安百拓 | 你知道在巖石上鑽一個孔需要幾步?

安百拓 | 你知道在巖石上鑽一個孔需要幾步？

2018年07月05日 11:20 鐵甲工程機械網 責編：王玉衛 作者： 文/袁瑜 圖/賀彩宏

 

據說這是一個與「孔」有關的故事

【鐵甲網 原創】爆破、打錨杆，這些在基礎建設、礦山開挖等施工現場稀鬆平常的事情，都需要一道基礎的工序——那就是鑽孔。

鑽孔，在不同行業和應用中的說法都不相同，例如在露天礦山常把大直徑鑿巖稱為穿孔，而在煤炭系統則叫做鑽眼。不論叫什麼，我們已經習慣了使用鑽機，無論是風動的、液壓的還是柴動的、電動的，都只有一個目的——那就是能夠快速地在巖石上鑽孔。

鑽孔是個技術活

以前，鑽孔是一件高難度的工作。在工業革命之前，人們只能通過手工的方式用鑿子或鋼釺一點一點敲擊巖石將其粉碎，從而在巖石中摳出一個洞。而在工業革命之後，人類掌握了動力，同時對鑿巖鑽孔的需求也大大增加，各種鑿巖工具也應運而生。

工業時代的鑿巖工具延續了手工時代的原理，即用衝擊的方式來將巖石局部粉碎，從而在巖石中鑿出特定要求的孔。人們意識到，需要一種往復式的工具來使得釺頭間歇式地不斷衝擊巖石，於是研究出了利用各種動力的機械裝置，來實現這種衝擊。

一方面，對於垂直孔，出現了鋼絲繩衝擊鑽，俗稱磕頭鑽。另一方面，對於非垂直的孔，或者出於對更高效率的追求，人們很自然地想到了蒸汽機，畢竟工業革命在某種程度上就是蒸汽機推動的。

最早的蒸汽鑿巖機原理和蒸汽機工作原理類似，有一個活塞在汽缸裡做直線運動，通過滑動的閥門不斷改變進排氣的方向，實現活塞的往復動作，從而帶動連接在活塞上的釺杆和釺頭衝擊巖石。這種基本原理至今仍在廣泛應用。

但是蒸汽溫度高，使用不太方便，而且管道長了又存在降溫的問題，所以很快壓縮空氣就取代蒸汽用於鑿巖工具，於是出現了風動鑿巖機。

風動鑿巖機開啟大規模機械化鑽孔

早期的鑿巖機實用性較差，經過不斷改進，直到19世紀中葉開鑿阿爾卑斯山隧道時風動鑿巖機才真正得到實際應用。到20世紀初巴拿馬運河開鑿時，風動鑿巖機和鋼絲繩衝擊鑽都得以參與了這一偉大工程。

當然這一時期鑿巖機仍在不斷改進，包括：活塞與釺杆實現了分離，奠定了現代鑿巖機的基礎；而釺杆也改進成了空心結構，可以用高壓空氣或水來衝洗鑽孔；其他配套機構如轉釺機構、配氣閥等也得到改進。這些技術進步大大提高了鑿巖的效率。

此時的風動鑿巖機還是以手持式的為主，尺寸和重量受制於工人的體力。直到二戰前才出現氣腿式鑿巖機，不僅大大降低了勞動強度，也增加了推進力。

氣腿式鑿巖機的出現，為更加重型的鑿巖機鋪平了道路。隨著鑿巖機功率的不斷增大，出現了支架式鑿巖機，在二戰後又出現了多種自行式的鑿巖鑽機。

在歐洲和北美有多家企業都進入了風動鑿巖設備領域，其中瑞典阿特拉斯·科普柯和美國英格索蘭是其中的兩大翹楚，兩家公司都有移動空壓機業務，以及系列較為齊全的手持式、氣腿式及支架導軌式的風動鑿巖機。

自行式風動鑿巖鑽機

液壓技術再接力

雖然風動鑿巖機有很多優點，但隨著孔深的不斷增加，人們發現釺杆接頭處會損失很大的衝擊能量，而且作業環境惡劣，因此人們就想用液壓取代風動。

早在1932年美國英格索蘭公司就發明了潛孔式衝擊器，特點是將鑿巖機送入孔底，從而減少了能量損失。但液壓技術真正得到應用還是在二戰後，液壓技術軍轉民以後。其基本原理與前面所說的一致，仍然是壓力推動活塞往復運動，只是工質換成了液壓油。通過不斷改進，到了60年代，國外大型礦山已廣泛採用潛孔式鑿巖鑽機。

隨著更多的企業進入液壓鑿巖機領域，技術水平得到了迅猛的發展。液壓鑿巖機的優勢越發顯著，不僅能耗大大降低，鑽孔速度也得到大幅提高，還改善了作業環境。經過不斷改進，80年代液壓鑿巖機逐漸發展成熟，形成系列化並在很多場合開始取代風動鑿巖機。

液壓鑿巖機

現代鑿巖之勢  銳不可擋

液壓鑿巖機的廣泛應用還促進了各種自行式鑿巖鑽機的出現，液壓動力不僅可以用於鑿巖，也可以用於行走、推進、變幅、移位、換杆等動作，因此全液壓鑽機的出現不僅大大降低了勞動強度，相應地也提高了總體鑽孔效率。

FlexiROC D65全液壓潛孔式露天鑽機

為滿足更大尺寸孔徑的需求，潛孔式衝擊器也被應用在鑿巖鑽機上，鑿巖鑽機又分為頂錘式和潛孔式。

潛孔衝擊器

此外在大型礦山廣泛應用的還有牙輪鑽機，通過施加壓力和扭矩，用牙輪鑽頭直接碾壓巖石，產生局部破碎。牙輪在孔底滾動中連續地擠壓破碎巖石，並用壓縮空氣將巖渣吹出，直至形成鑽孔。

2004年，阿特拉斯·科普柯集團收購了英格索蘭的鑽機業務，從而獲得了牙輪鑽機產品線，使阿特拉斯·科普柯成為了產品系列最全的鑿巖設備製造商。

自20世紀90年代，液壓鑿巖機開始向大功率、高鑽速方向發展，自動化和遠程遙控也開始得到應用。

三臂電腦掘進鑽車配備臺車控制系統

提高鑽孔精度並減少超挖

進入21世紀，自動化和智能化進一步發展，如今的高端智能鑽機已經集成了各種先進技術，具備高度的自動化功能。

如今，全球領先的阿特拉斯·科普柯礦山與巖石開挖技術已變身安百拓 Epiroc，繼續引領著鑿巖設備行業的發展。

目前，安百拓的鑿巖鑽機產品代表著全球最高水平，在性能、效率、經濟性、靈活性、可靠性、智能化等各個方面都堪稱卓越，豐富的產品線也為不同需求的用戶提供了最適合的選擇。

SmartROC系列鑽機將智能控制與強勁動力有效結合，大大簡化了操作，減少了非鑽進時間。SmartROC D65鑽機可以通過BenchREMOTE遠程操作工作站進行遠程管理。即使在危險區域，操作人員也可以在安全區域進行遠距離操作，而且一名操作人員可以同時控制3臺鑽機，顯著提高生產力。

BenchREMOTE 遠程操作工作站

在澳大利亞的一處礦區，操作人員可以在距離鑽機1347公裡以外的珀斯(Perth)通過遠程操作站來操作一臺安百拓Pit Viper 鑽機。從理論上講，我們已經可從世界上任何地方的控制站遠程操作鑽機。

在1300公裡以外遠程操作鑽機

無論是在露天還是地下，操作人員都可以呆在舒適的駕駛室甚至在辦公室裡進行控制，成孔質量和效率也消除了人為因素的影響，而且人員的安全性也大大提高。

即使在地下鑽孔，操作環境也非常舒適

環保和節能也處處體現在產品的設計理念中。地下零排放、更清潔的空氣、更低的噪音和更少的熱量，這就是使用電池所帶來的顯而易見的好處。此外，自動通風裝置（VOD）通過感應空氣品質按需調節通風量，顯著減少能源消耗。

電池版鏟運機無尾氣排放，清潔環保

自動通風裝置（VOD）按需通風，節能降耗

通過安百拓Certiq遠程信息處理系統更可以輕鬆管理設備機隊。基於無線數據傳輸或遠程信息處理技術，Certiq可提供實時數據，隨時隨地監測自己機器的性能，統籌安排鑽孔作業，掌控全局。

Certiq遠程信息處理系統

現在，安百拓的許多客戶已經開始了數位化進程，還有許多客戶不久也將實行數位化，安百拓的目標是在此過程中為他們提供支持，並滿足他們對網絡安全和集成解決方案方面增長的需求。

2017年，安百拓收購了 Mobilaris MCE 公司的股份，從而能夠為客戶提供礦山智能系統解決方案，幫助客戶全面了解礦山作業、實時定位和車輛、設備和人員狀態信息等。

Mobilaris 礦山智能系統

智能化與高效工具的結合

無疑給採礦方式帶來一場革命

在巖石上鑽孔，從未像現在這樣簡單。

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