國產(chǎn)液壓鑿巖設(shè)備在礦山的應(yīng)用地質(zhì)大學(xué)武漢

1、國產(chǎn)液壓鑿巖設(shè)備在礦山的應(yīng)用李硯耕李硯耕 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）鑿巖機(jī)械研究所中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）鑿巖機(jī)械研究所我國現(xiàn)代鑿巖機(jī)械工業(yè)，起源于上世紀(jì)五十年代初前蘇聯(lián)援建我國的156項(xiàng)重點(diǎn)工程中第一項(xiàng)完工的前沈陽風(fēng)動(dòng)工具廠和后來的天水風(fēng)動(dòng)工具廠的氣動(dòng)鑿巖機(jī)。它對我國采掘工業(yè)的發(fā)展，發(fā)揮了重要作用。六十年代開啟了我國氣動(dòng)、內(nèi)燃、電動(dòng)鑿巖設(shè)備自行設(shè)計(jì)、研制工作，質(zhì)量、品種日趨完善。1970年法國蒙塔貝特公司生產(chǎn)出世界第一批液壓鑿巖機(jī)后，我國也隨之步入了液壓鑿巖設(shè)備的研制。全國各有關(guān)采掘行業(yè)，掀起了研制液壓鑿巖機(jī)的高潮。到1977年在湘東鎢礦召開研討會(huì)時(shí)，全國研制液壓鑿巖機(jī)的大專院校、科研院所、生產(chǎn)企業(yè)的

2、單位達(dá)47家之多，液壓鑿巖被譽(yù)為一次采掘工業(yè)的革命。由于其低噪聲、環(huán)保、節(jié)能、減排受到了國內(nèi)外廣泛的關(guān)注，國家對此投入了大量的研制經(jīng)費(fèi)。但是液壓鑿巖技術(shù)是一門高科技含量的技術(shù)，時(shí)至今日能形成產(chǎn)品生產(chǎn)能力的研究部門已所剩無幾。八十年代興起的液壓鑿巖設(shè)備和技術(shù)引進(jìn)，沖擊了我國自身液壓鑿巖技術(shù)的研究和發(fā)展。由于中國市場的廣大，所引進(jìn)的技術(shù)比較陳舊且未能很好消化，后來大多又被外商回購。我國國營鑿巖機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)除天水風(fēng)動(dòng)工具廠外，大都出賣給了瑞典某公司。但是，在這種情況下不甘屈服應(yīng)運(yùn)而生的我國中小型民營鑿巖機(jī)械企業(yè)已經(jīng)異軍突起，并取得了驕人的成就。目前，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）鑿巖機(jī)械研究所和武漢地大海卓鉆

3、采技術(shù)有限責(zé)任公司（開山集團(tuán)控股）研制的各種類型DZ系列液壓鑿巖機(jī)和全液壓鑿巖鉆車，已在國產(chǎn)設(shè)備上居重要地位。本人從事鑿巖機(jī)和鉆車設(shè)計(jì)、制造工作已有四十五年，見證了我國這個(gè)行業(yè)的興衰和發(fā)展。下面就海卓液壓鑿巖設(shè)備產(chǎn)品在國內(nèi)礦山的應(yīng)用問題，向各位領(lǐng)導(dǎo)、專家和行業(yè)同仁進(jìn)行匯報(bào)，請予以巖指正。第一部分第一部分 地下礦山用液壓鑿巖設(shè)備地下礦山用液壓鑿巖設(shè)備 一、全液壓掘進(jìn)鉆車在房柱采礦法上的應(yīng)用一、全液壓掘進(jìn)鉆車在房柱采礦法上的應(yīng)用房柱采礦法采場及鑿巖設(shè)備布置，見圖1。圖1 房柱采礦法采場及鑿巖設(shè)備布置示意圖在房柱采礦法中的采場鉆孔可與平巷掘進(jìn)同時(shí)進(jìn)行?？墒褂糜芍袊刭|(zhì)大學(xué)（武漢）鑿巖機(jī)械研究所設(shè)計(jì)、

4、武漢地大海卓鉆采技術(shù)有限責(zé)任公司（開山集團(tuán)控股）生產(chǎn)的海卓牌全液壓鑿巖鉆車。根據(jù)采場的大小，選用不同規(guī)格的設(shè)備。較大的采場掘進(jìn)，可選用CTJY12.3、CTJY12.1、CTJY12.2、CLYJ12.2型鉆車；較小的采場掘進(jìn)，可選用DZ10型鉆車。詳見圖2、圖3、圖4、圖5、圖6。圖2 房柱采礦法用海卓CTJY12.3型全液壓鑿巖鉆車技術(shù)參數(shù)總重：32t；總長（運(yùn)行狀態(tài)）：13m；寬：2.6m；高（頂棚最低）：3.0m鑿巖機(jī)：DZYG38B型3臺(tái)。機(jī)重：150kg；沖擊頻率：4160Hz；釬桿轉(zhuǎn)速（最高）：750r/min；釬桿扭矩（最大）：23kgm液壓鉆臂：AB741：3支；伸縮長度：1

5、600mm液壓推進(jìn)器：AT1541：3支；推進(jìn)長度：4005mm；延伸長度：1600mm液壓工作平臺(tái)：AF321：1支；伸縮長度：4000mm；最大載重：500kg底盤：功率：117kW；最大速度爬坡能力：1：4；轉(zhuǎn)彎半徑：9.4m液壓動(dòng)力站：總功率：345Kw 圖3 房柱采礦法用海卓CTJY12.1型輪胎式鑿巖鉆車外形輪廓圖4 房柱采礦法用海卓CTJY12.1型輪胎式鑿巖鉆車技術(shù)參數(shù)總重：9t；總長：9.8m；寬：1.55m；高（頂棚下落最低）：2.3m液壓鉆臂：AB721：一支；液壓推進(jìn)器：一支；推進(jìn)長度：3660m；延伸長度：1200m；適合斷面：45.5m2底盤：DC10l輪胎式底盤。

6、發(fā)動(dòng)機(jī)：道依茨912（50Kw）；最大行走速度：12km/h；爬坡能力：1 4 鑿巖機(jī)：DZYG32型。重量：112；長度：878mm；寬度（接頭除外）：261mm；總高度：229mm；中心線以上高度：84mm；沖擊頻率：4060Hz；最大旋轉(zhuǎn)扭矩（連續(xù)）：200Nm；最大旋轉(zhuǎn)速度（連續(xù)）：350r/min；最大旋轉(zhuǎn)扭矩：500Nm；最大旋轉(zhuǎn)速度：450r/min圖5 房柱采礦法用海卓CLJY12.2型掘進(jìn)鉆車技術(shù)參數(shù)總重：19.5t；總長：11400mm；總寬：1700mm；總高：2250mm鉆臂：自重：2380kg；總長：7450mm；伸縮長度：1600mm 鉆臂擺動(dòng)角度：左右各50；鉆臂

7、舉升角度：向上57，向下55推進(jìn)器俯仰角度：向上57，向下55；推進(jìn)器擺動(dòng)角度：左右各60推進(jìn)器翻轉(zhuǎn)角度：180；靠幫角度：4；補(bǔ)償長度：1750mm推進(jìn)器：自重：360kg； 總長：5295mm；釬桿長度：3660mm；最大推進(jìn)力：1270kg底盤：最大行走速度：1.2km/h；爬坡能力：10；最小離地間隙：316mm鑿巖機(jī)： DZYG38B型圖6 房柱采礦法用海卓DZ10型全液壓掘進(jìn)鉆車技術(shù)參數(shù) 總重：2.5t；總長：6.8m；總寬：1.35m；用電瓶車拖行：軌距600m動(dòng)力：油泵電動(dòng)機(jī)：18.5kw；空壓機(jī)：1.5kw；加壓水泵：1.5kw；電壓：380v，照明系統(tǒng)：24v鉆臂：型號(hào)：A

8、B321；回轉(zhuǎn)：左右180；升角：55；降角：16；擺動(dòng)：左右各30推進(jìn)器：仰角：15；俯角：45；擺角：左右各45；推進(jìn)長度3000mm；補(bǔ)償長度：1500mm；推進(jìn)形式：油缸-鋼絲繩；鉆桿長度：2600mm鑿巖機(jī)：DZYG25型；沖擊壓力：18.5MPa；沖擊頻率：50Hz；鉆孔直徑：2742mm；最大回轉(zhuǎn)壓力：10MPa二、全液壓鑿巖鉆車在分段采礦法上的應(yīng)用對于垂直礦體或陡峭的礦體，采用分段回采法或高分段崩落法，其采場與鑿巖設(shè)備布置，如圖7、圖8所示。圖7 分段回采法采場及鑿巖設(shè)備布置示意圖圖8 高分段崩落法采場及鑿巖設(shè)備布置示意圖海卓CTQ160型液壓鉆車適用于分段回采法，也適用于高分

9、段崩落法，即VCR采礦法。最大鑿孔深度80m，最大孔徑165mm，見圖9。 圖9 用于分段采礦法的海卓CTQ160型液壓鑿巖鉆車特點(diǎn)：特點(diǎn)：推進(jìn)器裝有雙液壓夾頭及卸鉆桿液壓扳手，使拆卸鉆桿方便、快捷。主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù) 推進(jìn)長度：1.2m；鉆孔深度：70m；鉆孔偏差：0.5m；回轉(zhuǎn)頭扭矩：3000Nm；最大鉆孔直徑：165mm；作業(yè)范圍：360全方位；總功率：45kw三、全液壓鑿巖鉆車在無砥柱分段崩落法上的應(yīng)用無砥柱分段崩落法用于陡峭傾斜的礦體，及帶有很大垂直高度的礦體。礦體與圍巖穩(wěn)定性的最低要求，就是分段崩落平巷必須是能自我支撐的，只需要一些臨時(shí)性的加固工作。其采場與鑿巖設(shè)備布置，見圖

10、10、圖11。圖10 無砥柱分段崩落法的采場與鑿巖備布置示意圖圖11 用于無砥柱分段崩落法的海卓CTCY12.1輕型采礦鉆車對于這種采礦法，海卓CTCY12.1輕型全液壓采礦鉆車，是為適應(yīng)我國現(xiàn)在礦山常用的分段平巷斷面尺寸而設(shè)計(jì)的。它用于在斷面高度3.2m的巷道鉆鑿平行扇形炮孔。 四、全液壓鑿巖鉆車在充填采礦法上的應(yīng)用海卓CTCY12-1輕型全液壓采礦鉆車，也適用于上向鉆鑿炮孔的充填采礦法，其采場及鑿巖設(shè)備布置見圖12。圖12 上向充填采礦法采場及鑿巖設(shè)備布置示意圖第二部分 露天礦山用液壓鑿巖設(shè)備在露天礦山，礦體局限于某一個(gè)特定區(qū)域內(nèi)，圍巖的剝離和礦體的開采都需要進(jìn)行爆破開挖。露天開采炮孔的布

11、置，其孔徑、孔距和孔深，要根據(jù)需要破碎的礦石塊度大小、礦石堅(jiān)固性高低和炸藥類型而定。開采的分段高度范圍，一般限定1235米?？讖?4145mm。在大孔徑（110380mm）和20米以上深度時(shí)，多使用潛孔鉆或牙輪鉆。一般露采可選用海卓CLLY100、CLLY150、CLL142、CLLY-100J等型號(hào)鉆車，見圖13、圖14、圖15、圖16、圖17。圖13 露天礦采場和鑿巖設(shè)備布置示意圖圖14 露天礦山用海卓CLLY100型全液壓鑿巖鉆車技術(shù)參數(shù) 鑿孔直徑：65102mm；釬桿形式：T38(S38)、T45(S45)mm；重量：10.8t；推進(jìn)長度：4000mm；驅(qū)動(dòng)方式：柴油機(jī)；額定功率:13

12、2kw；行走速度：1.53.7km/h；鑿巖機(jī)：DZYG38B型；最大沖擊功率：15kw 圖15 海卓CLLY150型全液壓重型露天鑿巖鉆車技術(shù)參數(shù)鉆鑿孔徑：76152mm；釬桿直徑：38、45、51mm；行走速度：2.6/h；爬坡能力：20；發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)：道依茨F6L912鑿巖機(jī)： DZYG51型 DZYG51G型重量()： 255 295沖擊功率（Kw）： 20 20工作壓力（bar）： 90120 90120沖擊能（12Mpa時(shí)，J）：520 520回轉(zhuǎn)速度（r/min）: 0230 050最大扭矩（Nm）： 450 1800圖16 露天礦用海卓CLL142型液壓潛孔鉆車（一體機(jī)）技術(shù)參數(shù)

13、 沖擊器：工作壓力：1.052.64Mpa； 耗氣量：12M3/min；鉆孔直徑110145mm；鉆孔深度：水平30m，向下20m；鉆桿長度：3000mm；鉆桿直徑: 76mm；鉆鑿水平孔：最高3400mm，最低橫位450mm；推進(jìn)行程：4000mm 推進(jìn)器補(bǔ)償長度：1200mm；最大提升力：100KN 推進(jìn)器俯仰角：水平向上45、向下60；推進(jìn)器擺動(dòng)角：左50、右3 鉆臂俯仰角:水平向上55、向下15；鉆臂擺動(dòng)角：左右各45 爬坡能力：35；底盤離地最小間隙：300mm；回轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)速：075r/min；回轉(zhuǎn)扭矩：3000Nm液壓系統(tǒng)：工作壓力：12.5Mpa；外形尺寸：690023002400

14、mm；除塵方式：液壓集塵器圖17 露天礦用海卓CLLY-100J型液壓鑿巖鉆車技術(shù)參數(shù)總重：7噸；外型尺寸（運(yùn)輸狀況）：6.42.12.7m；油箱容量：200升；持續(xù)工作時(shí)間：6小時(shí)底盤形式：履帶式；最小離地間隙：330mm；工作方式：全液壓；運(yùn)輸、行進(jìn)方式：自行(長途用運(yùn)輸車) ；爬坡能力：25；行進(jìn)速度：1.5km/h；使用海拔高度：2000m；工作溫度：-20 +40；鉆鑿巖石類型：硬巖f = 416；鉆桿長度及根數(shù)：3m4根；鉆孔直徑：100mm；鉆孔深度：10m；鉆孔速度：硬巖1m/min；鉆孔方式：沖擊旋轉(zhuǎn)；推進(jìn)梁擺動(dòng)角：右30、左90；鉆臂旋轉(zhuǎn)角：360；最大扭矩：800Nm；操

15、作人員：1人（1人輔助）；平均故障間隔時(shí)間：200小時(shí)鑿巖硬度f=6-20鉆孔直徑mm135-190經(jīng)濟(jì)鑿孔深度（自動(dòng)接桿深度）m36行走速度Km/h3.0爬坡能力30離地間隙mm430整機(jī)功率Kw287柴油機(jī) 卡特彼勒C11螺桿機(jī)排氣量m3/min22螺桿機(jī)排氣壓力 bar 25（最大）外形尺寸（長寬高）mm1111027163200重 量 Kg 23000回轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)速r/min0-118回轉(zhuǎn)扭矩N*m4100最大推拉力N65000滑架俯仰角度125滑架擺角向右97向右33鉆臂舉升角向上42向下20鉆臂擺角向右42向左15車架調(diào)平角度向上10向下10推進(jìn)長度mm4500補(bǔ)償長度mm1200沖擊

16、器 HD/ HD鉆桿（直徑鉆桿長度）mm894000/1024000捕塵方式干式/濕式（可選）接桿方式自動(dòng)接缷桿自動(dòng)防卡方式電液控制防卡鉆桿潤滑方式自動(dòng)噴油潤滑鉆桿螺紋保護(hù)配有浮動(dòng)接頭保護(hù)鉆桿螺紋 圖18 開山牌KT20型高風(fēng)壓整體式露天潛孔鉆車基本參數(shù)基本參數(shù) 圖19 KT7型整體式高風(fēng)壓露天潛孔鉆車基本參數(shù)基本參數(shù)鑿巖硬度f=6-20鉆孔直徑mm90-105經(jīng)濟(jì)鑿孔深度m20行走速度Km/h25爬坡能力30離地間隙mm430整機(jī)功率Kw191柴油機(jī) 玉柴YC260DG螺桿機(jī)排氣量m3/min13螺桿機(jī)排氣壓力 bar 17外形尺寸（長寬高）mm800022602800重 量 Kg 9500

17、回轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)速r/min0-120回轉(zhuǎn)扭矩N*m1900最大推拉力N25000滑架舉升角度向上28向下42滑架俯仰角度129滑架擺角向右38 向左35滑架側(cè)向水平擺角向右489鉆臂擺角向右39向左60車架調(diào)平角度向上10向下9一次推進(jìn)長度mm3000補(bǔ)償長度mm900沖擊器 HD35鉆桿 64 捕塵方式干式（液壓驅(qū)動(dòng)旋風(fēng)層流式） 圖20 KT11S型整體式高風(fēng)壓露天潛孔鉆車基本參數(shù)基本參數(shù)鑿巖硬度f=6-20鉆孔直徑mm105-125經(jīng)濟(jì)鑿孔深度（自動(dòng)接桿深度）m18行走速度Km/h20爬坡能力20離地間隙mm430整機(jī)功率Kw239柴油機(jī) 康明斯6LTAA8.9-C325螺 桿 機(jī) 排 氣 量m

18、3/min18螺桿機(jī)額定排氣壓力 bar 17外形尺寸（長寬高）mm889025803655重 量 Kg 14600回轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)速r/min0-63回轉(zhuǎn)扭矩N*m2800最大推拉力N20000滑架俯仰角度114滑架擺角向右36 向左35滑架側(cè)向水平擺角向右1293鉆臂擺角向右45向左10車架調(diào)平角度向上10向下8一次推進(jìn)長度mm3000補(bǔ)償長度mm1200沖擊器 HD鉆桿 76捕塵方式干式（液壓驅(qū)動(dòng)旋風(fēng)層流式）接桿方式自動(dòng)接缷桿自動(dòng)防卡方式電液控制防卡鉆桿潤滑方式自動(dòng)噴油潤滑鉆桿螺紋保護(hù)配有浮動(dòng)接頭保護(hù)鉆桿螺紋第三部分 地外采礦初探1994年以來，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）鑿巖機(jī)械研究所與俄羅斯合作，參

19、與了太空開發(fā)的研究，承擔(dān)采樣器鉆鑿機(jī)構(gòu)的研制，對未來太空礦物原料勘采進(jìn)行了探討。圖21為與俄羅斯工程院合作開發(fā)項(xiàng)目之一的月球勘探取樣器。圖21 俄羅斯發(fā)射的月球勘探采樣器說明：已成功完成取樣任務(wù)，鉆深2m，孔徑10mm。第四部分 液壓鑿巖設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)液壓鑿巖機(jī)與前述地下和露天礦山開采用海卓全液壓鑿巖鉆車配套的DZ系列液壓鑿巖機(jī)，見圖22、圖23、圖24、圖25、圖26、圖27。圖22 海卓DZYG51型液壓鑿巖機(jī)海卓DZYG51重型全液壓鑿巖機(jī)采用雙液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、獨(dú)立回轉(zhuǎn)，與液壓鉆車配套使用，適用中硬和堅(jiān)硬巖石上鉆鑿任意方向炮孔，主要用于大孔徑鉆進(jìn)及露天鉆鑿作業(yè)，鉆孔直徑為89152mm。該

20、機(jī)是一種高效節(jié)能、可長期穩(wěn)定工作的新型鑿巖設(shè)備，穩(wěn)定工作指標(biāo)為6000延米不拆機(jī)檢修。主要技術(shù)參數(shù)見表1。機(jī)重（Kg）295轉(zhuǎn)速（r/min）050長（mm）1060最大扭矩（Nm）1800（14 MPa）外形高度（mm）240（回轉(zhuǎn)馬達(dá)安在頂部）沖擊流量（L/ min）140（12MPa）工作壓力（MPa）913回轉(zhuǎn)流量（L/ min）65（15MPa）蓄能器氣體氮壓氣溫度（）-20-40高壓側(cè)壓力（MPa）5油溫（）4060低壓側(cè)壓力（MPa）0.25水沖洗消耗（L/min）70回轉(zhuǎn)獨(dú)立的水沖洗壓（MPa）0.51馬達(dá)兩個(gè)擺線式OMT250壓氣沖洗消耗(M3/min)7（0.7 MPa）表

21、表1 海卓海卓DZYG51型液壓鑿巖機(jī)技術(shù)參數(shù)型液壓鑿巖機(jī)技術(shù)參數(shù)重量 (kg)180沖擊功率 kw16外形尺寸 (mm)1180330360流量L工作壓力（MPa）1015沖擊 (L/min)120蓄能器氣體：回轉(zhuǎn) (L/min)60高壓側(cè) (MPa)7管徑（mm）：低壓側(cè) (MPa)0.5沖擊進(jìn)油（mm）：19回 轉(zhuǎn)：沖擊回油（mm）：25馬 達(dá)OMT200回轉(zhuǎn)（mm）：13轉(zhuǎn) 速 (r/min)0200沖洗（mm）：19扭 矩 (Nm)1120圖23 海卓DZYG45型液壓鑿巖機(jī)海卓DZYG45為中型全液壓鑿巖機(jī)，采用液壓驅(qū)動(dòng)、獨(dú)立回轉(zhuǎn)，與液壓鉆車配套使用，適于中硬和堅(jiān)硬巖石上鉆鑿任意方向炮孔，主要用于大孔徑鉆進(jìn)及露天鉆鑿作業(yè)，鉆孔直徑為65125mm。該機(jī)是一種高效節(jié)能，可長期穩(wěn)定工作的新型鑿巖設(shè)備。其主要技術(shù)參數(shù)見表2。 表表2 海卓海卓DZYG45型液壓鑿巖機(jī)技術(shù)參數(shù)型液壓鑿巖機(jī)技術(shù)參數(shù)海卓DZYG25型液壓鑿巖機(jī)是導(dǎo)軌式獨(dú)立回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)，該機(jī)與鉆車配套用于中硬和堅(jiān)硬石上鉆鑿任意方向炮孔，輸出功率可調(diào)三檔。圖24 海卓DZYG25型液壓鑿巖機(jī)DZYG32型液壓鑿巖機(jī)與鉆車配套使用，適用于中硬和堅(jiān)硬巖石上鉆鑿炮孔。圖25 海卓DZYG32型液壓鑿巖機(jī)海卓DZYY22型液壓鑿巖機(jī)是手持式鑿巖機(jī)，適用于鉆鑿各種巖石。該機(jī)重量輕，操縱機(jī)構(gòu)集中，啟動(dòng)靈活，工作平穩(wěn)可靠