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國外研制液壓鑿巖機始于20世紀70年代,先后有美國Ingersoll2Rand公司、Gardner2Denver公司、瑞典AtlasCopco公司、Linden2Alimak公司、芬蘭Tamrock公司、法國Eimco2Secoma公司、德國Krupp公司和日本古河(FURUKAWA)公司等投入力量研制液壓鑿巖機及相關配套鉆車。其中瑞典AtlasCopco公司和芬蘭Tamrock公司生產(chǎn)的液壓鑿巖機及配套鉆車最具代表性,占有60%以上的市場份額。截止2009,無論是井下或露天掘進或采礦,都有相應的液壓鑿巖機供選用。如芬蘭Tamrock公司80年代初液壓鑿巖機只有3個系列,2009該公司的產(chǎn)品已發(fā)展到7個系列,從小型手持式到超重型,品種規(guī)格齊全。在發(fā)展回轉(zhuǎn)-沖擊式產(chǎn)品的同時,適用于軟巖上鉆孔的純回轉(zhuǎn)液壓鑿巖機也得到相應的發(fā)展。尤其是瑞典AtlasCopco公司能夠靈活地根據(jù)用戶的某些特殊要求,在某種基型產(chǎn)品上稍加改進,就可以組裝成專用產(chǎn)品,產(chǎn)品上的配套部件可隨不同地區(qū)和國家的不同環(huán)境而改變,在輕型產(chǎn)品的研制中,大量采用塑料件來減輕整機的重量。液壓鑿巖機的外殼等多采用精密鑄造,從而使機器的結(jié)構緊湊,布局合理,外形也較美觀 。
如今AtlasCopco公司生產(chǎn)的Cop系列液壓鑿巖機已經(jīng)從Cop1022發(fā)展到最新推出的Cop4050型重型液壓鑿巖機,Cop4050的沖擊功率可達40kW,裝配于Simba4450系列全液壓鉆車上,1993年成功用于瑞典盧基公司基律納鐵礦井下深孔采礦鑿巖,鉆鑿孔徑達115mm,這是傳統(tǒng)的潛孔沖擊器的工作范圍。潛孔鑿巖雖然能得到較好的孔直度,但速度較低。Cop4050能在兩倍于潛孔鑿巖速度的情況下,得到幾乎全直的孔,并能使用通常的鉆管、釬桿或二者的組合。Tamrock公司生產(chǎn)的HL4000系列大功率超重型液壓鑿巖機,1984年在挪威年產(chǎn)2500萬t的比約納湖(Bjornevatn)鐵礦裝配Herbert鉆車用于露天礦山鉆鑿直徑230～275mm的炮孔,其鑿速相當于同級牙輪鉆機的116倍,而能耗僅為牙輪鉆機的1/2。由于液壓鑿巖機具有節(jié)能、高效、成本低和作業(yè)條件好等顯著優(yōu)點,國外除地下鑿巖已推廣應用外,在中小型露天礦和巖石工程應用方面也有不小進展。
國內(nèi)鑿巖臺車的研究及發(fā)展現(xiàn)狀
1980年由長沙礦冶研究院、株洲東方工具廠等單位研制成功我國第一臺用于生產(chǎn)的液壓鑿巖機YYG80，裝配于CGJ2Y型全液壓鉆車上在湘東鎢礦進行了工業(yè)試驗并通過了部級技術鑒定。由此拉開了國內(nèi)研制液壓鑿巖機的序幕。相繼有北京科技大學、中南工業(yè)大學、長沙礦冶研究院、馬鞍山礦山研究院、中國礦業(yè)大學、煤炭科學院建井研究所、沈陽風動工具廠、天水風動工具廠、衢州鑿巖機廠和宣化風動工具等10多個單位開發(fā)研制液壓鑿巖機和配套鉆車[5]，到了九十年代末期,我國先后有YYG80、TYYG20、YYGJ145(仿Cop1038H)、YYT30、YYG30、GGT70、YYG80A、YYG90、YYG250A、CYY20(仿法國RPH200)、YYG90A和DZYG38B(仿Cop1238ME)等十二種機型通過了國家鑒定。其中沖擊能在150J以下的5種，其余的7種沖擊能均在150～250J之間?？摄@孔徑大部分在40～50mm之間，只有YYG250A、YYGJ145、TYYG20和DZYG38B型液壓鑿巖機可鉆孔徑大于50mm,最大可達120mm。其中已形成量產(chǎn)的主要有YYG80、YYT30和YYG90A三種機型。12種型號中除3種為測繪仿制國外當時市場銷售的機型外，其余都是我國自行研制的 [1] 。
由中南工業(yè)大學研究設計，廣東有色冶金機械廠制造的CGJ25-2Y型全液壓鉆車,裝配兩臺YYG90型液壓鑿巖機,，1988年在汝城鎢礦使用時，與鏟插式裝巖機、搭接式梭車組成掘進機械化作業(yè)線，創(chuàng)造了在214m×216m斷面中月進尺250m，掘進工效穩(wěn)步超過1m/工班的好成績，1991年在桓仁銅鋅礦創(chuàng)造過單臺單班進尺514～6m的好成績。
與法國水星系列液壓鉆車配套的HYD200和HYD300液壓鑿巖機由蓮花山有色冶金機械廠引進法國Eimco2Secoma公司技術生產(chǎn)，其國產(chǎn)化率已達95%，主要部件沖擊活塞壽命可達2萬m以上，各項指標均已達到國外同類機型的水平,已形成批量生產(chǎn)。
天水風動工具廠生產(chǎn)的CTJY12-3型全液壓輪胎式掘井鉆車配置三臺YYGJ145型大功率液壓鑿巖機、三個AB741型液壓鉆臂、AT1541型液壓推進器及一個AF321型液壓工作平臺，是我國最大的具有80年代世界先進水平的地下掘進鉆車。
從上述可以看出,我國液壓鑿巖機的發(fā)展走的是一條自主研發(fā)與引進消化國外技術相結(jié)合的道路,經(jīng)過幾十年的發(fā)展與探索已經(jīng)初步形成了自己的產(chǎn)品規(guī)格與系列,達到了一定水平。但大多數(shù)廠家生產(chǎn)的液壓鑿巖機穩(wěn)定性指標均在500m左右(不拆機檢修)，而世界先進水平的瑞典產(chǎn)品則規(guī)定為6000m。國內(nèi)只有中國地質(zhì)大學生產(chǎn)的DZYG38B型液壓鑿巖機樣機的工業(yè)性試驗才達到這一世界水平的指標[3]。因此，國內(nèi)液壓鑿巖機與國際先進水平尚存在很大差距，引進機型尚未完全國產(chǎn)化,其關鍵零部件仍依賴進口。究其原因主要有如下幾個問題:一是高速、高壓下的密封結(jié)構和支承活塞運動的前、后導向套的結(jié)構；二是活塞、釬尾、導向套和密封材料的選擇與應用,以及材料熱處理和高精度加工；三是蓄能器隔膜的材料及壽命等。從而導致零件壽命低，密封不可靠，內(nèi)外泄漏嚴重，以及活塞研缸和導向套咬合等故障，造成國產(chǎn)液壓鑿巖機可靠性指標下降。
根據(jù)平巷掘進作業(yè)和鉆孔布置的要求，以CGJ-2Y型全液壓鑿巖鉆車為例，來說明鑿巖鉆車必須具備的主要組成部分和它們的工作原理。鑿巖鉆車鉆臂8的運動方式為直角坐標式。利用擺臂油缸12可使轉(zhuǎn)柱套及鉸接在其上的鉆臂8與支臂油缸19繞轉(zhuǎn)柱10的軸線左右擺動；利用支臂油缸可使鉆臂繞鉸點上下擺動，從而使用托架5鉸接在鉆臂前端的推進器4作上下左右的擺動。推進器亦可借助俯仰油缸20和擺角油缸6作俯仰和左右擺動運動。推進器可使安裝在推進器滑架上的液壓鑿巖機前進或后退。鑿巖時，推進器將給鑿巖機以足夠的推進力。借助由支臂油缸、推進器俯仰角油缸和擺角油缸以及相應的液壓控制系統(tǒng)等組成的液壓平移機構，可以獲得相互平行的鉆孔。單獨控制俯仰油缸和擺角油缸時，可鉆鑿具有一定角度的傾斜孔。通過翻轉(zhuǎn)油缸使推進器繞油缸的軸心線翻轉(zhuǎn)，以便獲得靠近巷道兩側(cè)和底部的鉆孔。由于上述各機構的相互配合，即可在巷道斷面內(nèi)的任何部位鉆鑿各種方向的鉆孔。在推進器的前方安有釬桿托架2和頂尖3，借以保持推進器工作時的穩(wěn)定性。補償油缸7可使頂尖始終與工作面保持接觸。在鉆車車體上還布置著油箱與油泵站、操縱臺、車架與行走裝置、以及液壓、供電、供水、供氣等系統(tǒng)。為使車體在工作時保持平衡與穩(wěn)定，在車體上還裝有前后支腿18與15。
鑿巖臺車的發(fā)展趨勢
隨著電液比例技術和自動化技術的發(fā)展及其在鑿巖臺車上的應用，鑿巖臺車呈現(xiàn)出從機械化向自動化 、環(huán)?；?、多樣化發(fā)展的趨勢 。
鑿巖臺車的全自動化發(fā)展趨勢
隨著液壓控制和電子技術的發(fā)展和應用，鑿巖循環(huán)已實現(xiàn)自動化，即自動開孔、防卡釬、自動停機、自動退釬、臺車和鉆臂自動移位、定位以及遙控操作系統(tǒng)等。全自動化的臺車被稱為鑿巖機器人。由于這類鑿巖機器人主要用于隧道的開挖，又被稱為隧道鑿巖機器人。挪威、日本、法國、美國、英國、德國、芬蘭、瑞典及俄羅斯等國家的多家企業(yè)相繼參與了全自動化鑿巖機的研制工作。特別是近年來，液壓控制技術和計算機技術的結(jié)合更促進了鑿巖技術的進步，自動化鑿巖及自動鑿巖臺車也相繼出現(xiàn)，并已達到實用化的程度。
鑿巖臺車的環(huán)?；l(fā)展趨勢
為了降低噪聲，保護操作人員的健康和改善工作環(huán)境，一般選用液壓鑿巖機。這是因為液壓鑿巖機噪聲小，不會排出油霧和有害氣體。與氣動鑿巖機相比，液壓鑿巖機還具有動力消耗少、能量利率高、鑿巖效率高、沒有排氣噪聲等優(yōu)點。但是，液壓鑿巖機產(chǎn)生的噪聲聲壓級仍高于90dB(A)，達到100dB(A)左右，且聲能主要集中于1kHz一5kHz頻率段，仍在人耳敏感頻率范圍內(nèi)。若不采取噪聲防護措施，對施工人員的身體健康仍然有害。液壓鑿巖機的噪聲源主要有沖擊機構產(chǎn)生的噪聲、回轉(zhuǎn)機構產(chǎn)生的噪聲和釬頭破碎巖石產(chǎn)生的噪聲。液壓鑿巖機的噪聲主要由結(jié)構噪聲引起，液壓鑿巖機結(jié)構間隙、蓄能器參數(shù)、撞擊材料的特性以及連接件的松緊度等都是影響液壓鑿巖機噪聲的因素。要降低液壓鑿巖臺車的噪聲，應綜合采取多種措施。研究人員除了對液壓鑿巖機結(jié)構進行技術攻關、技術改造外，還在遠距離有線無線控制和設計研制全隔音駕駛室等方面取得了很大突破。
鑿巖臺車的多樣化發(fā)展趨勢
2009年世界上各大公司液壓鑿巖臺車的鉆臂、推進器和操縱系統(tǒng)等主要部件都已實現(xiàn)標準化和系列化。適用范圍廣，零件通用率高，可根據(jù)用戶的不同要求組裝成各種型式的臺車，實現(xiàn)了品種的多樣化，同時縮短了產(chǎn)品設計周期，產(chǎn)品更新?lián)Q代快。
國外大型臺車有定型和非定型兩類。定型臺車的工作斷面規(guī)格、鉆臂及其布置、鑿巖機、推進器配套規(guī)格，鉆臂安裝基座構件型式、鉆車底盤等均是定型的。當定型鉆車不能適應工程要求(主要是工作斷面、鑿巖生產(chǎn)率和臂數(shù)不足)時，則采用專門設計的非定型鉆車。它的主要工作部件如鉆臂、鑿巖機、推進器等與定型鉆車是通用的，不同之處在于根據(jù)用戶對掘進尺寸、形狀、掘進速度等不同的要求選配鉆臂數(shù)、鉆臂在斷面的布置、安裝基座構件型式、底盤型式、舉升工作平面數(shù)量、液壓系統(tǒng)等[8]。
另外為了適應各種施工的需要，鑿巖臺車還向著大型化和小型化的方向發(fā)展。
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