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国内外钻车性能参数介绍 高学径，杨 万胜(天水凿岩机械气动工具研究所，甘肃天水 7 4 1 0 2 0)摘要：介绍 了凿 岩机械行业 目前 的技术现 状、产 品种 类 以及各 类产 品的特点。对 日本古河公司、瑞典 S a n d v i k公 司和 国内一些生产厂家 的产 品的主要性 能参数作 了详细的叙述 可为凿岩机械设备 的设计、制造、采购人员提供参考。关键词：液压钻 车；气动 钻车；凿 岩机械；土石方施 工；钻采设 备；岩石钻孔；性 能参数 中图分类号：T P 1 3 文献标识码：B U 刖 吾 随着我 国经济的飞速发展，基础设施建 设加快 了步伐 在许 多基础设施建设 工程 中，石方 开挖 占有 相 当大 的比重，露 天凿岩 机械在石方开挖中得 以广泛使用。国内市场 上，预计 2 0 0 7年凿岩机械产 品将 达到 1 0 0 0 0 0台。由于在岩土中凿孔时情况复杂，凿岩 机械存在品种和规格多样化的特点。笔者 曾多次遇 到关 于石方工 程凿岩设 备选型方面的咨询。施工单位往往需要购置 种类繁多的机械设备，而施 工条件又千变万 化，并且工期经常很紧。短期 内对各类 凿岩 设备进行 比较详尽 的了解，对采购人员来讲 也是一件 比较辛苦的事情。为了让施工单位 相关工作人员对凿 岩机械行业所涉 及的产 品有一个初步 的了解和感性认识，现就该行 业 目前的技术现状、钻 车和钻机的种类、各 类产 品的特点、国内外主要生产厂家及相关 产 品的主要性能参数，作简要的概述，希望能 为施工单位凿岩机械设备 的选 购人员 和此 设备的设计、制造人员提供一些参考。1 凿岩机械 的种类 和服务 领域 l 凿岩机 械气动工具 行业是工 程机械行 凿岩机械 气动工具。2 0 o 7(3)业中 1 6个小行业之一。凿岩机械分为大、中、小 三种类型。按动力源分：小型凿岩机械包 括气动、内燃、液压、电动四种，按操作方法分 手持及气腿式凿岩机两种 钻孔直径一般为 4,2 0 4 0mm，孔深 5 m以内。中型凿岩机械包 括各 种钻架。露天与井下用气动、液压钻 车(以配用凿岩机为标志)，气动、液压潜孔钻机(以配用潜孔冲击器为标志)，钻孔直径一般 为 4,4 0 1 6 5 m m，孔深 2 O 4 0 m。大型凿岩机 械有牙轮钻机、大孔径潜孔钻机等，钻孑 L 直径 一般在 4,1 5 o mm以上，孔深 1 7 6 0 m。其它 钻孔设备还有冲击钻、回转钻(主要用于软岩 及土层)、螺旋钻(主要用 于岩土)等，用于探 矿、岩土、石油、穿井等工程。另外还有凿岩 辅助设备、破碎设备、劈石设备等。凿岩机械 的主要用途是为石方爆破、锚索加固、岩石开 采等工程在岩石上钻凿各种岩孔。可用于采 矿、采石、锚 固、破碎、开隧道、修路、架桥、劈 山、开路、挖洞、挖渠、建机场、军事施工等，产 品服务领域有冶金、煤炭、水利、电力、交通、能源、基建、国防、通讯等部门。2 钻车、钻 机在露 天石方 工程 中 的应用 2 1 钻车、钻机概况 22 维普资讯 中型凿岩机械 目前 以全液压钻车(以配 用液压凿岩机为标志)和高气压潜孔钻机(以 配用潜孔冲击器为标志)为主，传统的气动钻 车和普通气压潜孔钻车因凿速低 已基本被淘 汰。全液压钻车与其它产品相 比具有节能、环保、高效、自动化程度高、机动性强等优势，因而得到了快速的发展。大型露天矿开采一般使用牙轮钻机或各 类 回转钻机，中小型露天矿 主要使用全液压 钻车和高气压潜孔钻机等。其中中型凿岩机 械用途广泛，因为中型露天矿、采石场在我 国 占总量 的 8 0 以上，而且 中型凿岩机械还广 泛用于水电、铁路、公路、国防、基建等工程。大型凿岩机械 以牙轮钻性能最为优越。该 产品 以美 国 B E(B u c y r u s E r i e)和 H F (H a r n i s h F e g e r)公 司产 品为代表，采用 自动 钻进、自寻最优钻进和岩性识别、炮孔可编程 控制系统等实用技术，并且 向大型化发展。B E公司的 5 9 R型钻 机 钻孔 直径达 4 4 5 m m。H F公 司 的 P&H1 0 0 A 和 P&H1 2 0 A 型 钻孔直径最大为 445 m m和 5 5 9 mm。有的公 司还 推出小 型牙轮钻机，如 C M3 4 5，钻孔 直 径 为 6 4 1 4 0 m i n。全液压钻车一般用于钻凿直径 3 8 1 1 5 m m范围内的岩孔，因其凿速随凿孔深度增 加而明显下降。孔深一般不超过 3 0 m。几个实 力雄 厚的大公 司新近推 出了几款 重型凿岩 机，可钻凿直径 1 2 5 mm，深 3 5 m的岩孔。全 液压钻车多配备 自动换钎机构、自带动力源，在钻凿浅孔时凿速很快，而能耗 约为 同样性 能潜孔钻机 的 1 4：该类产品可钻凿地层中 含水 的岩孔。但全液压钻车在结构复杂的岩 层中爱夹钎，钻孔平直度也会受影响，松散岩 石成孔率低。全液压钻车 的钎具损耗同潜孔 钻机相比要大，钻 深孔时凿速会显著变慢。全液压钻车国外 比较著名的生产厂家有瑞典 A t l a s C o p c o、芬兰 T a mr o c k、美国英格索兰(英 格索兰矿 山设备部被 A t l a s 公司兼并)、日本 古河等。其中 A t l a s C o p c o和 T a m r o c k产品占 23 全世界的 6 0 以上。A t l a s 产 品结构紧凑美 观，但工作压力高，产品价格 高、备 件售价尤 其 昂贵；T a m r o c k产品结构略大，但工作压力 低，易于维护保养，是 A t l a s的主要竞争对 手。国内老牌生产企业有天水风动工具厂(现 为天水风动机械有限公司)、沈阳风动工具厂(已被 A t l a s 收购)、宣化风动工具厂(已属阿 特拉斯公司)等，还有三一重工、浙江志高机 械有限公司等后起之秀。目前该类产品国内 与国外相比在 自动化程度、可靠性及许多性 能指标方面还有差距，大的施工单位多以购 买进 口产 品为主。高气压潜孔钻机一般用于钻凿 6 8 0 1 6 5 m i n孔径、深度 4 0 m 以内的岩孔，具 有钎具 损耗小、炮孔平直、凿速随孔深增加而减缓较 慢、深孔凿岩凿速接近全液压钻车、成孔率 高、适于复杂结构岩层凿岩等优点，但能耗 大、劳动强度高、自动 化程度低、多数还需配 备移动式高气压动力源。国外主要生产厂家 有美 国英格索兰、瑞典 A t l a s C o p c o、日本古河 等，国内有天水风动工具厂、宣化一 阿特拉斯 公司等。该类产品国内发展较快、品种较为齐 全、相关性能指标达到国际同类水平。由于市 场竞争激烈，因而价格低廉。目前小型施工单 位和个体经营者、大孔深孔凿岩工程多购买 这类产品。2 2 中型露天凿孔设备的适用范围 近几年。露天凿岩钻机技术取得了很大 的发展。如在深孔梯段爆破、大孔径深孔预裂 爆破、光面爆破、露天矿山削顶及开采、公路 铁路 的修边护坡、锚索孔及灌浆孔等的凿岩 作业 中，得到了广泛的应用。全液压钻 车、高气压潜孔钻 车属中型凿 岩设备，适于中小型露天采矿采石，水电工程 建设 中的打坝基、打灌浆孔锚索孔、开溢洪 道、基建开挖，公路铁路 中的劈山、护坡锚索、平山包、开沟堑、拉根底、基础灌浆，基建 中的 表土剥离、拉平台，大型露天矿 中的辅助凿岩 如拉根底、扫孤丘、二次破碎、某些梯段 凿岩 凿岩机械气动工具 2 0 0 7(3)维普资讯 等。中型设备钻凿的岩孔，爆破后形成的岩 块便于装载和运输，不需要 二次破碎。一般 地，岩块尺寸与炮孔直径的关系见表 1。常用 表 1 炮孔直径与岩石块度的关系 赢 7 5 ln n l 1 2 5 m ln 1 7 5 m m 2 2 5 m ln 大 于 6 0 mm 0 9 1 6 21 大于 8 0 0 m i l l 0 0 9 1 5 挖掘机斗容一般在 1 立方米以下，因此不适 于 1 6 5 m m 以上 炮孔，否则 需要 二 次破 碎。3 常见钻车、钻机性能参数表 本文主要介绍瑞典 S a n d v i k公 司、日本 古河公司、韩国生产厂家的钻车以及国内一 些生产厂家的钻车，各厂家的钻车性能参数 列成表格，便于读者查阅。A tl a s的钻车性能 参数介绍详见本刊 2 0 0 7年第 2期 3 3 3 9页“阿特拉斯各型钻车性能参数介绍”一文。4 产 品流行技术介绍 中型 露天凿 岩 机械 因用 途广 泛、适 用性 强而得到了快速的发展。国际上许多实力雄 厚的大公司纷纷推出各种新技术挤 占市场。全液压钻车主要体现在高效、节能、机动性 强、操作舒适等方面，目前 比较实用 的技术 有：(1)快速钻进技术。各大制造公司纷纷 推出大功率、大孔径凿岩机并采用性能参数 随岩石状况 自动调节技术 以提高凿岩效率，如 A tl a s 的 C O P 4 0 5 0 ME，冲击功达 3 0 k W，凿 速 在 某 施 工 单 位 达 2 m mi n，比 该 公 司 C O P 1 2 3 8型凿 岩机效 率提 高一 倍；T a mr o c k 生 产 的 H L 1 5 0 0型 凿 岩 机 冲 击 功 率 达 2 8 k W，可钻凿 t h 1 5 2 m m孔径 的岩孔，该公司 4 0 O O系列 大 功率 超 重 型凿 岩 机，可 钻 凿 t h 1 8 0-2 3 0 m m孔 径 的岩孔，最大 可 达 2 7 5 ra i n，能在 抗 压 强 度 1 8 0 MP a的 岩 石 中 钻 凿 t h 2 3 0 m m孔径，孔深 2 0 3 0 m的岩孔，达 到 6 0 0-7 0 0 m m m i n的钻速，为同级 牙轮钻 的 凿岩机械气动工具，2 0 0 7(3)1 6倍，能耗仅为同级牙轮钻的 1 2。At l a s(原 为 英 格 索 兰)C M一 5 8 0 E C M5 8 0钻 机 采 用 S t r a t a s e n s e型钻孔 自动控制系统，能迅速响 应岩层的变化，使钻孔直度、钻具寿命和钻进 速度达到最优化。古河 H7 0 0系列凿岩机采 用蒙特贝 S t r a t a s e n s e钻孔 自动控制系统。能 通过液压 回路监测和调节所有钻孔功能，使 孔 的直度、钻具寿命和钻进速度都达到最优 化。并且 S t r a t a s e n s e 钻孔 自动控制系统能迅 即响应岩层的变化。综合凿岩系统，能使冲 击、推进 自动调节以适应变化的岩石性质。这 种反作用力控制装 置在软岩时减少缓冲器压 力，在硬岩时加大缓冲器压力。两套综合调节 装置一起工作，有效地提高 了凿岩性能。(2)钻孔更 加平直，成孔率更高。T a m r o c k的 C H A1 1 0 0、C HA1 5 0 0全液 压钻 车 采用 大直径钻杆提高钻 杆刚性 以增 加钻孔平直 度；寿力古河 P C R 一 2 0 0 一 DH钻机采用重型结 构滑架抵抗扭矩变形、滑板采用多组滚轮保 证钻孔垂直度；Atl a s 公司 R O C L 8钻机采用 双扶钎器保证钻孔直度，还使用喷水护壁系 统提高岩孔稳定性，从而提高 了成孔率。(3)采用防卡钎技术、反打技术或使用拔 钎器。采用防卡钎技术、反打技术或使用拔钎 器解决钻机在破碎岩层 中的夹钎问题。其 中 反打技术新近推出，能在卡钻时拔出钻杆，有 效 降低钎具消耗及辅助钻孔 时间。如 T a m r o c k的 C H A1 1 0 0型，把反打系统作为选购 件、英格索兰 E C M4 7 0型在凿岩机 中内置了 维普资讯 l 8 囊空$旨 等 羞 0 罱 疆2 X X 寸 8 P 0 占 n 8 j 譬 重 寸 寸 J 0 0 0 重 n 翔 1 U 0 2 坌 士 U 士 n 0 i 2避 导 8 。$吕 0 0 n 皿 C!X -K j 占 窃 吾 0 =0 翔 0 0 寸 8 0 寸 占 驾 卜 0 8 占 n n X l 0 盆 0 U 坌 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o 袒 怕 目 是 n U Z 0 旧 昌 删 N 善 宝 0 0 0 呻 0 0 0 高 建 制 宁 N 墨 n N 0 仉 j 量 占 眉 忙 I r 。u 蟹 翱 卜 袒 怕 目 是 l l 宝 差 b n 要 呐 煅 l l l 檀X 酏 越 鲥 聪 删 暖 蜂 九 j 暖 捌 互 皤 o m 料 互 皤 磺 R n l 菩 l 星 球 I*皤、耐 耐 面 送 耐 嗣 菌 删 耐 出 瓣 斗 甘 球 蚤 畦 墨 是 皤 L 妊 稚 盏 菩 螽 锰 害 超 鞋 嚓 凿岩机械气 动工具，2 0 0 7(3)轻熊麓掣褂撂酬船 L孬 i f 匝卜嵌 维普资讯 A t l a s 气动比例水泵 R OC L 8钻机双扶钎器结构 反 打机 构、A t l a s的 R O C D 5采 用 了拔钎 机 构。(4)炮孔角度、深度综合测量显示，凿岩 控制键盘式设计。自动换钎及钎杆螺 纹涂 油，使辅助凿岩时间更短、作业条 件得到很 大改善。A t l a s、T a m r o c k、日本古河等大公司 新近推 出的全液压钻车基本上都采用 了这 些技术。(5)采用 1 0 5 MP a 高气压大流量空压机 强力吹粉、滑动集尘器罩能更好地适应地面 状况 改善吸尘性能、采用集尘器预分离器 将粗大粉粒先行过滤。此类技术 的应用不仅 提高了凿速而且减少 了孔内岩粉残 留，改善 了成孔性。31 (6)自动推进力、旋转力矩调节功能，可 根据岩石状况 自行调节推进力、回转力矩，使 凿岩性能更优。A t l a s 的 R O C L 7型、R O C F 系列产品，古河的 HC R1 2 0 0、HC R1 5 0 0产品 采用了这项技术。(7)驾 驶 室 防 滚 翻、防 落 石(F O P S、R O P S)、隔噪音、全景视野人机工程设计及空 调、空气净化等功能使操作人员更加安全、舒 适、环保、视野开阔。T a m r o c k、A t l a s 产品大多 具备上述功能。(8)重型链轨、适于凹凸不平地面行走的 履带板导向器使越野性能更加优越。如 A t l a s 的 R O C L 7、R O C L 8，T a m r o c k 的 C H A1 1 0 0 等采用了上述技术。(9)节油技术、通过油门 自动控制系统节 省发动机燃油，进一步降低生产成本。A t l a s L 系列、D系列、日本古河 H C R 1 2系列、英格索 兰 4 7 0系列采用 了该项技术。潜孔钻机 比较实用的新技术除采用上述 技术外，在操作、环保、高效、机动性等方面主 要有如下实用性技术：(1)采用高气压提高钻孔速度。以前的潜 孔钻机使用 0 6 3 1 0 MP a的中低气压作业，凿速与全液压钻车及牙轮钻机相差较大。目 前基本使用 2 MP a左右的高气压，其 中 A t l a s 的 R O C L 6潜孔钻机使用气压达 2 5 MP a，不 仅使凿速大幅提高、也提高了排粉性能和成 孔率。(2)潜孔冲击器反打技术：潜孔冲击器虽 然不像全液压钻车对岩层结构那样敏感与容 易夹钎，钻孔平直度也 比液压钻车优 良，但一 旦卡钻，往往是不能上也不能下。甚至无法转 动 此 时拔钎不仅耗时费力、损伤钎具、而且 钎具极易掉落岩孔，造成钎具与岩孔的报废。At l as 推出的 S e c r o c潜孔锤反打装置等潜孔 冲击器反打技术能有效节约施工时间、避免 钎具损失。(3)钻孑 L 定心定 位套：一种半 圆形衬套，可使钻孔准确定位。如英格索兰的 C M3 5 1 等 凿岩机械气动工具 2 0 0 7(3)维普资讯 产品具有该部件。(4)大孔径潜孔冲击器，是大孔径硬岩钻 凿 的利器：如英格索兰推 出了 7 6 2 l n l n孔 径 潜孔冲击器。(5)泡沫添加剂或水冲洗炮孔，可将岩粉 排除，同时提高软岩孔壁稳定性，如 A t l a s的 潜孔钻机。(6)新材料、新布齿方式、新型连接螺纹 使钎具 的使用寿命更 长：如 A t l a s 最新推出 的 S R锥度螺纹钎具、应用新布齿方式的快 潜钻头、应用新材料的超强优质钻头等，使施 工成本进一步降低、工效更高。5 典型产 品的功 能介绍 5 1 A t l a s c o p c o公 司 的 R OC L 7型 全液 压 钻 车 如果您是一个实力雄厚的工程施工单位 或大型爆破公司，这台设备可炫耀你们公 司 的实力 使公司在竟标中处于有利地位。A t 1 a s 产 品质量上乘，在凿岩机械领域久负盛 名。这台钻车配备 了 C O P 4 0 5 0 ME重型液压 凿岩机，冲击功率 达到 了 3 0 k W，扭 矩 2 5 0 0 N m，可钻凿 8 9 1 2 7 m m孔径，深 3 5 m的岩 孔，能在两倍于潜孔钻机 的凿速下得到几乎 全直 的岩孔，并能使用通常的钻管、钎杆或二 者 的组合。动力部分采用 了卡特彼勒水 冷 C A T C I O型柴油机，功率 2 7 2 k W，整机 重量 1 7 t，外形 尺寸 1 1 2 5 02 4 9 03 9 9 5，配 备 E C M、P O P S及 F O PS 驾驶室，并采用 了防卡 钎、自动推进力控制、燃料节油技术、配备双 速行走液压马达以及适于施工工地恶劣路况 的重型链轨，越野性能好；驾驶室内配有钻孔 倾角、深度指示、凿岩操纵显示 盘 只用手指 即可完成全部凿岩作业，加上 自动换钎机构 不仅操作舒适，更可显著缩短凿岩辅助时间。该产品还有钻杆螺纹涂油刷、绞车和液压支 腿、抽水设备等可选购的附件。钻杆螺纹涂 油刷可保护钻杆的螺纹使其容易接卸，绞车 可使钻车钻凿难 以接近的各种岩孔 液压支 凿 岩机械气动工具。2 0 0 7(3)腿可增加凿岩稳定性。5 2 日本 古河 H CR1 5 E型 全液压 钻 车 如果 您想得到 一 台价格 实惠的进 口产 品，该 钻 车可 供 参 考。该 车 配备 大 功 率 HD 1 6 5凿岩机，可钻凿 9 0 1 2 5 m m岩孔 配 备 自动换钎机构，储存 6只 3 6 6 m的钎杆，并有带空调的驾驶室。该产品不具备节油技 术，也没有钻孔角度深度显示、键盘式操作等 超 炫功 能。5 3 T C 3 0 8型高气压潜孔钻车 T C 3 0 8 是天水风动机械公 司近几年推出 的一款价格低廉、性能优越 的新产品，可钻凿 b 1 0 5 1 3 0 m m孔径，深 4 0 m的岩孔，凿速在 木里煤矿达到 1 n d mi n。该产品不具备驾驶 室、自动换钎机构、遥控操作及倾角、孔深 电 子显示等性能，需要 自行配备 2 1 MP a压力、3 o o Us 流量的移动式空压机。6 产品选 购注意事项(1)液压凿岩机钻孔 的动力部 分在上 部，随着凿孔深度的增加凿速会明显下降。因 此如果孔深超过 2 0 m，最好选用高气压潜孔 钻 机。(2)1 1 果工地地质条件十分恶劣，液压钻 车虽有防卡钎技术，仍可能会 出现凿岩辅助 时间长，成孔率底等问题，应当考虑选用高气 压潜孔钻机。(3)如果岩层中有水，那么配用气动冲击 器的潜孔钻机不能选用。(4)高气压潜孔钻机除山河智能等公司 的一体化钻机外 多需 自行配备移 动式空压 机。高气压空压机名牌产品有寿力、英格索兰 等公司的产品，许多杂牌产品质量不过硬。(5)购买国外产 品应注意备件价格，多数 产品备件价格十分高昂在采购时应将其考 虑进去，不要只关注整机价格。(6)选购全液压钻车时要注意动力源是 否配备的是道依茨、卡特彼乐等名牌公司的 柴油机，还要关注 自带空压机的气压和流量，32 维普资讯 此关系着排粉性能。(7)A t l a s产品重量轻、造型美观、结构紧 凑。但工作压力高。T a m r o c k产品虽外 观稍 差。但工作压力较低，便于维修时用国产液压 元件替代。(8)购买 国内产 品应注意配件供应周期 及产品的售后服务承诺。参考文献：1】A t l a s C o p c o公司产品宣传样本 z】2 古河公司产品宣传样本 z 3】柏 红专 我国露天 凿岩钻机 的现状与发 展战略 探 讨【J 凿岩机械气动工具 2 0 0 6 1 3 ：1 3-1 9 (收 稿 日期：2 0 0 6 1 2 0 8)螺杆空气压缩机在高粉尘环境中的应用 兖州矿业(集 团)公 司北宿煤 矿针对 1 台英格索 兰 ML 一 1 6 0固定风冷 式空气压 缩 机 长期 在高粉尘 环境 中运转的情况，对 空 气 压缩机进行 了改造。取得 了良好 的效果。对空气压缩机的改造如下：空气吸 人 口。螺杆 空气 压缩机 由空气 吸人 口吸人 空 气以后要经过后冷却器。后 冷却器 中的 热交换器呈 网状，其 内部和表 面容易被粉 尘和其它异物堵塞，影响冷却的效果，造成 空气压缩机因为“主机排气温度 高”而停 机。冷却器 的表面平均每周要清理一次，每 两周 就要将冷 却器拆 下来进 行 内部清理，油冷却器同样存 在此类 问题，既影 响了生 产又浪费 了大量 的人工。为此，他们根据现 场的条件状况，在空气 吸人 口利用 8 O目不 锈 钢网制作 了推拉式 风罩，清扫方便又不 影 响生 产。还保 证了空气 压缩机 的高效运 转。进气空气滤清器。此前虽然已经对厂 房和空气吸人 口都做 了改造，但 是仍然有 着极细 的粉尘进入到机组 内并且 吸附在进 气空气滤清器芯 的表面。粉尘积多 以后。造 成空气压缩机 的吸气阻力大、系统压力低、主 电动机过 载。而且进气 空气滤清器 芯为 一次性产 品，无修复利用 的价 值，更换 的时 候要 同时更换 2个，大大地提高 了空气压 缩机 的运行成本。初步确 定 的解决 方案有 两个，通过 比较有考虑到 空气压 缩机全天 候 运行及 运转成本等问题，最后 决定采用 在原有进 气空气 滤清器芯 的外部 加装低密 度海绵 的方案。冷却 风排出 口。由于螺杆 空气压缩机 安装在 厂房 内冷却 风排出 口 排 出的高 温空气 中有一 部分又被空气压 缩 机从空气吸人 口吸人 造成空气压缩机 因 为“主机排气温度高”而停机。解决这一个 问题 的关键是将冷却风排 出 口的高温气体 导至厂房 以外。使之不能够进入机组内。方 案是采 用耐 高温 的玻 璃钢 瓦制 成排 风道，安装在冷却风排出 口将高 温气 体排出厂 房 以外。(兖州矿 业集 团设计 研究 院李剑 峰报道)凿岩机械气动工具，2 0 0 7(3)维普资讯