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液压冲击凿岩机现状


法国蒙塔贝特公司的第一代实用的液压冲击凿岩机投入市场已经十多年了。19769月《采矿杂志》上刊登了一份有关当时可供选用的型导以及工艺状况的评论,其中列出了十二家制造厂。在这之后,又有五家工厂投入生产液压凿岩机,在附表中都已列入。

人们普遍认为在新建的露天矿和地下矿、采石场以及速度和效率为主要指标的土木建筑工地,液压凿岩机的使用将会大大地增加。而那些旧矿山,由于已经建立起一套压气系统,是不大可能再投资改用液压凿岩机的。估计现在约有2000多台液压凿岩机在使用中,其中大部是用于矿山和上述的土术建筑工地。由去年所作的意见征询调查中可知(《采矿杂志》1981.9)这些机器约有40%用于地下矿。

为了使液压凿岩机为更多的用户所接受,某些需要克服的问题和不足之处也被提出来了。这些问题包括:熟练地掌握电液系统所必需的维修技术;带有适当冷却系统的较好的油路结构,防止波压油的泄漏;要有高质量的胶管和接头,要有工作可靠并且耐用的液压泵,进口防护和污物过滤以及可靠的油、水密封。据报道,这些问题在经过大量的试验和改进之后,基本上得到解决。

我们从附表中可以看出制造和机型之间的一些有趣的差异。大多数厂家喜欢压力较低而相应的流量较高,因为据说这样过滤和间隙的问题就少多了,胶管、管件以及接头易于设计和维护,密封也较简单。好的冷却系统是基本的要求,特别是井下钻车,尽管像在1976年的评论中所预计到的,在环境温度高的情况下,冷却仍是一个问题,然而这方面的设计近年来已作了许多改进。矿物油的可燃性限制了它在许多井下矿山的使用,这样只采用不可燃液,不同制造厂家的使用不可燃液的机器的适应性和可靠性是很不相同的。如果必须使用不可燃液,则应向凿岩机制造厂索取详细的使用操作说明书。

尽管在有的情况下,例如在订有具体奖惩条例的土木工程中,高生产率是最主要的指标。但一般说来,波压凿岩机的许多潜在的用户所追求的指标是减少每英尺凿岩的作业费用。每班每台机器的凿岩进尺很大程度上取决于穿孔速度、钻车的工作效率、灵活性和改变孔位的速度。所有的厂家都是成套地提供凿岩机、推进器、钻臂以及底盘,因此在作设备评价和选择时应仔细考虑。

为了帮助评价各种凿岩爆破方法以及对各种凿岩机和钻车作比较,阿特拉斯·考普科公司提出了它的“岩石开挖的电子计算机分析”程序(Computerised Analysis of Rock Excavation,简称CARE),其分析程序适应于分段爆矿,隧道掘进以及深孔开采的凿岩。

穿孔速度随液压油的压力和输出的冲击功率而变,当凿岩工凿岩每英尺的工资(随穿孔速度提高而下降)和凿岩每英尺钎杆,钎头的消耗费用(随穿孔速度提高而增加)的总和达最小值时,则穿孔速度达到对应于最小作业成本的值。其它因素如修理、保养、动力以及折旧费折算成凿岩每英尺的成本不大受穿孔速度的影响。穿孔速度取决于冲击、旋转和推进油路的油压和流量,也取决于设备的机械效率和各个系统之间的平衡。

由于公布的“冲击能量”的值缺乏明确的定义,所以在对表中所列的“冲击功率”的值进行比较时应仔细考虑。其值可以用忽略损失的理论计算方法来估计,或者通过测盘活塞的冲击来估计,或者通过对钎杆的测量来估计。附表中所列的输入功率就是波压油压力与流量的乘积换算成以kw为单位。输出功率在输入功率的30~65%之间变动,平均在40~45%之间。功率损失主要在发热和油路冷却上。冲击负荷最大的如在硬矿石和火成岩上凿眼的机器,冲击功率在10~20kw之间,附表中所列的机器大部分属于这种类型。有几种轻型的机器,工作基本上以旋转为主,冲击为辅,这类机器对于较软的沉积岩和盐矿的凿岩,提供了有效而经济的方法。其冲击功率在1~10kw之间。有些凿岩机的行程是可调的,例如阿特拉斯·考普科公司的1038型,其上有一个调整螺栓,可打开一个可供选择的油道,提供三种活塞行程来适应在各种岩石上的凿眼。

许多液压凿岩钻车具有自动推进控制以保证凿岩机在最优轴推力和频率下工作。当扭矩过大时自动退钎,防止夹钎,而当扭矩下降时又向前推进。除此之外,还包括有自动定位,停车和返回。

至少有一家制造厂-阿特拉斯·考普科公司希望在近几年内由各种规格的液压凿岩机占领世界市场,一般来说都是装配成套的钻车并且是由电力驱动或柴油机驱动的。对于分段开采的露天矿、采石场和土木建筑工地,预计所使用的钻车功率将会更大,机械化程度更高,并且其推进长度可达6m。而对于井下钻车,则希望有既快又简单的故障判断方法,并且提高其可靠性。初期设计上的“缺陷”现在已经被克服了。可以预计在工作场合较小,并且维修技术特别是电液维修技术不高的地方,使用气动凿岩机仍然是有利的。高压的潜孔钻将继续在水井和需要深而直的通风洞开凿方面寻求用途。然而对大多数凿岩情况来说穿孔速度快,效率高,噪声低,以及自动化的可能性,这些将大大地有利于液压冲击凿岩机的发展。

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