井巷工程实验指导书 (1)

1、井巷工程实验指导书目录实验一 凿岩机工作原理与结构实验1实验二 凿岩试验7实验三 雷管性能测试8实验四 雷管爆速测定实验12说 明：一、实验目的和任务1、培养采矿学生初步掌握井巷工程测试实验的技能。2、验证所学理论、巩固所学知识并加深理解3、3个实验对学生进行实验研究的基本训练。二、考核：以学生的实验报告和做实验的表现考核为依据。三、参考资料：井巷工程课程实验指导书；14实验一 凿岩机工作原理与结构实验一、实验目的掌握7655型凿岩机的配气、转钎、排粉和气腿工作原理。了解FY一200A型注油器的自动注油原理。熟悉各部构造。二、实验原理1、配气与活塞往复运动 凿岩机是以压缩空气为动力的，在配气装

2、置的调节下，时而使压缩空气进入气缸后腔推动活塞向前运动(称冲程)，完成对钎子的冲击动作；时而使压缩空气进入气缸前腔推动活塞向后运动(称回程)，完成钎子的回转运动。活塞的往复运动是靠配气装置来自动调节，使其运动持续进行，以达到凿眼之目的。 下面将按图1l来分别讲解冲程与回程的配气工作原理。 1) 冲程 当活塞7位于后缸，配气阀8处于左侧，从柄体操纵阀孔1进来的压气，经气路2、3、4、5和6，进入气缸9的后腔，而前腔经排气孔与大气相通，故活塞在压气压力作用下，迅速向右运动，最终撞击钎尾。在活塞向右运动的过程中，活塞先封闭排气口，此时前缸仍由活塞上的花键槽向钎尾套泄气，以减少背压，较小影响活塞的加速

3、运动而增大其行程和防止冲洗水倒流入缸内，直到冲击点前78毫米，花键槽才被导向套10所堵死。活塞继续高速前移，气缸气体被压缩而压力上升，经气路11、12，作用在配气阀的后面。与此同时，活塞已把排气口打开，大量压缩空气则由气路4、5经阀前侧1毫米缝隙、气道6、后腔和排气口而排出。高速气体从阀前侧流过，降低了气体对阀前面的压力，于是阀开始前移，经23毫秒的时间，它便移到右侧封闭了气孔6，使气路4、5和12、1l联通，于是活塞冲程结束，回程开始。 2) 回程此时活塞位于气缸前腔，配气阀处于右侧；压气经气路1、2、3、4、5、12和11，进入气缸前腔，作用于活塞右端，因气缸后腔通大气，故活塞向左运动。在

4、运动过程中，后移78毫米，花键开始泄气，再后移45毫米，活塞左端面封闭排气口，再后移后腔气体被压缩，压力升高；当后移到前腔与排气口相通时，大量压气由气道4、5经阀后侧流过，降低了对阀后侧的压力，则驱使阀后移，经23毫秒时间，阀便移至左侧，封阀了前腔气道12、11，打开了阀套孔6，由操纵阀孔l送来的压气再次进入气缸后腔，于是又开始了第二个冲程。2、钎子的回转运动 如图12所示，7655型凿岩机的转钎机构是贯穿于气缸和机头中自勺，在活塞4大端内装有螺旋母，与活塞紧固成一体，螺旋棒3的螺旋形齿插入螺旋母中，螺旋棒大端装有四个棘爪2，在塔形弹簧的作用下抵住棘轮1的内齿。而棘轮靠定位销固定在气缸和柄体之

5、间，使之不能转动。转动套56勺右端内部有花键槽，与活塞4小端的花键相配合；其左端内固定有钎尾套6，套内有正六角形孔，钎尾就插入其中。由于棘轮机构具有单方向间歇旋转的特性，：故当活塞冲程时，活塞大端紧固的螺旋母带动螺旋棒沿图22中“”箭头所示的方向转动一定的角度，此时棘爪处于顺齿状态，它可以压缩塔形弹簧而随螺旋棒转动；当活塞回程时，由于棘爪处于逆齿状态，它在塔形弹簧的弹力作用下，抵住棘轮内齿，阻止螺旋捧转动。这时由于螺旋母的作用，迫使活塞在回程时沿螺旋棒上的螺旋槽依图12中“”箭头所示的方向转动。从而带动转动套及钎子转动一定角度。如此，活塞每冲击一次，钎子就转动次。钎子每次转角的大小与螺旋棒螺纹

6、导程、活塞行程有关，还与棘爪、螺旋母及钎尾等处的配合关系、磨损程度有关。3、炮孔的冲洗与强力吹扫 在凿岩的过程中将产生大量岩粉，必须及时地将其排出孔外，7655型凿岩机采用凿岩时注水加吹风和停止冲击时强力吹扫方式。 如图13(a)、(b)所示，当凿岩时风水联动冲洗机构自动注水，当停止凿岩时注水立即停止。其工作原理如下；压气从柄体气室经过进气孔道，到达注水阀的前端，克服了弹簧的压力，将注水阀推向后移，于是开启了水路，来自水管和柄体水孔的水便随即通水针，再经过钎子的中心孔注入孔底，以达到排粉捕尘之目的。当停止凿岩时，柄体气室的压气消失，这时注水阀前端的压气按原路返回于柄体气室并立即消散，于是弹簧将

7、注水阀压向前移，堵塞了水路，则停止注水。凿岩机还配带调水阀，用以调节水量的大小。当钎头出水孔被岩浆堵塞或打下向深孔，孔底残积大量岩浆时需强力吹扫，以达疏通水路，排除岩浆之目的。如图14所示，这时压气不经柄体气室和缸体内腔，而由缸壁上的专门孔道直达钎尾一端，再从水钎与钎子间隙及钎子中心水孔通过到孔底。强吹排出岩浆。为了防止强吹时活塞后退导致从排气口漏气，在气缸后腔壁上钻有一小孔与强吹专门孔道相通，使压气进入气缸后腔，保证强吹时活塞处于封闭排气口的位置，以防止漏气和影响强吹效果。为防止冲洗水倒流入机体内，特别是打上向孔时更易发生，在操纵阀的强力吹风孔部位还刻有一环形沟槽，可使机器无论在开或停时，都

8、总有一股压气沿强吹孔道，常吹过去，以防止水的倒流。4、气腿的伸缩及其力的调节 FTl60型气腿的伸缩是靠板机控制换向阀所处的位置来完成的。如图13(c)、(d)气路系统所示，压气经进气弯管、操纵阀孔、柄体孔道、调压阀孔、柄体及气缸下部的孔道等通路到达气腿横臂、架体气孔1，又通过架体垫孔2，直到气腿上腔3，推动活塞同伸缩管下伸；而气腿下腔5里的废气则经孔4、伸缩管内腔6、气针内孔7、架体与横臂孔8、缸体下部气道等废气回路、柄体及换向阀的环形沟槽、柄体上的排气孔排入大气中。如图23(e)、()所示，当扳动板机时，换向阀被板机压向右移，改变了进气和回气的方向，原进气通路变成了废气回路，原废气回路聋成

9、了进气通路，于是在压气的作用下，气腿子的伸缩管便自动缩回，以选择一个新的支点继续凿岩。 气腿子的主要功能是给凿岩机以支撑力和轴推力，两者的比例要靠气腿支撑角度来调节，而气腿力的大小则要靠扳动调压阀来调节。如图15所示，来自柄体的压气由调压阀右端部进入孔1，再经偏心槽2进入通向气腿上腔的孔道允。另外尚有一部份压气通过偏心槽3和横槽4泄入大气中。偏心槽2是个进气槽。偏心槽3是个泄气槽。二者的偏心方向相反。当顺时针扳动调压阀时，由于偏心槽逐渐加深，槽口断面积逐渐加大，而泄气槽则逐渐变浅，槽口断面积逐渐减小，可使进气量大于泄气量，于是压力逐渐上升，气腿顶力就逐渐增大。当逆时针扳动调压阀时则相反。当进气

10、口1完全对正孔且时，偏心槽3全部脱离孔，这时气腿顶力达最大值；当放气槽4完全对正孔d时，进气孔1连同偏心槽2全部脱离孔，这时气腿处于关死位置。在调压阀内，时刻都有一股压气经过孔道5进入容腔6内，以胀紧环形胶质涨圈，这样会使调压阀随时都可以固定在任何位置上。5、自动注油器 凿岩机及气腿子内部所有运动零件，都需要均匀润滑，才能保证机器的正常作业知延长其寿命。现代凿岩机的润滑，一般均在进气管路上连接一个自动注油器，来实现自动注油：图1-6所示为与7655型凿岩机配套使用的FY200A型自动注油器，其容积为200毫升，装满油可供凿岩机工作两个小时润滑零件之用。其自动注油原理如下：当凿岩机工作时，压气沿

11、箭头方向进入注油器后，一部分压气从油阀的迎风孔1进入壳体内腔2，给油面旋加压力。油阀上的出油孔3与压气流向垂直，在压气高速流动的条件下，出油孔3处形成压差，使润滑油从输油管4排出，经出油小孔3喷入压气管路中，呈现雾状，随同压气进入凿岩机和气腿，润滑各部运动零件。油量的大小，可用调油阀5来进行调节。三、实验仪器设备与工具1、沈阳风动工具厂生产7655型气腿式凿岩机1台；2、沈阳风动工具厂生产FT160型气腿1个；3、FY200A型注油器1个；4、凿岩机示教板1块；5、原理与结构图8份；6、扳手1个；7、铜棒1根。四、实验内容与操作步骤1、将气腿从凿岩机上卸下来，并注意气路的连能关系；2、卸下机头

12、部分；3、将凿岩机柄体与缸体分开，按图1-7熟悉操纵阀的5个功能位置和调压阀调节原理；4、在缸体外将机内零件组成如图1-2所示的钎子回转系统，表演冲程时钎子不转、螺旋棒转，回程时钎子回转，螺旋棒不转的动作；5、将注水阀体从柄体上卸下来，按图1-3（a）、（b）和图1-4熟悉风水联动冲洗岩粉与强吹系统；6、松开销紧圈，拧下架体，缸下架体垫与气管，卸下调压阀结合图1-3（c）、（d）、（c）、（f）和图1-5弄懂气腿伸缩与力的调节原理；7、观察注油器，参考图1-6了解自动注油器及其油量调节原理；8、将凿岩机各部零件重新组装在一起，恢复原状。注意缸体内零件应先装入活塞，接着先在外边将配气盒与螺旋棒、

13、棘轮等装成一体，一起装入缸体内。且要注意对准定位销位置。五、实验报告绘图说明7655型凿岩机的配气与转钎工作原理。六、思考题在凿岩机活塞与阀的配合上有无成为不能运动的“死”状况？如阀在右端，而活塞在左端，能否启动？制订人：张杰 审核人：张恩强2012年1月实验二、凿岩试验一、实验目的1、初步掌握凿岩机的操作方法；2、了解凿岩工作系统的构成；3、了解影响凿岩速度的主要因素。二、实验设备1、7655凿岩机1台；2、空压机1台；3、风管50米；4、可钻性不同的3种岩石；5、计时表、米尺和卡尺各1件。三、实验内容1、在老师指导下，将凿岩机、气腿子、空压机、风管接好，注意它们间的相互关系，联接方法。2、

14、开动空压机，当压力达到额定值时，开动凿岩机，注意空压机的工作参数和凿岩机的动作特点。3、分别用2种不同直径的钻头在3种不同可钻性的岩石上钻孔，分别标定凿岩时间和钻孔深度；用不同推力进行钻孔，分别记录相同时间内钻孔的深度。注意钻孔的形状，观察钻头的磨损情况。4、关闭凿岩机、空压机，拆卸第1步中建立的联接。四、实验报告1、绘制凿岩系统的构成，描述各部分的工作参数和动作特征。2、分别计算不同直径钻头在不同岩石上钻孔的凿岩速度；计算不同推力下钻孔的速度。3、分析钻头直径、岩石性质、推力与凿岩速度的关系，描述不同岩石对钻头的磨损情况。制订人：张杰 审核人：张恩强2012年1月实验三、雷管性能测试一、实验

15、目的1、掌握电雷管全电阻、最高安全电流、最小准爆电流和雷管爆力的检验方法。2、熟悉BQ-1型爆破器材参数综合测试仪和空气冲击波速度测试仪的使用方法。二、实验原理BQ-1型爆破器材参数综合测试仪是一种集成数字化的电信号测试仪，能够恒流并定时供电和测试时间间隔。1、 电雷管全电阻电雷管的全电阻系指桥丝电阻和脚线电阻之和。国产电雷管的全电阻值列于表31中。表31 国产电雷管的全电阻桥丝材料桥丝电阻()脚线长度(m)脚线材料全电阻()康铜0.71.02铁线铜线2.54.01.01.5镍铬2.53.02铁线铜线5.66.32.83.8合格电雷管的全电阻也存在着一定的误差，误差的大小事衡量电雷管质量的重要

16、指标之一，电雷管全电阻决定了其在电爆网络中起爆性能。测试原理：仪器给雷管能以20mA恒流，根据电阻并联分流原理确定被测雷管的电阻。R置10标准电阻，20mA恒流分两条支路，调整使100A表指满刻度，此时10电阻即对应满刻度位置。当R换接上电雷管时，分流给表头支路的电流改变，且与R成线性关系，这样便安全地测出电雷管的全电阻。 （3-1）2、 最高安全电流给电雷管能以恒定直流电流，5分钟内不致于引燃电雷管引火头的最大直流电流称为电雷管的最高安全电流。它反映了电雷管的安全性，是设计爆破专业仪表的依据。国产电雷管的最高安全电流什：康铜丝电雷管为0.30.55A，镍铬丝电雷管为0.125A。考虑到留有足

17、够的安全系数，安全规程规定，各种爆破志用仪表的电流什不超过0.05A。根据最高安全电流的定义，调节0250mA恒流源的微调开关，确定供电电流，通电时间定在5分钟，电雷管接好后，按下起动开关，仪器就开始给电雷管通入确定的电流，待5分钟后，仪器立即断电，从而达到测试目的。3、最小准爆电流能使电雷管引火头必定点燃的最小直流电流值称为电雷管的最小准爆电流。它反映了电雷管起爆的可靠性。实际应用时，一般指通电1分钟内，作用在电雷管桥丝上保证发火起爆的最小直流电流(或交流)电流值而言。根据焦尔楞次定理，桥丝通电后的发热量为Q，则： （3-2）式中：I-电流强度，A；R-桥丝电阻，；t-通电时间，s根据其定义

18、，调节250mA2A的恒流源的微调开关，确定供电电流值，将通电时间定于1分钟，接好电雷管后，按下启动开关，仪器便给电雷管注入确定好的恒流，如果电雷管在通电指示灯熄灭之前爆炸，则其满足此参数的要求。4、雷管爆力实验协管爆力实验，即雷管铅板穿孔实验，这是检验雷管起爆能力的常用方法。雷管在5mm厚的铅板上起爆，穿孔直径如果不小于雷管直径为合格。每度批试验20发雷管，其铅板穿孔直径应全部等于或大于雷管直径为合格，否则应从试批的另外箱中加倍取样试验，若仍达不到要求，则该批雷管为不合格产品。三、实验器材1、BQ1型爆破器材综合测试仪；2、电雷管2发；3、引火头20发；4、铅板2块；5、游标卡尺；6、起爆器。四、实验步骤1、电雷管全电阻测定1）接能BQ1的电源；2）K1置“”档，置“100”档，旋转W1使表针指到满刻度10上；3）将引火头（或电雷管）两根脚线接至前面板“雷管”接线柱上，注意：电雷管要置于安全防护体内；4）按住AN2，此时表针所指示的电阻值即为电雷管的全电；5）将引火头（或电雷管）从仪器上取下，并放在爆破安全箱内，注意：电雷管脚线应短接好。2、最高安全电流的测定1）K1置“延时”；2）K2置“250mA”调整档，旋动W2使表针指到50mA;3）将引火=头（或电雷管）两根脚线接至仪器后面板“雷管”接线柱上，注意雷管必须放入安全防护体内；4）K2再旋至“250mA”接雷管档；5）K3