉆鑿較大直徑孔設(shè)備功率相同時(shí)，沖擊鉆進(jìn)可鉆鑿較大直徑孔第一節(jié)概述第一節(jié)概述鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭在受到一定的鉆壓和回鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭在受到一定的鉆壓和回轉(zhuǎn)力矩的同時(shí)，還受到?jīng)_擊器以一定頻轉(zhuǎn)力矩的同時(shí)，還受到?jīng)_擊器以一定頻率的沖擊能量，鉆頭在孔底以沖擊剪切率的沖擊能量，鉆頭在孔底以沖擊剪切和回轉(zhuǎn)切削共同作用，破碎巖石。沖擊和回轉(zhuǎn)切削共同作用，破碎巖石。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)所需鉆壓減小，鉆頭轉(zhuǎn)速降低回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)所需鉆壓減小

5、，鉆頭轉(zhuǎn)速降低，不但能提高鉆進(jìn)效率，而且降低鉆頭，不但能提高鉆進(jìn)效率，而且降低鉆頭的磨損。的磨損。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、概念一、概念1.概述第一節(jié)概述第一節(jié)概述二、沖擊鉆進(jìn)的特點(diǎn)二、沖擊鉆進(jìn)的特點(diǎn)主要用于：主要用于：大直徑供水井，維修條件不高的地方大直徑供水井，維修條件不高的地方?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 水文及工程地質(zhì)勘察孔水文及工程地質(zhì)勘察孔露天礦井爆破孔露天礦井爆破孔樁基孔等樁基孔等一、概念一、概念1.概述第一節(jié)概述第一節(jié)概述二、沖擊鉆進(jìn)的特點(diǎn)二、沖擊鉆進(jìn)的特點(diǎn)適用巖層及范圍適用巖層及范圍: :硬合金沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)最適用于粗粒、不硬合金沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)最適用于粗粒、不均質(zhì)的巖層。在均質(zhì)的巖層。在6-86-8級(jí)、部

6、分級(jí)、部分9 9級(jí)巖層級(jí)巖層中鉆中鉆進(jìn)效果尤佳。具良好的防斜能力。進(jìn)效果尤佳。具良好的防斜能力。可用于硬質(zhì)合金鉆進(jìn)、金剛石及牙輪鉆可用于硬質(zhì)合金鉆進(jìn)、金剛石及牙輪鉆頭鉆進(jìn)，適用范圍寬，但在不同巖性需采用頭鉆進(jìn)，適用范圍寬，但在不同巖性需采用頻率不同的沖擊器頻率不同的沖擊器沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 鉆進(jìn)效率高鉆進(jìn)效率高在在5-7級(jí)、部分級(jí)、部分8級(jí)硬巖中鉆效可級(jí)硬巖中鉆效可提高提高50%-100%；在金剛石沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)中對(duì)；在金剛石沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)中對(duì)8-10級(jí)巖石效率可提高級(jí)巖石效率可提高20%-50%，對(duì)致密、弱研，對(duì)致密、弱研磨巖層可有效防止磨巖層可有效防止“打滑打滑”，效率可提高，效率可提高50%-10

7、0%鉆孔質(zhì)量好鉆孔質(zhì)量好，采用鉆壓和轉(zhuǎn)速較小且能，采用鉆壓和轉(zhuǎn)速較小且能取得較高的機(jī)械鉆速，有效防止孔斜取得較高的機(jī)械鉆速，有效防止孔斜孔內(nèi)事故少孔內(nèi)事故少，回次進(jìn)尺長，純鉆進(jìn)時(shí)間提高了，回次進(jìn)尺長，純鉆進(jìn)時(shí)間提高了20%25%成本降低約成本降低約15%20%液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的巖心表面狀態(tài)液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的巖心表面狀態(tài)金剛金剛石鉆石鉆頭頭2.鉆進(jìn)工具碎巖和取樣排粉工具碎巖和取樣排粉工具鉆頭鉆頭沖擊鉆桿沖擊鉆桿鋼絲繩接頭鋼絲繩接頭撈砂筒撈砂筒取樣器取樣器起下套管工具起下套管工具打撈工具打撈工具輔助工具輔助工具規(guī)程參數(shù)：規(guī)程參數(shù)：包括鉆具重力、沖擊高度和包括鉆具重力、沖擊高度和懸距、沖擊次數(shù)、巖粉

8、密度懸距、沖擊次數(shù)、巖粉密度鉆具鉆具沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)2.鉆進(jìn)工具第二節(jié)第二節(jié)沖擊鉆進(jìn)的工具沖擊鉆進(jìn)的工具液動(dòng)沖擊器液動(dòng)沖擊器高壓水泥漿高壓水泥漿氣動(dòng)沖擊器氣動(dòng)沖擊器(氣動(dòng)潛孔錘氣動(dòng)潛孔錘)用壓縮空氣作動(dòng)力介質(zhì)用壓縮空氣作動(dòng)力介質(zhì)機(jī)械作用式?jīng)_擊器機(jī)械作用式?jīng)_擊器電機(jī)、電磁、牙嵌離合器電機(jī)、電磁、牙嵌離合器閥式閥式無閥式無閥式正作用正作用反作用反作用雙作用雙作用射流式射流式吸收式吸收式?jīng)_沖擊擊器器動(dòng)動(dòng)力力方方式式分分類類：沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、一、沖擊器及其工作原理沖擊器及其工作原理2.鉆進(jìn)工具第二節(jié)第二節(jié)沖擊鉆進(jìn)的工具沖擊鉆進(jìn)的工具1、閥式液動(dòng)沖擊器、閥式液動(dòng)沖擊器（1）正作用液動(dòng)沖正作用液動(dòng)沖擊器擊器：

9、液動(dòng)沖擊器沖擊：液動(dòng)沖擊器沖擊錘下行進(jìn)行沖擊，用錘下行進(jìn)行沖擊，用彈彈簧恢復(fù)簧恢復(fù)其原位。其原位。沖程沖程回程回程沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)1外殼外殼活閥坐墊圈活閥坐墊圈4活閥活閥3閥簧閥簧5沖錘活塞沖錘活塞6錘簧錘簧7鐵砧鐵砧8緩沖墊圈緩沖墊圈一、一、沖擊器及其工作原理沖擊器及其工作原理2.鉆進(jìn)工具第二節(jié)第二節(jié)沖擊鉆進(jìn)的工具沖擊鉆進(jìn)的工具1、閥式液動(dòng)沖擊器、閥式液動(dòng)沖擊器（2）反作用液動(dòng)沖）反作用液動(dòng)沖擊器：擊器：用高壓液流壓力用高壓液流壓力動(dòng)沖錘活塞上行，并壓動(dòng)沖錘活塞上行，并壓縮工作彈簧儲(chǔ)存能量，縮工作彈簧儲(chǔ)存能量，經(jīng)彈簧釋能而作功經(jīng)彈簧釋能而作功。沖程沖程回程回程沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)2外殼外殼4鐵砧鐵砧緩沖

10、墊圈緩沖墊圈1工作彈簧工作彈簧3沖錘活塞沖錘活塞一、一、沖擊器及其工作原理沖擊器及其工作原理2.鉆進(jìn)工具第二節(jié)第二節(jié)沖擊鉆進(jìn)的工具沖擊鉆進(jìn)的工具1、閥式液動(dòng)沖擊器、閥式液動(dòng)沖擊器（3）雙作用）雙作用液動(dòng)沖擊器：液動(dòng)沖擊器：沖錘活塞的正沖錘活塞的正反沖程反沖程均由液均由液體壓力推動(dòng)體壓力推動(dòng)。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)2活塞活塞7導(dǎo)向密封件導(dǎo)向密封件8節(jié)流環(huán)節(jié)流環(huán)9鐵砧鐵砧緩沖墊圈緩沖墊圈6塔形沖錘活塞塔形沖錘活塞5導(dǎo)向密封件導(dǎo)向密封件4支撐座支撐座1帶孔的活塞閥帶孔的活塞閥f活接頭活接頭g外套外套3外套外套一、一、沖擊器及其工作原理沖擊器及其工作原理2.鉆進(jìn)工具第二節(jié)第二節(jié)沖擊鉆進(jìn)的工具沖擊鉆進(jìn)的工具1、閥

11、式正作用液動(dòng)沖擊器、閥式正作用液動(dòng)沖擊器2、 無閥式射吸液動(dòng)沖擊器無閥式射吸液動(dòng)沖擊器 SX-54III型射吸式?jīng)_擊器：利用高壓型射吸式?jīng)_擊器：利用高壓液流噴射時(shí)的卷吸作用，使閥與活塞、沖液流噴射時(shí)的卷吸作用，使閥與活塞、沖錘的上下腔產(chǎn)生交變壓力差，從而推動(dòng)沖錘的上下腔產(chǎn)生交變壓力差，從而推動(dòng)沖錘活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。閥與活塞的回程和沖程錘活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。閥與活塞的回程和沖程均由液壓推動(dòng)。均由液壓推動(dòng)。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 啟動(dòng)前，沖擊器的閥與沖錘活啟動(dòng)前，沖擊器的閥與沖錘活塞均處行程下限，液流通道暢通。塞均處行程下限，液流通道暢通。啟動(dòng)時(shí)，工作液體從噴嘴噴出，高啟動(dòng)時(shí)，工作液體從噴嘴噴出，高速射流的卷吸作用將

12、活塞上腔介質(zhì)速射流的卷吸作用將活塞上腔介質(zhì)抽往下腔，上腔迅速降壓；進(jìn)入下抽往下腔，上腔迅速降壓；進(jìn)入下腔液流，由于通道擴(kuò)大，流速減慢腔液流，由于通道擴(kuò)大，流速減慢和沖擊器砧子里節(jié)流孔的增壓作用和沖擊器砧子里節(jié)流孔的增壓作用，使活塞下腔壓力升高。于是，上，使活塞下腔壓力升高。于是，上、下腔形成壓力差，使位于行程下、下腔形成壓力差，使位于行程下限的閥與活塞同時(shí)上行；由于閥的限的閥與活塞同時(shí)上行；由于閥的質(zhì)量較輕，運(yùn)動(dòng)速度快，先行到達(dá)質(zhì)量較輕，運(yùn)動(dòng)速度快，先行到達(dá)行程上限，隨后活塞也抵達(dá)行程上行程上限，隨后活塞也抵達(dá)行程上限，至此回程結(jié)束。限，至此回程結(jié)束?；爻蹋夯爻蹋簺_程沖程 當(dāng)活塞上升到上限時(shí)，

13、與當(dāng)活塞上升到上限時(shí)，與活塞連成一體的沖錘頂部錐體活塞連成一體的沖錘頂部錐體與閥結(jié)合，高速液流被迅速切與閥結(jié)合，高速液流被迅速切斷而產(chǎn)生水擊，上腔壓力猛增斷而產(chǎn)生水擊，上腔壓力猛增；與此同時(shí)，活塞下腔的壓力；與此同時(shí)，活塞下腔的壓力急劇下降。故上下腔間壓力差急劇下降。故上下腔間壓力差推動(dòng)活塞迅速向下運(yùn)動(dòng)，閥抵推動(dòng)活塞迅速向下運(yùn)動(dòng)，閥抵達(dá)行程后，活塞因慣性繼續(xù)向達(dá)行程后，活塞因慣性繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)直至沖擊砧子為止。此下運(yùn)動(dòng)直至沖擊砧子為止。此時(shí)，閥門完全打開，液流暢通時(shí)，閥門完全打開，液流暢通，閥與活塞又進(jìn)入下一循環(huán)的，閥與活塞又進(jìn)入下一循環(huán)的回程?；爻?。一、一、沖擊器及其工作原理沖擊器及其工作原理

14、2.鉆進(jìn)工具第二節(jié)第二節(jié)沖擊鉆進(jìn)的工具沖擊鉆進(jìn)的工具沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆頭受力條件比較復(fù)雜，沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆頭受力條件比較復(fù)雜，除了承受與回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)相同的載荷外，縱向除了承受與回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)相同的載荷外，縱向振擊的載荷比回轉(zhuǎn)的更大。因此，必須根振擊的載荷比回轉(zhuǎn)的更大。因此，必須根據(jù)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出有特色的、據(jù)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出有特色的、適當(dāng)?shù)?、性能好的鉆頭。適當(dāng)?shù)?、性能好的鉆頭。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、一、沖擊器及其工作原理沖擊器及其工作原理2.鉆進(jìn)工具第二節(jié)第二節(jié)沖擊鉆進(jìn)的工具沖擊鉆進(jìn)的工具 液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)硬質(zhì)合金鉆頭有以下特點(diǎn)：液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)硬質(zhì)合金鉆頭有以下特點(diǎn)：（1）鉆頭剛體選用優(yōu)質(zhì)鋼材，壁厚，長度

15、較）鉆頭剛體選用優(yōu)質(zhì)鋼材，壁厚，長度較大，常采用大，常采用40Cr、45CrNi合金鋼；只有小沖合金鋼；只有小沖擊功的情況下，采用擊功的情況下，采用50號(hào)、號(hào)、40號(hào)鋼。號(hào)鋼。（2）選用抗沖擊性較強(qiáng)的合金。）選用抗沖擊性較強(qiáng)的合金。（3）刃角較大，采用八角柱狀不對(duì)稱切削具）刃角較大，采用八角柱狀不對(duì)稱切削具較多。較多。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、一、沖擊器及其工作原理沖擊器及其工作原理2.鉆進(jìn)工具第二節(jié)第二節(jié)沖擊鉆進(jìn)的工具沖擊鉆進(jìn)的工具二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆頭二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆頭（4）底出刃較普通回轉(zhuǎn)鉆頭大，一般為）底出刃較普通回轉(zhuǎn)鉆頭大，一般為35mm，出刃多為平底形，階梯狀出刃鉆，出刃多為平底形，階梯狀出

16、刃鉆頭用于中硬或硬巖層。頭用于中硬或硬巖層。（5）液路通道斷面較大，有利于冷卻和）液路通道斷面較大，有利于冷卻和減少背壓，水口形式多采用三角形和半圓減少背壓，水口形式多采用三角形和半圓形。形。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)沖沖擊擊回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)硬硬質(zhì)質(zhì)合合金金鉆鉆頭頭結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)大八角肋骨硬大八角肋骨硬質(zhì)合金鉆頭質(zhì)合金鉆頭長方片狀肋骨式長方片狀肋骨式硬質(zhì)合金鉆頭硬質(zhì)合金鉆頭一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝 破碎堅(jiān)硬巖石時(shí)，沖擊鉆進(jìn)過程中破碎堅(jiān)硬巖石時(shí)，沖擊鉆進(jìn)過程中的沖擊載荷的特點(diǎn)是接觸應(yīng)力瞬時(shí)可達(dá)的沖擊載荷的特點(diǎn)是接觸應(yīng)力瞬時(shí)可達(dá)極高值，應(yīng)力比較集中，使巖石產(chǎn)生裂極高值，應(yīng)力比較集中，使巖石產(chǎn)生裂紋，裂紋的

17、發(fā)育使巖石剪崩。在軟、塑紋，裂紋的發(fā)育使巖石剪崩。在軟、塑性巖石中，因巖石吸收大量的沖擊能，性巖石中，因巖石吸收大量的沖擊能，沖擊難以產(chǎn)生剪崩的效果。沖擊難以產(chǎn)生剪崩的效果。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝第三節(jié)第三節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭上的切削具受到?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭上的切削具受到三種力的作用，即回轉(zhuǎn)力、軸向靜壓力和沖三種力的作用，即回轉(zhuǎn)力、軸向靜壓力和沖擊力。在三種力的共同作用下，切削具以沖擊力。在三種力的共同作用下，切削具以沖擊剪切和回轉(zhuǎn)切削兩種方式破碎巖石。在兩擊剪切和回轉(zhuǎn)切削兩種方

18、式破碎巖石。在兩次沖擊之間造成孔底局部巖脊，而回轉(zhuǎn)的切次沖擊之間造成孔底局部巖脊，而回轉(zhuǎn)的切削具則將這已經(jīng)產(chǎn)生了裂紋的巖脊從孔底巖削具則將這已經(jīng)產(chǎn)生了裂紋的巖脊從孔底巖體上切削下來，如下圖所示：體上切削下來，如下圖所示：沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)在不在不同性同性質(zhì)的質(zhì)的巖石巖石中鉆中鉆進(jìn)，進(jìn)，處于處于主導(dǎo)主導(dǎo)地位地位的破的破巖方巖方式不式不同：同：一、一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝第三節(jié)第三節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理（1）在硬的、脆性的巖石中鉆進(jìn)，巖石破）在硬的、脆性的巖石中鉆進(jìn)，巖石破碎主要是沖擊力的結(jié)果，鉆具的回轉(zhuǎn)僅起碎主要是沖擊力的結(jié)果，鉆

19、具的回轉(zhuǎn)僅起移動(dòng)沖擊點(diǎn)位置、切削巖脊的作用；而軸移動(dòng)沖擊點(diǎn)位置、切削巖脊的作用；而軸向靜載荷則是用來克服鉆具在沖擊時(shí)的反向靜載荷則是用來克服鉆具在沖擊時(shí)的反彈力，對(duì)孔底巖石造成預(yù)加應(yīng)力。軸向靜彈力，對(duì)孔底巖石造成預(yù)加應(yīng)力。軸向靜載荷與回轉(zhuǎn)力對(duì)巖石產(chǎn)生了附加剪切作用載荷與回轉(zhuǎn)力對(duì)巖石產(chǎn)生了附加剪切作用，有利于破巖。，有利于破巖。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝第三節(jié)第三節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理（ 2）對(duì)于中硬、塑性較大的巖石，其破碎）對(duì)于中硬、塑性較大的巖石，其破碎方式以回轉(zhuǎn)切削為主，沖擊作用是輔助的。方式以回轉(zhuǎn)切削為

20、主，沖擊作用是輔助的。沖擊作用對(duì)巖石造成裂隙，為回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的切沖擊作用對(duì)巖石造成裂隙，為回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的切入和切削巖石創(chuàng)造十分有利的條件。入和切削巖石創(chuàng)造十分有利的條件。（3）對(duì)塑性大的巖石來說，沖擊力破巖作）對(duì)塑性大的巖石來說，沖擊力破巖作用不大，鉆頭切削具的磨損主要發(fā)生在回用不大，鉆頭切削具的磨損主要發(fā)生在回轉(zhuǎn)過程中。轉(zhuǎn)過程中。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝第三節(jié)第三節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理 表征沖擊器產(chǎn)生和施加給巖石以動(dòng)載作用的特性指表征沖擊器產(chǎn)生和施加給巖石以動(dòng)載作用的特性指標(biāo)：標(biāo)：沖擊功沖擊功決定于沖錘重量和沖擊

21、速度決定于沖錘重量和沖擊速度沖擊速度沖擊速度沖擊頻率沖擊頻率-沖錘單位時(shí)間內(nèi)的沖擊次數(shù)沖錘單位時(shí)間內(nèi)的沖擊次數(shù)。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 沖擊間距沖擊間距：在沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)中，切削具兩次沖在沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)中，切削具兩次沖擊之間的移動(dòng)距離。擊之間的移動(dòng)距離。一、一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝第三節(jié)第三節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理三、三、 沖擊參數(shù)沖擊參數(shù)隨著沖擊功的增大，巖石破碎穴的寬度和深度隨著沖擊功的增大，巖石破碎穴的寬度和深度增加，因而鉆進(jìn)效率提高。增加，因而鉆進(jìn)效率提高。增加沖力功主要依靠增加錘重量和沖擊速度。增加沖力功主要依靠增加錘重量和沖擊

22、速度。沖擊功的增加可以提高鉆速，但單位體積破碎沖擊功的增加可以提高鉆速，但單位體積破碎功不一定降低；沖擊功的增加，還受切削具的質(zhì)功不一定降低；沖擊功的增加，還受切削具的質(zhì)量、沖擊器性能以及水泵的能力等因素限制。量、沖擊器性能以及水泵的能力等因素限制。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝第三節(jié)第三節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理三、三、 沖擊參數(shù)沖擊參數(shù)隨著沖擊速度的增加，巖石的塑性系數(shù)下降，隨著沖擊速度的增加，巖石的塑性系數(shù)下降，硬度和屈服極限上升，破碎比功增加。硬度和屈服極限上升，破碎比功增加。巖石的脆性增大，有利裂紋發(fā)育和脆

23、性破碎巖石的脆性增大，有利裂紋發(fā)育和脆性破碎，鉆速增加。，鉆速增加。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 對(duì)于一定巖層，存在一個(gè)最優(yōu)沖擊間距；合對(duì)于一定巖層，存在一個(gè)最優(yōu)沖擊間距；合理選擇沖擊間距，即轉(zhuǎn)速與沖擊頻率之間合理配理選擇沖擊間距，即轉(zhuǎn)速與沖擊頻率之間合理配合，直接影響破巖效果和鉆頭使用壽命。合，直接影響破巖效果和鉆頭使用壽命。一、一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝第三節(jié)第三節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理三、三、 沖擊參數(shù)沖擊參數(shù)式中式中 S切削具的沖擊間距，切削具的沖擊間距，mm；n鉆頭回轉(zhuǎn)速度，鉆頭回轉(zhuǎn)速度，r/min；D鉆頭的平均直徑，鉆頭的平均直徑

24、，mm；N沖擊器的沖擊頻率，沖擊器的沖擊頻率，Hz。沖擊間距、沖擊頻率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系如下：沖擊間距、沖擊頻率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系如下： n = 60NS/D沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝第三節(jié)第三節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理三、三、 沖擊參數(shù)沖擊參數(shù)1、 鉆壓鉆壓 液壓沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)加在鉆頭上的壓力有兩個(gè)方液壓沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)加在鉆頭上的壓力有兩個(gè)方面的作用：面的作用：（1）在巖石中造成一定的預(yù)應(yīng)力；）在巖石中造成一定的預(yù)應(yīng)力；（2）克服沖擊器所產(chǎn)生的反彈力。）克服沖擊器所產(chǎn)生的反彈力。 對(duì)于不同硬度的巖石來說，巖石越軟，鉆對(duì)

25、于不同硬度的巖石來說，巖石越軟，鉆壓的影響越?。粠r石越硬，鉆壓的影響越大壓的影響越?。粠r石越硬，鉆壓的影響越大沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝第三節(jié)第三節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理三、三、 沖擊參數(shù)沖擊參數(shù)1、 鉆壓鉆壓四、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)規(guī)程四、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)規(guī)程2、 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速（1）沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的轉(zhuǎn)速相對(duì)較小；）沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的轉(zhuǎn)速相對(duì)較小； （2）轉(zhuǎn)速的選擇主要考慮沖擊間距，巖石）轉(zhuǎn)速的選擇主要考慮沖擊間距，巖石越硬，其抗破碎阻力越大，越容易崩刃和越硬，其抗破碎阻力越大，越容易崩刃和磨損切削具，沖擊間距應(yīng)小一些。這樣才磨損切

26、削具，沖擊間距應(yīng)小一些。這樣才能使孔底的巖石形成連續(xù)性的破碎，達(dá)到能使孔底的巖石形成連續(xù)性的破碎，達(dá)到提高鉆進(jìn)效率，減少磨損、崩刃的目的。提高鉆進(jìn)效率，減少磨損、崩刃的目的。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝第三節(jié)第三節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理三、三、 沖擊參數(shù)沖擊參數(shù)1、 鉆壓鉆壓四、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)規(guī)程四、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)規(guī)程2、 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速（3）各種巖石都有最優(yōu)的沖擊間距，）各種巖石都有最優(yōu)的沖擊間距，必須在施工中累積資料。前蘇聯(lián)對(duì)于必須在施工中累積資料。前蘇聯(lián)對(duì)于911級(jí)巖石，最優(yōu)沖擊間距為級(jí)巖石，最優(yōu)沖擊間距為58mm；

27、對(duì)于；對(duì)于78級(jí)巖石，最優(yōu)沖擊間距取級(jí)巖石，最優(yōu)沖擊間距取814mm。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝第三節(jié)第三節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理三、三、 沖擊參數(shù)沖擊參數(shù)1、 鉆壓鉆壓四、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)規(guī)程四、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)規(guī)程2、 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速3 3、泵量與泵壓、泵量與泵壓（1）對(duì)于液動(dòng)沖擊鉆進(jìn)，泵量不僅影響到洗井的）對(duì)于液動(dòng)沖擊鉆進(jìn)，泵量不僅影響到洗井的質(zhì)量，而且影響到?jīng)_擊器沖擊功和沖擊頻率，從而質(zhì)量，而且影響到?jīng)_擊器沖擊功和沖擊頻率，從而影響到鉆進(jìn)的效果。影響到鉆進(jìn)的效果。（2）沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)中，泵量增大，沖擊器的沖擊）沖擊回轉(zhuǎn)

28、鉆進(jìn)中，泵量增大，沖擊器的沖擊功就增大，因此，水泵要正常工作，應(yīng)盡量滿足沖功就增大，因此，水泵要正常工作，應(yīng)盡量滿足沖擊器工作時(shí)的泵量要求。擊器工作時(shí)的泵量要求。（3）泵量的選擇要考慮管路與接頭處的泄露損失）泵量的選擇要考慮管路與接頭處的泄露損失。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝第三節(jié)第三節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理三、三、 沖擊參數(shù)沖擊參數(shù)1、 鉆壓鉆壓四、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)規(guī)程四、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)規(guī)程2、 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速3 3、泵量與泵壓、泵量與泵壓（4）泵壓除克服沖擊器及管路上的阻力損失）泵壓除克服沖擊器及管路上的阻力損失外，還應(yīng)

29、滿足沖擊器作功的需要。外，還應(yīng)滿足沖擊器作功的需要。（5）隨著泵壓的增大，沖擊器的沖擊頻率和）隨著泵壓的增大，沖擊器的沖擊頻率和沖擊功都相應(yīng)的增加。沖擊功都相應(yīng)的增加。（6）一般情況下，沖擊器在）一般情況下，沖擊器在0.50.6MP時(shí)開時(shí)開始工作，在達(dá)到始工作，在達(dá)到1.82MP時(shí)沖擊器的工作穩(wěn)時(shí)沖擊器的工作穩(wěn)定。定。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、一、沖擊鉆進(jìn)機(jī)理沖擊鉆進(jìn)機(jī)理3.鉆進(jìn)工藝第三節(jié)第三節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理二、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的機(jī)理三、三、 沖擊參數(shù)沖擊參數(shù)1、 鉆壓鉆壓四、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)規(guī)程四、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)規(guī)程2、 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速3 3、泵量與泵壓、泵量與泵壓隨著孔深的增

30、加，由于液流阻力和泄露等隨著孔深的增加，由于液流阻力和泄露等引起的壓力損失，平均每百米增加引起的壓力損失，平均每百米增加0.20.3MP。鉆進(jìn)參數(shù)推薦值如下表所示：。鉆進(jìn)參數(shù)推薦值如下表所示：沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)復(fù)習(xí)參考題復(fù)習(xí)參考題（1）說明沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)效率高的主要原說明沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)效率高的主要原因及適用性因及適用性。（2）簡要說明液動(dòng)沖擊器的主要作用形）簡要說明液動(dòng)沖擊器的主要作用形式及用于沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的各類鉆頭的特式及用于沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的各類鉆頭的特點(diǎn)。點(diǎn)。（3）說明）說明沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的規(guī)程特點(diǎn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的規(guī)程特點(diǎn)，參，參數(shù)選擇的要領(lǐng)及值域。數(shù)選擇的要領(lǐng)及值域。要求重點(diǎn)內(nèi)容：重點(diǎn)內(nèi)容： 熟悉沖擊回

31、轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的特點(diǎn)及適用性熟悉沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的特點(diǎn)及適用性, ,明白明白其效率高的主要原因。其效率高的主要原因。 熟悉液動(dòng)沖擊器的主要作用形式及用于熟悉液動(dòng)沖擊器的主要作用形式及用于沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的各類鉆頭的特點(diǎn)。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的各類鉆頭的特點(diǎn)。 掌握沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的規(guī)程特點(diǎn)，參數(shù)選掌握沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的規(guī)程特點(diǎn)，參數(shù)選擇的要領(lǐng)及值域。擇的要領(lǐng)及值域。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、概念一、概念1.概述設(shè)備簡單，重量小設(shè)備簡單，重量小鉆液不循環(huán)，省水鉆液不循環(huán)，省水鉆頭碎巖是不連續(xù)的，磨損慢但鉆效也低鉆頭碎巖是不連續(xù)的，磨損慢但鉆效也低 鉆頭以自由落體碎巖，能有效破碎堅(jiān)硬巖鉆頭以自由落體碎巖，能有效破碎堅(jiān)硬巖石，僅能鉆垂直孔；

32、提起鉆具才需動(dòng)力，故在石，僅能鉆垂直孔；提起鉆具才需動(dòng)力，故在設(shè)備功率相同時(shí)，沖擊鉆進(jìn)可鉆鑿較大直徑孔設(shè)備功率相同時(shí)，沖擊鉆進(jìn)可鉆鑿較大直徑孔第一節(jié)概述第一節(jié)概述鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭在受到一定的鉆壓和回鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭在受到一定的鉆壓和回轉(zhuǎn)力矩的同時(shí)，還受到?jīng)_擊器以一定頻轉(zhuǎn)力矩的同時(shí)，還受到?jīng)_擊器以一定頻率的沖擊能量，鉆頭在孔底以沖擊剪切率的沖擊能量，鉆頭在孔底以沖擊剪切和回轉(zhuǎn)切削共同作用，破碎巖石。沖擊和回轉(zhuǎn)切削共同作用，破碎巖石。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)所需鉆壓減小，鉆頭轉(zhuǎn)速降低回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)所需鉆壓減小，鉆頭轉(zhuǎn)速降低，不但能提高鉆進(jìn)效率，而且降低鉆頭，不但能提高鉆進(jìn)效率，而且降低鉆頭的磨損。的磨損。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 啟動(dòng)

33、前，沖擊器的閥與沖錘活啟動(dòng)前，沖擊器的閥與沖錘活塞均處行程下限，液流通道暢通。塞均處行程下限，液流通道暢通。啟動(dòng)時(shí)，工作液體從噴嘴噴出，高啟動(dòng)時(shí)，工作液體從噴嘴噴出，高速射流的卷吸作用將活塞上腔介質(zhì)速射流的卷吸作用將活塞上腔介質(zhì)抽往下腔，上腔迅速降壓；進(jìn)入下抽往下腔，上腔迅速降壓；進(jìn)入下腔液流，由于通道擴(kuò)大，流速減慢腔液流，由于通道擴(kuò)大，流速減慢和沖擊器砧子里節(jié)流孔的增壓作用和沖擊器砧子里節(jié)流孔的增壓作用，使活塞下腔壓力升高。于是，上，使活塞下腔壓力升高。于是，上、下腔形成壓力差，使位于行程下、下腔形成壓力差，使位于行程下限的閥與活塞同時(shí)上行；由于閥的限的閥與活塞同時(shí)上行；由于閥的質(zhì)量較輕，運(yùn)動(dòng)速度快，先行到達(dá)質(zhì)量較輕，運(yùn)動(dòng)速度快，先行到達(dá)行程上限，隨后活塞也抵達(dá)行程上行程上限，隨后活塞也抵達(dá)行程上限，至此回程結(jié)束。限，至此回程結(jié)束?；爻蹋夯爻蹋簺_程沖程 當(dāng)活塞