第四章 钻眼机具

第四章钻眼机具云能源职业技术学院2023/2/11本章提要井巷工程一般采用钻眼爆破法掘进，第一道工序就是采用钻眼机具钻凿炮眼。本章内容主要围绕钻凿炮眼的机具，主要介绍炮眼的钻凿原理和常用的钻眼机具。煤矿炮眼的钻凿机具常以压风作为动力，本章最后介绍了空气压缩机的基本知识及其压风的供应和输送。

1.破岩方法

目前破岩方法有两种：2023/2/12（1）钻眼爆破法:（2）机械掘进法2023/2/13

钻爆法施工：

掘进工序：钻眼—装药联线—放炮通风—装岩运输—支护。

工具设备：凿岩机—炸药—局部扇风机—装岩机—锚、喷、网、架。

煤电钻—雷管、放炮器—风筒—矿车电机车、矿车。浅孔：深度小于2.5m，直径小于42mm；中深孔：深度2.5~4m，直径小于50mm；深孔：深度大于4m，直径大于50mm。2023/2/14

2.钻眼机械分类

（1）钻眼机械按使用的动力不同可分为：风动凿岩机、电动凿岩机、内燃和液压凿岩机。（2）按破岩机理不同可分为：冲击式、旋转式和旋转冲击式三类。

3.应用

我国煤矿掘进井巷在岩石上打眼主要采用冲击式风动凿岩机（风钻），在煤层上钻眼主要采用旋转式煤电钻。2023/2/15常用的凿岩设备

⑴冲击式破岩风动凿岩机手持式机重20kg以下气腿式机重30kg以下导轨式机重35～80kg向上式机重40～45kg伞形钻架凿岩台车电动凿岩机气腿式机重25~30kg导轨式机重30kg以下液压凿岩机导轨式机重130～360kg内燃机机重30kg以下⑵旋转式破岩电钻煤电钻手持式机重18kg，功率1.2kw岩石电钻导轨式机重35~40kg功率1.2kw液压钻导轨式⑶旋转冲击式潜孔钻机台车式（4～6吨），架钻式（150～360kg）

2023/2/162023/2/172023/2/18钻机在孔外，负责钻具的进退和回转；产生冲击功的冲击器在孔内，因此钻速不因钻孔深度的增加而降低。

KQ-200型重型潜孔钻机钻孔直径200～220mm，孔深19m，钻孔速度12～18m/h。适用于大型露天矿山。2023/2/19KQ-200型重型潜孔钻机技术性能表2023/2/110本章内容第一节冲击式凿岩机具第二节旋转式钻眼机具第三节空气压缩机及压风供应2023/2/111本章主要参考书

1.高尔新主编.《爆破工程》.徐州：中国矿业大学出版社.1999年7月.定价：32.00元.p5～292.王树仁，程玉生编.《钻眼爆破简明教程》.徐州：中国矿业大学出版社.1989年7月.定价：2.35元.TD23/W-759。2023/2/112第一节冲击式凿岩机具

1.分类（1）按其应用条件及架持方法可分为：手持式、气腿式、伸缩式（向上式）和导轨式等；（2）按冲击频率可分为：低频、中频和高频，冲击频率在2000次/min以下的为低频，2000～2500次/min的为中频，2500次/min以上的为高频。国产风钻一般为中低频，少数为高频。

2.特点及应用

2023/2/113

（1）手持式:手持式凿岩机，在立井向下掘进时采用，其它巷道掘进时，因工人操作时体力消耗大，目前已很少使用。

（2）气腿式:气腿式凿岩机机身重量和推力由气腿支撑和完成，减少了工人操作时体力消耗，故在煤矿、铁路、公路或其它隧道掘进中被广泛采用。（3）向上式:与气腿轴线平行或与气腿整体连接在同一轴线上的凿岩机称为伸缩式，由于伸缩式向上凿岩，用于反井、煤仓和打锚杆，又称为2023/2/114向上式。（4）导轨式:导轨式凿岩机属于大功率凿岩机，配备有导轨架和自动推进装置，在巷道或隧道内钻眼时，导轨架、自动推进装置和凿岩机安设在起支撑作用的钻架上，与凿岩台车、钻装机配合使用。

3.技术性能国产风动凿岩机主要技术性能见表4—1。

一、冲击式凿岩机破岩机理凿岩机是利用压气推动机体内的活塞前后2023/2/115冲击力图4-1冲击破岩原理移动打击钎子完成钻眼工作的。它的破岩原理（钻孔形成过程）如图4-1所示。钎刃在冲击力F的作用下凿入岩石，凿出深度为h的沟槽Ⅰ—Ⅰ，然后将钎子转动一角度β，再次冲击，此时不但凿出沟槽Ⅱ—Ⅱ，而2023/2/116且两条沟槽之间的岩石，也被冲击时产生的水平力H剪切掉。为使钎刃始终作用在新的岩面上，必须及时排除岩石碎屑。冲击、转钎、排粉，往复循环地持续进行，便可凿出圆形炮眼。凿岩机就是根据以上破岩原理设计的，它们都具有冲击、转钎、排粉机构，还有润滑、推进等辅助设备。二、气动凿岩机凿岩机的种类很多，但主要机构和动作原理基本相同，下面以图4-2、3所示的YT—23型2023/2/117图4-2YT—23型凿岩机2023/2/118图4-3YT-23型气腿式凿岩机外形图1—凿岩机主机；2—钎子；3—水管；4—压气软管；5—气腿；6—注油器2023/2/119气腿凿岩机为例介绍凿岩机的构造和工作原理。

气腿凿岩机由柄体、缸体和机头组成（如图4-4）。

⑴柄体A：进气进水管道、操作阀、气腿的调压阀和换向阀、水针。

⑵缸体E：阀柜D、配气阀C、棘轮和旋转棒B、活塞F、消音罩。

⑶机头H：锤G、转动套I、钎卡和外壳。

其工作系统包括冲击执构、转钎机构、排粉机构和润滑系统组成。2023/2/120图4—4YT—23型凿岩机构造图1—柄体；2—缸体；3—机头；4—螺杆；5--操纵阀；6—棘轮；7—配气阀；8—螺旋棒；9—活塞；10—导向套；11—转动套；12—钎套；13—水针；14—钎卡；15—把手；16—消音罩；17—螺旋母柄体A缸体E机头H2023/2/121（一）冲击机构气腿凿岩机的冲击机构由气缸、活塞和配气系统组成。利用配气系统自动变换压气进入气缸的方向使活塞完成往复运动，即冲程和回程；当活塞做冲程运动时，活塞冲击钎尾，将冲击功经钎杆、钎头传递给岩石，完成冲击做功过程。其工作原理如图4-5、6所示。

1.冲程运动

活塞的冲程运动原理：气体通过操纵阀的孔道，进入柄体气室，经棘轮孔的通道，进入阀柜2023/2/122冲击机构：气缸+活塞+配气装置

冲程（活塞经重锤冲击钎尾）工作原理环阀配气:Y-30,YT-23控制阀配气:YT-24,26无阀排气:YTP-26排气口活塞前端面配气阀片图4-5凿岩机主要构造和环阀配气原理（冲程）1-操纵阀孔道；2-柄体气室；3-棘轮孔道；4-阀柜孔道；5-阀柜前气室；6-孔道；7-活塞后端面；8-排气口；9-活塞前端面；10-阀柜后气室；11-回程孔道；A-柄体；B-棘轮和螺旋棒系统；C-配气阀；D-阀柜；E-缸体；F-活塞；G-活塞前部的锤；H-机头；I-转动套（a）2023/2/123气室，当阀与阀柜闭合时，气体通过阀套的导孔进入缸体的后腔，推动活塞前进形成冲击行程。当活塞的前端面越过排气口时，缸体的前腔气体受活塞压缩形成气垫，即时气压随之增高，将前腔被压缩的气体顺导程孔回到配气阀的后气室，这时活塞继续前进，气压随着逐渐增高，迫使阀片前移趋势，当活塞的后端面越过排气口时缸体后腔的气体便从排气口排出，后腔的气压突降，于是后气室的压强推动阀前移，即时阀与阀套闭合，切断缸体后腔的气路，瞬间活塞冲击钎杆、2023/2/124冲程结束，开始回程。

2.回程运动活塞的回程运动原理：当阀与阀套闭合后，切断气体通往缸体后腔气路，气体沿着阀的外圆与阀柜之间的间隙进入后气室，顺着导程孔进入缸体前腔，推动活塞后移，开始回程运动，当活塞的后端面越过排气口时，缸体后腔的气体受活塞压缩形成气垫，气压随之增高，迫使阀片后移的趋势，当活塞的前端面越过排气口时，即排气缸体前腔的气压突降，于是缸体后腔的气室压强2023/2/125排气口图4-6凿岩机主要构造和环阀配气原理（b回程）（b）2023/2/126推动阀后移，阀与阀柜闭合，回程结束，开始冲程。（二）转钎机构钎杆的回转是在活塞的回程过程中完成的。活塞大端内装有螺旋母，与活塞结成一体。因螺旋棒3的大端部位设一个逆止机构，靠棘轮爪与棘轮的咬合，螺旋棒的齿形与螺旋母的齿形配合，只限螺旋棒作顺时针方向转动，不能逆转。在活塞冲向钎杆的过程中，由于螺旋齿的作用，螺旋棒只作顺时针转动；在回程过程中，逆止机2023/2/127构的作用使螺旋棒不能逆转，而活塞此时作逆时针转动，由转动套传给钎杆，完成钎杆的运转动作。如图4—7、8所示。无阀配气如图4-9所示。图4—7凿岩机的转钎机构1—环形棘轮；2—棘爪；3—螺旋棒；4—活塞柄；5—转动套；6--钎套筒；7—钎子尾2023/2/128

旋转机构：内棘轮+螺旋棒+活塞+转动套冲程—活塞直线运动，带动旋转棒旋转。回程—旋转棒迫使活塞旋转，带动转动套、钎杆旋转。图4-8内棘轮与螺旋棒转钎机构1-螺旋棒；2-棘爪；3-内棘轮；4-活塞；5-转动套；6-钎子转动筒套冲击活塞2023/2/129无阀配气凿岩机外棘轮式转钎机构图4-9外棘轮式的活塞螺旋槽转钎机构1-配气圆杆；2-活塞；3-活塞螺旋槽；4-外棘轮；5-棘爪；6-活塞直槽；7-转动套；8-钎子2023/2/130（三）排粉系统在凿孔过程中，为了避免产生岩粉对人体的危害，我国规定钻眼过程中必须采用湿式凿岩。该机配有洗尘水路系统，而且风水联动。其系统如图4-10所示。

1.洗尘水路系统

（1）当开动机器时：气体从柄体的气室导孔进入注水阀的前端，克服了注水阀后弹簧的压力，将注水阀向后推移，开启水路，水经水针导入钎杆直到岩孔底，岩粉与水混成泥浆，顺钎杆2023/2/131图4—10风水联动注水机构1—大螺母；2—气道；3—注水阀；4—压盖；5—密封圈；6—弹簧；7—水道；8—密封胶圈；9—水针

排粉系统：风水联动注水机构－开钻供水、停钻停水

湿式排粉—压力水，水压比风压低0.1~0.2MPa2023/2/132排出岩孔外，完成洗粉排尘的目的。

（2）当凿岩机停转时：柄体气室的气压自然消失，被压弹簧推注水阀前移，并将水路关闭。如果凿孔深度较深，可能出现钎头排水孔或沿杆的空隙被泥沙堵塞，这时可旋转操纵手柄位置为“4”，强力吹洗凿孔以达到疏通水路、排除岩浆的目的。

2.强力吹洗炮孔系统

多数凿岩机除有注水排粉系统外，还有强力吹洗炮眼的系统，其结构如图4-11所示。当将把2023/2/133手扳到强吹位置时，凿岩机停止运转也停止供水。这时压缩空气直接经缸体上的气道具2和机头壳体上的气孔3进入钎子中心孔，经过钎子中心到达眼底，强力吹出岩粉。

图4-11凿岩机强力吹洗系统1-活塞；2-气道；3-气孔；4-水针；5-钎尾；6-六方套2023/2/134（四）润滑系统为使凿岩机正常工作，减少机件磨损，延长机件寿命，凿岩机必须有良好的润滑系统，凿岩机采用独立的自动注油器实现润滑。注油器有悬桂式和落地式两种。悬挂式注油器悬挂在风管弯头处，容油量较小，图4-12（a）（b）所示；落地式注油器放在离凿岩机不远的进风管中部，容量较大，其构造原理基本相同，图4-13所示。（五）气腿的缩回及推力调节气腿的缩回是靠扳动扳机，改换换向阀的位2023/2/135润滑系统：注油器，3~5ml/min。（a）悬挂式：悬挂在风管弯头处，容油量较小；图4-13落地式：放在离凿岩机不远的进风管中部，容油量较大。图4-12（b）悬挂式注油器1—小孔；2—油室；3—横管小孔；4—导管2023/2/136置，使进气路换成废气的回路，而原来的废气回路却换成了进气的通路，在压力的作用下，气腿伸缩管便能自动缩回。气腿推进力大小是靠调压阀来实现，该阀的内端部设有两个偏心槽，并且，偏心的方向是相反的，当顺时针转动调压阀时，靠泄流口的大小来改变气体的流量，进入气腿的气体增多，气压逐渐增高，气腿的推进力随之增大，泄漏的余气相应逐渐减少。如逆时针转动调压阀时，它的进排关系则相反，进气减少，排气增大，气腿的推2023/2/137力也随之减少。如图4-14所示。气腿：推进+架支支设角30°～45°图4-14气腿构造示意图2023/2/138三、电动凿岩机和液压凿岩机气动凿岩机需要装备功率较大的空气压缩机和敷设较长的管路，能量利用率和传送效率较低。凿岩机工作时，机体振动大，噪声高（100～130dB），油水雾造成能见度差。近二十年来，国内外都在研制、生产和试用电动凿岩机和液压凿岩机。（一）电动凿岩机

1.结构形式电动凿岩机是以电为动力，为了把电动机的2023/2/139回转运动转换为往复冲击运动，常采用的结构形式有偏心块式与活塞压气式两种。电动机为矿用隔爆水冷式，可用于煤矿井下。

2.技术特征电动凿岩机的技术特征见表4一2。

（二）液压凿岩机

1.液压凿岩机的特点

液压凿岩机钻速高，一般可比气动凿岩机钻速提高2倍多；没有排气，消除了排气噪声，水雾油雾，工作环境得到改善；采用高压油为动2023/2/1402023/2/141力，所有运动部件都浸在油液中工作，润滑条件好。它可以钻较深和直径较大的炮眼。

2.组成

液压凿岩机与气动凿岩机一样，也由冲击机构、转钎机构及排粉机构等组成。

（1）冲击机构：液压凿岩机的冲击机构包括活塞、缸体和配油机构，工作原理与气动凿岩机相似，通过配油机构，使高压油交替作用于活塞两端，并形成压差，迫使活塞在缸体内作往复运动，完成冲击钎子、破碎岩石的功能。活塞的冲2023/2/142击功可通过改变供油压力或活塞冲程进行调节。

（2）旋转机构：它的旋转机构与气动外回转凿岩的结构基本相同，它用液压马达驱动，并经减速齿轮减速，带动钎子回转。

（3）排粉机构：液压凿岩机可用压气、水或气水混合物进行排粉，为了提高凿岩速度，多采用压力高、流量大的冲洗水排粉。供水方式有中心供水与旁侧供水两种。中心供水时，活塞中空；旁侧供水时，钎尾有径向水孔。

3.凿岩台车2023/2/143液压凿岩机多为高频重型导轨式凿岩设备，一般要和凿岩台车配套使用，利用台车上的导轨和推进机构实现推进。如图4-15、16、17所示。图4-18为伞钻示意图。四、凿岩机的使用

1.及时加油；

2.合适的轴推力（克服反冲）；

3.压气压力，大于0.5MPa；

4.水压低于风压，供水不中断；

5.钎子质量好。2023/2/144图4-15国产CGJ-2型凿岩台车，配备两台YT－24凿岩机，轨轮式风动马达丝杠推进，直流电动机驱动轨轮行走2023/2/145One-boomrig

Three-boomrig

图4-16凿岩台车2023/2/146图4-17三臂凿岩台车2023/2/147图4-18伞形钻架2023/2/148

《工业企业噪声卫生标准》规定85分贝为每天接触噪声8小时的允许界限，接触噪声的时间每减小一半，可增加3分贝，但最强不得超过115分贝。各型凿岩机的噪声约为105分贝（在空旷地方空打测得）。井下的噪声85%是排气噪声，消音罩约降低5～7分贝。五、凿岩机钎杆、钎头

1.钎杆凿岩机钎杆、钎头是凿岩机的工作装置，对凿岩工效的影响较大。钻杆又称钢杆，一般用碳钢2023/2/149

钎肩：环形（六角形钎杆）、耳形（圆形钎杆）组成钎尾：108mm±1.0mm（淬火硬度HRC49~55）中心孔：⑴钎杆端面形状:中空六角形B22、B25；中空圆形D32、D38（重型导轨式凿岩机）。材料：ZKT7、ZKT8ZK8Cr、ZK55SiMnMo。⑵钎头和钎杆的连接：锥形连接，锥角度为7°，插入深度24~38mm（留有过渡缝隙6～8mm）。

能量传递效率和钎杆、钎头寿命。制成，截面为中空的六角形或圆形。2023/2/150

2.钻头钎头的形状是根据岩石的硬度和组成来选择。常用的钎头有一字形和十字形。一般都镶有硬质合金片或镶硬质合金齿的球齿钎头。一字形钎头冲击力集中，凿入深度大，凿速快，制造和修磨工艺简单，应用范围广。但一字形钎头在裂隙中凿眼时易夹钎子，磨损快，有时凿出的炮眼不圆，开眼困难。十字形钎头修磨和制造工艺复杂，但不易夹钎和开眼容易。球齿钎头适用较高的硬脆岩层。钎头形状如图4-19、20所示。2023/2/151图4-19钎头2023/2/152图4-20

a)镶KO型硬质合金片;b)镶K1型硬质合金片；标准直径十字形钎头钎头结构参数①刃角，110°；②隙角，3°；③弧形钎刃，180mm曲率半径；④钎头直径，38~43mm；⑤排粉沟。2023/2/153

3.钻杆和钎头的连接方式钻杆和钎头的连接有二种方式：（1）整体：是钻杆和钎头连成一体，它只能在硬度不大的岩石中使用，故钎头易于磨损变钝，此时应将磨钝钎头加以锻整或改钻。如图4-21所示。（2）组合：是钻杆以螺纹或锥度与钎头链接，一般用于坚硬的岩石。如图4-22所示。2023/2/154图4-21整体钎子1-钎头；2-钎杆；3-钎肩；4-钎尾2023/2/155

一字形：速度快、制造和修磨简单、磨损快、易夹钎形状十字形：速度慢、孔圆⑴钎头X、Y形及球齿形：硬岩钻眼材料钎头体：合金钢，55SiMnMo、40MnMoV

钎刃：钨钴类合金。图4-22组合钎子1-钎头；2-锥形梢头；3-钎杆；4-中心孔；5-钎肩；6-钎尾2023/2/156五、提高凿岩效率的措施提高凿岩效率是凿岩工作的中心问题。其主要措施如下：

1.合理选择与正确使用凿岩机

司机操作要熟练，并要加强保养与维修凿岩机，保证凿岩机正常运转。

2.保证气压工作面气压应不低于0.5MPa。实践表明，气压提高或降低0.1MPa，相应的钻速就能提高或降低30％左右。因此，必须尽量减少管路损2023/2/157失，防止压气漏损，进气胶管不要过长，同时要合理确定凿岩机工作台数。气压过高会引起凿岩机剧烈振动，使零部件磨损加快，耗气量增大。

3.合适的轴向推力

轴推力不足，钎头不能有效地接触和破碎岩石，同时还会使机体振动，容易损坏钎子和机件；轴推力过大，增加了钎子回转阻力，降低回转速度和冲击功，甚至引起停钻。在一定条件下，各类凿岩机均有相应的最优轴推力，轴推力大小主要取决于凿岩机的气缸直径和使用气压。2023/2/158若气缸直径大、气压高，则所需施加的轴推力大。如YT-23、YT-24型凿岩机的轴推力需800～1000N，YT-26需1200-1300N。气腿的支设角度以30°～45°为宜。

4.正确确定眼径和眼

深炮眼直径和深度加大，钻速必然下降，气腿式凿岩机适合的炮眼直径为38～46mm，眼深不宜超过5m。

5.加强管理

改善劳动组织，提高凿岩的工时利用率，减2023/2/159小辅助作业时间。

6.快速排除故障

在凿岩过程中，不可避免地会出现故障，及时消除故障是保证钻眼工作顺利进行和提高凿岩工时利用率的重要措施，因而必须熟悉各种故障产生原因、掌握其处理方法，见表4-3。六、凿岩机的使用与保养

1.新机器在使用之前必须拆卸清洗内部各个零件，除掉机器在出厂时所涂的防锈油脂，清洗后安装时各零件表面要重涂润滑油，使用时应低2023/2/1602023/2/1612023/2/162气压下（0.3Mpa）或半开机状态运转10分钟左右，方能正常工作。

2.供气管的管路气压应保证在0.5-0.6Mpa范围内，若气压过高易损坏零部件，若气压过低，凿岩效率明显下降，导致凿岩机不能正常使用。

3.在供气管与凿岩机接通之前，首先吹净气管内的脏物，以免脏物吹进机体内使阀片失灵及损坏零件。气水接通后开机之前，检查各螺纹联接部位是否拧紧，方可正式开机。

4.机器开动后首先验正油雾器的雾化情况是2023/2/163否适宜，调整好，工作过程中，每隔1小时向油雾器内要注满一次油，不得无润滑工作。

5.机器开动时应在中速运转启动，在气腿的推进力逐渐增大的同时，即可全速凿岩。不得在气腿推力最大时全速运转，这样有可能导致将整机卡死，更不能长时间全速运转，以免零件磨损。

6.凿完孔拔钎时，应以中速进行，若停机不再凿孔，应把水管拆掉，吹净机器内残存水滴，以防内部零件锈蚀。

7.本凿岩机为湿式中心注水凿岩，严禁干凿2023/2/164孔，更不允许拆掉水针作业，避免粉尘顺钎孔倒往机体内，导致各部位失灵，不能正常运转，严重的会造成机件损坏。

七、风动凿岩机安全操作

1.凿岩前检查各部件的完整性和转动情况，加注必要的润滑油、检查风路，水路是否畅通，各连接接头是否牢固。

2.工作面附近进行敲帮问顶，即检查工作面附近顶板及二帮有无活石、松石，并作必要的处理。2023/2/165

3.工作面平整的炮眼位置，要事先捣平才许凿岩，防止打滑或炮眼移位。

4.严禁打干眼，要坚持湿式凿岩，操作时先开水，后开风，停钻时先关风，后关水。开眼时先低速运转，待钻进一定深度后再全速钻进。

5.使用气腿凿岩机钻眼时，要注意站立姿势和位置，绝不能靠身体加压，更不能站立在凿岩机前方钎杆下，以防断钎伤人。

6.凿岩中发现不正常声音，排粉出水不正常时，应停机检查，找出原因并消除后，才能继续2023/2/166钻进。

7.退出凿岩机或更换钎杆时，凿岩机可慢速运转，切实注意凿岩机钢钎位置，避免钎杆自动脱落伤人，并及时关闭气路。

8.使用气腿凿岩机钻眼时，要把实顶牢，防止钎头打滑伤人。2023/2/167第二节旋转式钻眼机具

1.破岩原理

旋转式钻眼法破岩原理如图4—23所示，钎刃在轴向压力P的作用下侵入岩石，同时钎刃在回转力矩的作用下不停旋转，将岩石一层层沿螺旋线切削下来，破碎的岩屑被排至孔外。

压入―回转切削―排粉，这样的过程连续不断地进行，逐步形成钻孔。在软岩层或煤层中钻孔一般采用旋转钻孔法。2023/2/168（1）旋转式破岩轴压力回转力矩图4—23旋转破岩原理图2023/2/169

（2）旋转冲击式钻眼原理：冲击式和旋转式的结合压入（冲击功+轴压）—旋转切削—冲击—排粉。图4—24。

适用于大直径、中硬岩，露天深孔爆破代表机具：潜孔钻机。图4—24旋转冲击式破岩原理图2023/2/170

冲击式破岩

旋转式破岩适用于坚硬岩石轴压力小噪音大功效低环卫差软岩和煤轴压力大噪音小功效高环卫良好（3）两种破岩方法比较2023/2/171

2.类型煤矿中在煤体或软岩中打眼的电钻称为煤电钻，在较硬的岩体中打眼的电钻称岩石电钻。一、煤电钻

1.构造：散热风扇+开关手柄+电动机+减速器+钎套筒如图4—25、26所示为煤电钻外形和结构图。煤电钻电动机采用三相交流全封闭感应电动机，电压127v，功率1.2~2.0kW（多为1.2kW），转速2700转/分。2023/2/172ZM系列矿用隔爆型手持式煤电钻图4—25煤电钻外形和结构图1—电动机；2—散热风扇；3、4、5、6—减速器；7—电钻心轴；8—钻杆；9—钻头2023/2/173图4—26煤电钻2023/2/174通过二级加速器：600转/分供煤仓用，400转/分供硬煤和软岩。外壳为铝合金铸造，密封防爆。电动机产生动力经减速器带动钻杆旋转，散热风扇装在机轴后端，与电动机同步运转，产生风流散热冷却电动机。

2.轴推力：煤电钻工作时的轴推力，靠人力推顶产生。为了安全，在手柄和后盖上均包有绝缘橡胶层。。

3.适用条件：煤及f＜3的岩层。2023/2/175

4.技术特征：国产电钻技术特征见表4—4。表4—4

国产电钻的类型和技术特征表注：表中符号含义：M—煤；

Z—钻；S—手持

D---电。技术特征煤电钻岩石电钻MZ2--12SD--12MSZ--12DZ—2.0YZ2S水冷质量/㎏15.251813.54035功率/kw1.21.21.222额定电压/v127127127127/380380额定电流/A99.19.513/4.44.7相数33333电机效率/%79.575747978电机转速/r·min-128502750280027902820电钻转速/r·min-1640610/430630230/300/320240/260电钻扭矩/N·m17.618/2617------外形尺寸/mm336×318×218425×330×265310×300×200650×320×320625×260×300推进速度/㎜·min----------368/470/545264/468退钻速度/㎜·min-------------7.2/10.8最大推力/N---------700700钻孔深度/m---------1.5～21.8供水方式

---------侧向侧向推进方式链条链条隔煤性能隔爆隔爆隔爆隔爆隔爆钻孔直径/㎜38～4536～4536～4536～4538～422023/2/176二、岩石电钻

1.特点岩石电钻的扭矩和电机功率比煤电钻大，可在中硬岩石上钻眼。在凿眼时要求施加较大的轴推力，与煤电钻相比，增加了轴向推进装置。与冲击式凿岩机相比，优点是直接利用电能，能量利用率高，设备简单，钻速高，噪音小。

2.构造原理及技术特征岩石电钻的构造原理与煤电钻基本相同，如图4—27所示。岩石电钻的技术特征见表4—4。2023/2/177

3.组成：电动机、减速箱、牵引装置、机壳和供水装置。图4—29所示。

4.适用条件：岩石电钻适用于在f=4～6的岩石中钻眼。图4—27岩石电钻2023/2/178图4—28岩石电钻的组成1-钻头；2-导轨；3-钻杆；4-链条；5-供水装置；6-手轮；7-导向链轮；8-离合器；9-滑架；10-岩石电钻；11-电缆2023/2/179三、电钻钻杆、钻头

1.钻杆形状钻杆是向钻头传递动力，随同钻头进入钻孔的杆状或管状零件。电钻钻杆形状是螺旋形的麻花钻杆（麻花钎子）。如图4—29、30、31所示。

2.钻杆钻杆前部的方槽和尾孔是用来插人钻头的，钻头插入后，从尾孔上的小圆孔中插入销钉固定钻头。麻花钻杆尾部制成圆柱形，用以插入电钻的套筒内，套简前端有两条斜糟，可以卡紧在麻2023/2/180麻花钎子⑴钻头主刃1、主刃夹角、副刃2、副刃夹角主副刃夹角：90~120o

刃角：钻煤时为60o，硬煤或软岩时为75o或更大⑵麻花钻杆：菱形或矩形，T7或T8钢传递轴压和扭矩，螺旋沟槽排粉，螺距一般为70～80mm。图图4—29煤电钻钻杆、钻头1—钻头；2—方槽；3—尾孔；4—钻杆；5—尾部2023/2/181图4—30钻杆2023/2/182图4—31电钻钻具2023/2/183花螺纹上以传透回转力矩。

（1）钻杆断面煤电钻的麻花钻杆系用菱形断面或矩形断面钢在加热状态下扭制而成。由于螺纹方向与钻头旋转方向一致，所以麻花钻杆除了传递轴压和扭矩外，还能利用螺旋沟槽排出岩粉。

（2）钻杆强度麻花钻杆强度较小而岩石电钻传递的轴压和扭矩较大，且多数又采用湿式钻眼，故岩石电钻采用的钻杆与风动凿岩机的钎杆相同，用六角中2023/2/184空钢制成。

3.钻头安装在钻杆前端，回转破碎煤或岩石的刀具称为钻头。钻头的作用是直接破碎煤或岩石。钻头的结构由钻刃、钻翼及钻尾构成，钻头顶端镶有硬质合金片。四、煤电钻安全操作煤电钻打眼时，应注意以下几个要点：

1.平稳：要把电钻端平、抱稳，全身用力并保持保持平衡。入钻、推钻、退钻都要平，不要2023/2/185让电钻上下左右摆动。电钻要正对打眼方向，钻杆沿着直线前进。

2.匀，准：打眼时用力要均匀，不得猛推、硬顶。打眼方向要准，要按钻进方向进钻。

3.勤闻、勤看、勤听、勤动手：嗅觉要灵敏，注意有无异味；随时注意检查煤壁、顶板、支架的变化，观察设备、工具和钻进情况；善于听顶板、电钻的声音，当声音异常时，就需要少用力，或使电钻空转或向外拉动，排一排煤粉再进；勤动手，随时敲帮问顶，处理伞檐和顶板浮2023/2/186矸。

4.思想要集中，注意安全。2023/2/187第四节空气压缩机及压风供应

一、概述

1.空气压缩机的应用空气压缩机亦称压风机，是矿山四大固定设备之一（通、压、排、提升）。通过空气压缩机，可将自由空气压缩到所需要的压力而成为压缩空气，用以驱动风动机具，如风钻、风镐、抓岩机