潛孔鑿岩是指衝擊機構潛入炮孔內部的鑿岩方法。迴轉機構的扭矩通過鑽桿使衝擊器和鑽頭轉動。岩碴靠衝擊器的廢氣排出孔外，由於潛孔鑿岩的衝擊器隨著孔深的增加而前進，不需要接長釺桿，因此不會因孔深而降低衝擊能量的傳遞效率。
基本介紹
- 中文名：潛孔鑿岩
- 外文名：DTH drilling
- 原理：衝擊機構潛入炮孔內部
- 類型：鑿岩方法
- 領域：工程技術
- 學科：礦業工程
簡介,衝擊器,潛孔鑽頭,排碴,
簡介
1939年蘇聯人西多連科提出了潛孔鑿岩的構想，1953年在蘇聯地下礦山實際套用潛孔鑽機。1956年中國開始在地下套用潛孔鑽，1973年定型生產了露天大型潛孔鑽機，在礦山和水電、交通等建設工地廣泛套用。
潛孔鑿岩的穿孔速度受孔深影響很小，因此比接桿法鑿岩能鑽鑿直徑較大、較深的炮孔，又因衝擊器在孔內，噪聲也較小，但衝擊器的氣缸直徑受孔徑限制，不宜鑽鑿孔徑小於85mm以下的炮孔。與牙輪鑽相比，潛孔鑿岩的軸向推力只要抵消衝擊器的反彈力即可，僅500-2500N。比牙輪鑽要小得多，因此鑽機構造簡單。價格低廉口在鑽孔直徑較大時，它的鑽孔速度要比牙輪鑽低，能耗卻高20%-30%，潛孔鑿岩的合理孔徑是85-200mm。常用於中小型露天礦山和地下礦山鑽採礦深孔，個別情況下也用於地質勘探和打水井。
衝擊器
大都用壓縮空氣作為衝擊器的動力、分有閥和無閥兩種型式有閥衝擊器靠閥的擺動更換氣流方向，控制活塞的衝程或回程動作。無閥衝擊器靠活塞自身和缸體壁上的溝槽配合。起著更換氣流方向的作用，完或活塞的衝擊和回程動作。衝擊器的頻率在13-17Hz，衝擊末速度6-7.3m/s。衝擊功視炮孔直徑而異，在900-700J範圍。
潛孔衝擊器的常用工作氣壓是0.5-0.7MPa。但高工作氣壓時，衝擊器的功率將和氣壓的1.5次方成正比例增加。20世紀80年代先進的衝擊器工作氣壓已經達到1.7-2.4MPa。此外。有的國家已經生產用液壓動的衝擊器。
衝擊器的工作參數，可用下式初步估算。實際上氣缸中的工作氣壓是變化著的，為了簡化計算。把它當作恆定的量處理，再用係數修正。
利用計算機模擬衝擊器的內部動力過程，可以得到相當準確的各種參數，是設計衝擊器的得力手段中國在勸年代就利用這種辦法設計新的衝擊器。
潛孔鑽頭
衝擊器的活塞直接衝擊鑽頭尾部，實現破淬岩石功能。活塞和鑽頭兩者的重量，要注意搭配良好，才能提高能量傳遞效率。
潛孔鑽頭有刃片型和柱齒型兩種。刃片型鑽頭一般有四個翼，直徑較小時為三個翼，翼部鑲焊有刃角110°的硬質合金片。柱齒鑽頭是60年代後期發展起來的新型鑽頭。它在工作端面嵌入一定數量的圓柱形硬質合金齒，齒尖呈半球形或彈頭形。一般採用過盈配合冷壓固齒工藝。往齒鑽頭具有較高的使用壽命和鑽孔速度，所以已逐漸取代了刃片鑽頭。
刃片或柱齒用硬質合金製成。含碳化鎢89%-92%，含鈷8%-11%，有時也添加少量碳化鉭。以提高其衝擊韌性和耐磨性。
排碴
及時排除孔底的岩碴，防止重複破碎，才能發揮鑽進效率。為此，鑽桿和孔壁問的環形空間中氣流速度要保持在25-45m/s範圍。單靠衝擊器排出的廢氣是不足的，一般還要增加占總耗量20%-40%的壓氣直吹孔底，以強化排碴在孔中有湧水的情況下，可採用泡沫排碴，即在水中加入，定比例的起泡劑，它與壓氣一起進入衝擊器，排出時產生大量泡沫，把岩碴帶出鑽孔。用起泡劑時，氣流速度可降到15m/s。
岩碴中含有污染環境的大量粉塵門常在壓氣中注入少量水，濕潤細微的粉塵，使易於捕集。但注水不宜過多，否則將會降低鑽速，乾式捕塵雖然也是一種除塵方法，但在含水飽孔及地下礦山的套用受到限制。
