凿岩技术知识介绍课件.ppt

1、1凿岩技术知识介绍234Investment in Accurate Drills is Always Effective and Cheaper 破碎、筛分和破碎、筛分和存储占总成本存储占总成本50%；穿孔占总成本穿孔占总成本7%；投资高精度钻机是投资高精度钻机是有效和节省的选择有效和节省的选择采石场成本结构采石场成本结构块度对成本块度对成本影响重大！影响重大！56Modern Surface Mine Exploitation Drilling Method Rock Drilling and Blasting PrincipleFour important characteristics

2、 of blast holes：hole diameter,hole depth,direction and straightness 炮孔四要素炮孔四要素：孔径、孔深、方向和位置（直线）：孔径、孔深、方向和位置（直线）度度Drilling method includes three basic methods:Rotary(rotary cutting and rotary crashing)Percussive drilling（pneumatic and hydraulic)and Down-The-Hole(HP and LP)drilling传统机械钻孔三种手段传统机械钻孔三种手段:

3、回转、顶锤式、潜孔回转、顶锤式、潜孔大规模露天爆破是现代工业的产物大规模露天爆破是现代工业的产物7Modern Surface Mine Exploitation Drilling Method 传统露天钻孔技术和设备传统露天钻孔技术和设备rotationpercussionpercussionbittriconebitcompressedairdrifterrotaryheaddownholedrillrotaryheadrotaryheaddownholedrillrotation8技术进步正改变传统钻孔方式技术进步正改变传统钻孔方式Rock Blasting Principle液压凿岩机

4、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对智利穿孔直径在在75-345毫米的毫米的36个露天矿山的个露天矿山的调查表明传统受调查表明传统受到挑战到挑战9 孔径通常在孔径通常在(200-440毫米毫米)，一次推进，一次推进最大达最大达20米；米；依旧是大型露天矿的依旧是大型露天矿的主钻机，但局限于只主钻机，但局限于只能钻垂直孔；能钻垂直孔；而而-18度度倾斜孔倾斜孔对露对露天矿爆破总体有利。天矿爆破总体有利。Rock Drilling Method Rotary drill 101112大直径大直径/深孔深孔/高直线度高直线度最高工作压力最高工作压力25bar.钻具消耗较

5、高钻具消耗较高Rock Drilling Method Down-The-Hole Hammer1314 高钻速，大功率，中深和浅孔高钻速，大功率，中深和浅孔;每通过一个接头，损失能量每通过一个接头，损失能量6-10%6-10%Rock Drilling Method Top Hammer Percussion1516液压凿岩机推荐双钻杆：液压凿岩机推荐双钻杆：穿孔精度高；穿孔精度高；适于处理复杂地层；适于处理复杂地层；克服传统孔偏移弊病。克服传统孔偏移弊病。Rock Drilling Method Top Hammer PercussionCOPROD17空压机选型的技术依据空压机选型的技术

6、依据排气量决定排渣速度排气量决定排渣速度,速度速度=排量排量/径流面积径流面积孔内的径流面积孔内的径流面积=成孔截面积成孔截面积-钻杆截面积钻杆截面积.速度不小于速度不小于3000英尺英尺(915米米)/分分排气流量适宜性的判断排气流量适宜性的判断:排出的岩屑边沿较为锋利排出的岩屑边沿较为锋利松散地层松散地层,要注意控制排渣量要注意控制排渣量,防止卡钻防止卡钻.空气压力高空气压力高,潜孔冲击器冲击能量大潜孔冲击器冲击能量大对于硬岩作业对于硬岩作业(f14),选择高压力选择高压力18Rock Blasting Principle-Drilling Accurate提高钻孔精度提高钻孔精度 必须减

7、少钻孔必须减少钻孔偏差，以控制偏差，以控制大块率；大块率；精确爆破取决精确爆破取决于炮孔精度：于炮孔精度：孔位、孔向、孔位、孔向、沿轴线的直线沿轴线的直线度和孔深；度和孔深；19 爆破效果四因素：爆破效果四因素：钻机、钻具的选择；钻机、钻具的选择；布孔方式；布孔方式；所用炸药；所用炸药；爆破手的技能。爆破手的技能。Blasting is a result number factors including the choice of drill rig and tools,the holes layout,the explosive and the skills of operators Acc

8、urate Blasting Depending on Accurate Drilling 精确爆破取决于精确钻孔精确爆破取决于精确钻孔2021爆破工艺和参数爆破工艺和参数22三类岩石：三类岩石：岩浆岩岩浆岩-高温硅酸盐熔融体冷凝结晶形成高温硅酸盐熔融体冷凝结晶形成沉积岩沉积岩-地表风化层地表风化层,经搬运和沉积后形成岩石经搬运和沉积后形成岩石 变质岩变质岩-是由上述两种岩石是由上述两种岩石,由于地壳变动由于地壳变动,高温高压再生高温高压再生;由于复杂的结构构造导致岩石的各向异性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从来不会有以不变应万变的钎头设计万变的钎头设计,最好的钎头产

9、生于厂家和用户的结合最好的钎头产生于厂家和用户的结合;钻具产品的销售钻具产品的销售,必须注意用户面临的岩石特性必须注意用户面临的岩石特性.岩石特性：岩石特性：非均质体和各向异性非均质体和各向异性231 1 1 1 1 1MP=10.149barMP=10.149barMP=10.149barMP=10.149barMP=10.149barMP=10.149bar岩石名称岩石名称抗压强度抗压强度 MP抗拉强度抗拉强度MP弹性模量弹性模量(X10000 MP)铁燧石铁燧石250-46020-4076花岗岩花岗岩100-2507-255-10流纹岩流纹岩180-30015-305-10安山岩安山岩1

10、00-25010-205-12辉长岩辉长岩180-30015-357-15玄武岩玄武岩150-30010-306-12砂岩砂岩20-2004-251-10页岩页岩10-1002-202-8石灰岩石灰岩50-2005-205-10白云岩白云岩80-25015-254-8片麻岩片麻岩50-2005-201-10大理岩大理岩100-2507-201-9石英岩石英岩150-35010-306-20板岩板岩60-2007-152-824等级等级坚固程度坚固程度代表性岩石代表性岩石f值值I最坚固最坚固最坚固最坚固,最致密和高韧性的玄武岩石及石英岩石最致密和高韧性的玄武岩石及石英岩石20II很坚固很坚固很坚

11、硬的花岗岩很坚硬的花岗岩,石英斑岩石英斑岩,硅质片岩硅质片岩,最坚硬的最坚硬的砂岩和石灰岩砂岩和石灰岩15III坚固坚固致密的花岗岩致密的花岗岩,很坚硬的砂岩和石灰岩很坚硬的砂岩和石灰岩,石英质石英质矿脉矿脉,坚硬的砾岩坚硬的砾岩,很坚硬的铁矿石很坚硬的铁矿石10III坚固坚固坚硬的石灰岩坚硬的石灰岩,不坚固的花岗岩不坚固的花岗岩,坚固的砂岩坚固的砂岩,坚坚固的大理岩固的大理岩,白云岩白云岩,黄铁矿黄铁矿8IV较坚固较坚固一般的是砂岩一般的是砂岩,铁矿石铁矿石6IV较坚固较坚固硅质页岩硅质页岩,页岩质砂岩页岩质砂岩5V中等中等坚固的粘土质岩石坚固的粘土质岩石,不坚固的的砂岩和石灰岩不坚固的的砂

12、岩和石灰岩4V中等中等各种不坚硬的页岩各种不坚硬的页岩,致密泥质岩致密泥质岩325地质成因地质成因火成岩和变质火成岩和变质岩岩沉积岩沉积岩实例实例花岗岩花岗岩 片麻岩片麻岩 玄武岩玄武岩 石英岩石英岩 铁邃岩铁邃岩,暗色岩暗色岩石灰岩石灰岩 砂岩砂岩 页岩页岩白垩地层白垩地层粘土粘土 砂砂砾石砾石硬度硬度分级分级普氏普氏F 14 14 f 8F 6000916218000091529 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30排距排距排距排距排距排距V=(23-40)X DV=(23-40)X DV=(23-40)X DV=(2

13、3-40)X DV=(23-40)X DV=(23-40)X D3132333435炮孔倾斜角度的选择通常依据工程设计和施工安全等条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件加以确定.由于倾斜度影响实际孔深由于倾斜度影响实际孔深,深度计算中通常把倾斜角度深度计算中通常把倾斜角度换算成倾斜系数换算成倾斜系数I I的常见取值如下表的常见取值如下表:炮孔倾斜度炮孔倾斜度倾斜角度倾斜角度(度度)倾斜系数倾斜系数 I10:1 61.01 5:111.51.02 4:114.51.03 3:1 19.51.05 I 用于孔深的计算用于孔深的计算:孔深孔深 H=(K+U)*I36根据工程规

14、模和爆破目的根据工程规模和爆破目的,初选爆破孔径初选爆破孔径 D D选定安全的倾斜系数选定安全的倾斜系数 I=1.01-1.05I=1.01-1.05装载和破碎设备决定块度装载和破碎设备决定块度块度取决于炮孔直径块度取决于炮孔直径D D和排距和排距V V 排距排距 V V=(25-40)D,V V=(25-40)D,梯段高度梯段高度K K=(2.5-5)V;K K=(2.5-5)V;孔距孔距 E E=(1.25-1.3E E=(1.25-1.3）V V 超深超深 U U=0.3U U=0.3*V V37条件设定条件设定设计举例设计举例岩石类型岩石类型石灰岩石灰岩密度密度 吨吨/立方米立方米2.

15、6年产量年产量 吨吨1,000,000Q 立方米立方米/年年1,000,000/2.6=385,000孔径选择孔径选择 80-130 mm选取选取 102(15A钎头钎头)V,炮孔排距炮孔排距,米米,选取图表选取图表 3.2 E,炮孔间距炮孔间距 E=1.25*V,米米 1.25*3.2=4U,炮孔超深炮孔超深 U=0.3*V,米米 0.3*3.2=1 38条件设定条件设定设计举例设计举例K,梯段高度梯段高度 K=(2.5-5)V 米米5*3.2=16米米H,炮孔深度炮孔深度,H=(K+U)*I 米米 (16+1)*1.05=17.85单孔产量单孔产量=K*V*E 立方米立方米16*3.2*4

16、=205 b 炮孔密度炮孔密度=H/Q/hole,穿孔米数穿孔米数/立方米立方米b=17.85/205=0.087年进尺米数年进尺米数=Q*b385,000*0.087=33,500班制班制,开工率开工率,工作日工作日/年年22.5*12*0.9=243单班进尺定额单班进尺定额 米米班进尺班进尺=DM(年年)/班数班数(年年)33,500/243=138 39钻机型号钻机型号CLQ80ACM341CM351参考价格参考价格194355空压机型号空压机型号600700750参考价格参考价格273982冲击器型号冲击器型号CIR90DHD340DHD340DHD350孔径孔径 9011511513

17、0孔距孔距E33.93.94.5排距排距K2.53.23.23.5炮孔超深炮孔超深U0.751.01.01.040钻机型号钻机型号CLQ80ACM341CM351每米方量每米方量7.512.512.515.8平均凿速平均凿速6102018年进尺年进尺14400240004800043200年产能力年产能力 万吨万吨 27.474.58164.76230.35年产能力年产能力 万方万方10.9629.8365.6392.14设计米数设计米数DM=Q*b55767334603346026537能力系数能力系数0.250.711.431.63设备数量设备数量(百万吨产百万吨产)521141爆破成本估

18、算爆破成本估算42设计产量设计产量 1,000,000吨吨,折合折合384,600立方爆量立方爆量中等硬度岩石中等硬度岩石(不大于不大于F14),比重比重2.6；炮孔排距炮孔排距V=孔径孔径X28，孔距，孔距E=l.2V,超深超深U=0.3,倾角倾角4:1,段高段高K=14米米4两班制，两班制，3人人,班作业班作业6小时，年实际工作日取小时，年实际工作日取75%,即即200天；天；5钻机备件年消耗按钻机购置价格的钻机备件年消耗按钻机购置价格的15%，空压机按，空压机按10%估算；估算；钻机型号钻机型号CLQ80ACM341CM351参考价格参考价格万元万元234355空压机型号空压机型号600700750/1060参考价格参考价格万元万元273982冲击器型号冲击器型号CIR90DHD340DHD340ADHD350冲击器消耗冲击器消耗元元/m43钻机型号钻机型号CLQ80ACM341CM351钎头消耗钎头消耗元元/m钻机折旧钻机折旧(5年年)元元/m空压机价格空压机价格万元万元空压机折旧空压机折旧(5年年)元元/m柴油价格柴油价格元元/升升柴油消耗柴油消耗升升m柴油费用柴油费用元元/m人员费用人员费用元元/m钻机备件消耗钻机备件消耗元元/m空压机备件消耗空压机备件消耗元元/m每米成本每米成本元元每吨成本每吨成本元元每方成本每方成本元元