在露天采場礦巖內鑽鑿一定直徑和深度的定向爆破孔的作業(見彩圖)。鑽孔傾角通常為70°以上,也有打水準孔的,孔徑80~444mm,孔深10~20m或更深。主要穿孔方式有衝擊式、旋轉式和火力穿孔等。衝擊式穿孔利用衝擊作用破碎礦巖,形成孔眼,主要設備有鑿巖機(見鑽眼)、鋼絲繩衝擊鑽機和潛孔鑽機,1813年發現以蒸氣作動力的衝擊鑽,1855年風動活塞式鑽機出現,是現代衝擊式穿孔機的先驅。旋轉式穿孔是在軸向壓力作用下,鑽頭連續回轉鑿碎礦巖,主要設備有旋轉鑽機和牙輪鑽鉆機(見鉆井設備)。後者於1907年開始用於油井鉆進,1949年開始用於露天礦。火力穿孔的設備是火力鉆機,於1946年試驗成功。各種設備的適用條件同礦巖硬度和礦山規模有關。

用於露天礦穿孔作業的鉆機 宣化風動機械廠

  鉆機種類 ①鋼絲繩沖擊鉆機,用鋼絲繩懸吊1~3t的鉆具,向下沖擊,靠鉆頭重力鑿碎礦巖,隻能穿鑿垂直孔,效率低,已逐漸淘汰。②潛孔鉆機,50年代後期興起的一種風動沖擊式穿孔設備,孔徑80~250mm(圖1)。工作時鉆桿將帶有鉆頭的沖擊器送入孔內,沖擊器活塞打擊鉆頭,同時回轉鉆桿,當鉆桿降至行程終端時,再另接鉆桿繼續鉆進,直到要求的深度。行走機構有履帶式與輪胎式,適用於中小型礦山和鉆預裂孔(見爆破)。③牙輪鉆機,用牙輪鉆頭作鉆具的旋轉式穿孔設備,50處代後期用於露天礦。常用孔徑為230~380/mm(圖2)。作業時需完成旋轉、加壓、升降、排粉及換位等工作。行走機構多為履帶式,能在各種礦巖中穿孔,效率高,是當前露天穿孔設備的主要發展方向。鉆頭以三牙輪鉆頭居多,用合金鋼制成,其上的鑿刃用硬質合金,鉆頭的結構、形狀、尺寸視礦巖性質而定。④旋轉鉆機,用雙刃或多刃鉆頭作鉆具的旋轉式穿孔設備,主要用電力驅動。鉆孔時巖屑隨螺旋鉆桿帶出孔口或用壓氣吹出,鉆頭強度有限,隻適用於中硬以下的礦巖。⑤火力鉆機,噴射高溫高速火焰穿孔的設備,孔徑能靈活控制,在含矽量高的礦巖中穿孔效率高,但成本高,噪聲大,已逐漸被牙輪鉆機取代。

圖1 KQ-200 型潛孔鉆機

圖2 KY-250 型牙輪鉆機