四、凿岩台车钻臂数量的确定和选型

凿岩车台上的钻臂数是设备的最基本参数和特征，一台凿岩台车配备钻臂数量系根据开挖断面上钻孔总长度∑1开挖循环作业计划的凿岩时间t及凿岩机的生产率C确定，即N=∑1/c.t。

开挖断面上一个作业循环的钻孔总长度系根据开挖钻爆参数计算确定。50~150平方米大断面隧洞断面上的砸眼数约为12、√￣S(S为断面积，平方米)，即约1~2孔/平方米，眼深约为1.05~1.2的循环进尺。凿岩时间t系根据隧洞掘进循环作业表的规定时间，当月进尺超过100米时,一般规定不大于4~8小时。凿岩机的实际生产率根据阿特拉斯的资料:最重型风动凿岩机在坚硬岩石如花岗岩上的实际钻进速度取0.5米分，重型液压凿岩机在坚硬岩石上的实际钻进速度取0.8米/分，实际钻进速度约为纯钻进速度的0.6~0.7，实际钻进速度在很大程度上取决于钻工对眼的熟练程度。

一台凿岩台车上配备的钻臂数量尚可按照每台钻臂担负多大断面上的凿岩工作确定，即N=S/f(S为开挖断面积，f为每台凿岩机可担负的凿岩工作面积)。根据经验，当循环作业规定凿岩时间为4小时，孔深3~5米左右，每台重型风动凿岩机平均可担负15~20平方米断面上的凿岩工作；每台重型液压凿岩机平均可担负20~30平方米断面上的凿岩工作。

阿特斯拉和坦姆洛克等定型和非定型凿岩台车一般配备2~6台钻臂，相应凿岩断面为30~120平方米。

大型凿岩台车一般选用重型液压钻臂(即用于支持和操作重型导轨式凿岩机及工作范围较大的钻臂)。钻臂的形式主要分为臂长固定和可伸缩的两种。伸缩钻臂工作时伸长可得到较大的工作断面；行走时臂长收缩可减少台车总长，使设备重心后移，利于行驶时稳定和减小转弯半径。钻臂上的推进器导轨分为可翻转和不可翻转的两种，推进器导轨可翻转的钻臂可使凿岩机紧靠周边，更好地控制开挖规格，故钻周边孔宜选用推进器可翻转的钻臂。总之2~4钻臂的大型凿岩台车多选用伸缩和导轨可翻转的钻臂，仅是在6钻臂凿岩台车的层两台钻臂可视必要性选用伸缩和导轨可翻转的或固定导轨不可转的钻臂。

五、钻臂在断面上的布置和基座构件形式选择

当凿岩台车的钻臂数和臂形确定后即根据开挖断面进行钻臂在断面上的合理布置。图6为阿特拉斯部分三、四臂凿岩台车钻臂典型布置图。

为了有利于凿岩台车行走时的稳定，钻臂安装高度宜尽可能低一些，所以钻臂的向上高度一般均得到充分利用；钻臂的向下工作高度一般均未充分利用。

钻臂安装中心水平间距根据开挖洞宽要求和台车宽度确定。轮胎式凿岩台车的钻臂水平间距一般为2~3米。由于轮胎式凿岩台车移位方便，工作宽度不足时可横向移位使用，或为了加速凿岩速度，在宽度较大的地下工程采用两台凿岩台车同时工作。

钻臂基座构件一般需根据台车底盘和钻臂安装要求专门设计，阿特拉斯已设计轮胎式凿岩台车的基座构件计有以下几种形式。

(1)当钻臂安装高度低于3.5米时一般采用如图4a的矮式钢架。

(2)当钻臂安装高度高于3.5米，低于4.5米时采用如图4b的积木式梯形构件。

(3)当钻臂安装高度高于4.米则需采用如图4d的长形构件，构件上部还可升降。

上述积木式梯形构件比较灵活，可以根据要求高度进行组合。

轨行式凿岩台车的钻臂基座构件一般为门型构件，并允许通过运输车辆，一般为专门设计或套用设计。

迥转式钻臂的基座如图5a所示，基座构件型式比较简单，钻臂安装高度一般较低，约2米左右。

六、凿岩台车上凿岩机及推进器的选型

钻臂式凿岩台车适于采用重型风动或液压的导轨式凿岩机。凿岩机的选型主要根据要求的凿岩生产率、动力供应条件等选择。液压凿岩机和风动凿岩机相比其主要优点如下:

1、机械效率(输出功率和输入功率之比)高，风动凿岩机仅10%，液压凿岩机可达30%。如每台COP126ED风动凿岩机，耗压缩空气15.5立方米/分，约需功率125~150千瓦；面每台COP1038HD液压凿岩机的液压系统功率仅约40~45千瓦。

2、冲击功大、钻进速度快。风动凿岩机由于受到钎头允许应力、耗气量、气压力、机器重量等的限制，冲击功现已达到难以再提高的程度。液压凿岩机由于不受上述因素限制，冲击功可设计得更大，如COP1038HD(130公斤)液压凿岩机的冲击功比COP126ED(175公斤)风动凿岩机的冲击功增大约60%左右。液压凿岩机的冲击频率、冲击行程、冲击功可根据岩质、孔径进行调整，取得较优凿岩参数，所以钻进速度比风动凿岩机高，如COP1038HD液压凿岩机当钻孔直径50毫米时在花岗岩中的纯钻进速度1.6米/分，约比COP126ED风动凿岩机在同等条件下的纯钻进速度0.65米/分高2.5倍。

3、改善工作环境。液压凿岩机不对外排不因排气产生令人厌恶的低频噪音，虽仍存在较高的活塞冲击钢钎的高频噪音(100余分贝)但略低于风动凿岩机高频噪音(110余分贝)，而且高频噪音可用一般耳罩加以防御液压凿岩机还由于不对外排气和排出油沫可保证工作环境较为洁净，工作面的能见度较好。

4、节约钢钎。在同一冲击功条件下，液压凿岩郷机的冲击活塞由于采用高压油液驱动，可设计得直径小一些，和钢钎直径相近，使钢钎承受较为均匀的波幅应力，降低钢钎的峰值应力，延长钢钎使用寿命。另外，油介质尚能吸收岩石给钢钎的部分撞击力，亦有利于延长钢钎寿命。

5、液压凿岩的主要部件冲击活塞等可利用动力油液润滑，仅需为凿岩机设立回转部分的油雾润滑系统，使凿岩机油雾润滑系统大为简化液压凿岩机的缺点是:动力油液不能像风动凿岩机的动力压气那样可由统一管网供应来得方便，而必需随设一个较大的液压系统；在易燃、易爆的地下工程中使用不如风动凿岩机安全；不适于在高温地区使用；液压系统操作，维护比较复杂，要求技术水平较高；目前液压凿岩机及其液压系统的造价较昂贵；使用、调整尚缺乏丰富经验等。

现在世界上重型凿岩机的发展方向是以液压凿岩机取代风动凿岩机。

凿岩机的推进器是根据凿岩机的规格、要求推进长度(即孔深)、动力供应条件等选择:推进器可选风动或液压螺杆式、链条式或绳索式。较长推进行程时(3.5米以上)宜选用风动、液压链条式或绳索式，因长行程时螺杆可能由于刚度不足推进困难。对于多裂隙岩石宜选用液压链条式或绳索式便于调节推进力和推进速度。由于液压绳索式具有推进行程长，结构简单、轻便，使用寿命长，推进力和推进速度便于调整等优点，故近期多倾向于采用液压绳索式推进器。

适宜的推进行程(孔深)将由隧洞掘进施工组织求取，一般在掘进洞宽允许的范围内加大孔深，可获得较高的掘进速度，国外大断面隧洞采用的最大孔深为45%~50%洞宽，已达5~8米，阿特拉斯已设计的液压推进器最大推进行程为5米，相应每循环进尺约4.3~4.7米。

七、凿岩台车的综合利用

大型凿岩台车除完成凿岩外，尚需考虑利用凿岩台车进行高掌子面的装药，顶拱锚固支护，甚至爆破后的洞顶残留危石撬除工作等。

高掌子面的装药、顶拱锚固的锚杆安装一般是利用凿岩台车上的特设举升工作平台进行。一台凿岩台车一般配一台举升工作平台，当掌子面高度大于8米时还可考虑设两台举升工作平台。

顶拱锚杆孔可利用凿岩台车上的钻臂朝上钻进。当凿岩台车工作繁忙时应另设锚杆施工(包括钻孔和安装)台车。

爆破后的顶拱残留危岩的撬除也可用凿岩台车上的钻臂进行，但此时凿岩机是以镐的工作方式(仅冲击不回转)工作。不过危岩除后常需推开石碴便于装载机和运输车辆进入工作面，故常另设兼有推集碴作用的专用撬岩车车，如用反向铲，反铲装载机改装的撬岩机，而不用贵重的凿岩台车。

八、关于发展我国大型凿岩台车的商榷

根据使用引进大型凿岩台车的初步经验:液压钻臂式凿岩台车是大断面隧洞掘进的高效能凿岩设备。它对于不同掘进断面和炮眼形式的适应性，移位和操作的灵活性，眼位、方向、开挖规格控制的准确性，安全性，可靠性均较好。它生产效率高，具有一定的自动化水平，劳动条件好，值得仿效和发展。

根据水工隧洞断面形状、尺寸多样化的特点，宜发展非定型的大型凿岩台车。在设计、配套上，阿特斯拉的Promec组合法值得借鉴鉴于目前我国地下工程的掘进仍将部份(尤其是中型断面隧洞)需沿用有轨运输组织，所以在发展轮胎式凿岩台车的同时仍需发展轨行式凿岩台车。

根据国外发展大型液压钻臂式凿岩台车的经验，首先必须发展重型液压钻臂和重型高效能凿岩机及推进器(包括风动和液压的)。液压凿岩机、液压绳索式推进器在技术上有很大优越性应重点发展。

风动凿岩机的中高频重型凿岩机。轮胎式凿岩台车目前可先采用通用载重汽车的底盘,进一步发展使用绞接式载重车底盘。钻臂基座构件宜采用积木式组合构件，以策灵活。举升工作平台应是大型凿岩台车的必需配套的设备。应考虑凿岩台车的综合利用。