安百拓|你知道在岩石上钻一个孔需要几步?
据说这是一个与“孔”有关的故事
爆破、打锚杆,这些在基础建设、矿山开挖等施工现场稀松平常的事情,都需要一道基础的工序——那就是钻孔。
钻孔,在不同行业和应用中的说法都不相同,例如在露天矿山常把大直径凿岩称为穿孔,而在煤炭系统则叫做钻眼。不论叫什么,我们已经习惯了使用钻机,无论是风动的、液压的还是柴动的、电动的,都只有一个目的——那就是能够快速地在岩石上钻孔。
钻孔是个技术活
以前,钻孔是一件高难度的工作。在工业革命之前,人们只能通过手工的方式用凿子或钢钎一点一点敲击岩石将其粉碎,从而在岩石中抠出一个洞。而在工业革命之后,人类掌握了动力,同时对凿岩钻孔的需求也大大增加,各种凿岩工具也应运而生。
工业时代的凿岩工具延续了手工时代的原理,即用冲击的方式来将岩石局部粉碎,从而在岩石中凿出特定要求的孔。人们意识到,需要一种往复式的工具来使得钎头间歇式地不断冲击岩石,于是研究出了利用各种动力的机械装置,来实现这种冲击。
一方面,对于垂直孔,出现了钢丝绳冲击钻,俗称磕头钻。另一方面,对于非垂直的孔,或者出于对更率的追求,人们很自然地想到了蒸汽机,毕竟工业革命在某种程度上就是蒸汽机推动的。
蒸汽凿岩机原理和蒸汽机工作原理类似,有一个活塞在汽缸里做直线运动,通过滑动的阀门不断改变进排气的方向,实现活塞的往复动作,从而带动连接在活塞上的钎杆和钎头冲击岩石。这种基本原理至今仍在广泛应用。
但是蒸汽温度高,使用不太方便,而且管道长了又存在降温的问题,所以很快压缩空气就取代蒸汽用于凿岩工具,于是出现了风动凿岩机。
风动凿岩机开启大规模机械化钻孔
早期的凿岩机实用性较差,经过不断改进,直到19世纪中叶开凿阿尔卑斯山隧道时风动凿岩机才真正得到实际应用。到20世纪初巴拿马运河开凿时,风动凿岩机和钢丝绳冲击钻都得以参与了这一伟大工程。
当然这一时期凿岩机仍在不断改进,包括:活塞与钎杆实现了分离,奠定了现代凿岩机的基础;而钎杆也改进成了空心结构,可以用高压空气或水来冲洗钻孔;其他配套机构如转钎机构、配气阀等也得到改进。这些技术进步大大提高了凿岩的效率。
此时的风动凿岩机还是以手持式的为主,尺寸和重量受制于工人的体力。直到二战前才出现气腿式凿岩机,不仅大大降低了劳动强度,也增加了推进力。
气腿式凿岩机的出现,为更加重型的凿岩机铺平了道路。随着凿岩机功率的不断增大,出现了支架式凿岩机,在二战后又出现了多种自行式的凿岩钻机。
在欧洲和北美有多家企业都进入了风动凿岩设备领域,其中瑞典阿*·科普柯和美国英格索兰是其中的两大翘楚,两家公司都有移动空压机业务,以及系列较为齐全的手持式、气腿式及支架导轨式的风动凿岩机。
FlexiROC D65全液压潜孔式露天钻机
为满足更大尺寸孔径的需求,潜孔式冲击器也被应用在凿岩钻机上,凿岩钻机又分为顶锤式和潜孔式。
2004年,阿*·科普柯集团收购了英格索兰的钻机业务,从而获得了牙轮钻机产品线,使阿*·科普柯成为了产品系列全的凿岩设备制造商。
自20世纪90年代,液压凿岩机开始向大功率、高钻速方向发展,自动化和远程遥控也开始得到应用。
三臂电脑掘进钻车配备台车控制系统
提高钻孔精度并减少超挖
进入21世纪,自动化和智能化进一步发展,如今的智能钻机已经集成了各种*技术,具备高度的自动化功能。
如今,的阿*·科普柯矿山与岩石开挖技术已变身安百拓 Epiroc,继续着凿岩设备行业的发展。
目前,安百拓的凿岩钻机产品代表着水平,在性能、效率、经济性、灵活性、可靠性、智能化等各个方面都堪称,丰富的产品线也为不同需求的用户提供了适合的选择。
SmartROC系列钻机将智能控制与强劲动力有效结合,大大简化了操作,减少了非钻进时间。SmartROC D65钻机可以通过BenchREMOTE远程操作工作站进行远程管理。即使在危险区域,操作人员也可以在安全区域进行远距离操作,而且一名操作人员可以同时控制3台钻机,显著提高生产力。
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