馬威，周志鴻，馬飛，耿曉光

（北京科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院，北京 100083）

1 產(chǎn)品名稱辨析的必要

在土石方工程、 隧道工程與礦山機(jī)械行業(yè)內(nèi)，經(jīng)常出現(xiàn)“鉆機(jī)”、“鉆車”與“臺(tái)車”這些名稱，同一個(gè)產(chǎn)品，例如潛孔鉆孔設(shè)備，大多數(shù)人稱為“鉆機(jī)”[1，2，3，4]，也有人稱“鉆車”[5，6，7]；頂錘式鑿巖設(shè)備，有人稱為“鑿巖臺(tái)車”，也有人稱為“鉆車”，還有人稱“鉆機(jī)”，各行其是，很不統(tǒng)一。

產(chǎn)品名稱使用的混亂狀態(tài)，不利于社會(huì)商品統(tǒng)計(jì)管理，也不利于技術(shù)交流與商業(yè)交流，不利于計(jì)算機(jī)名詞搜索，更不利于開展產(chǎn)品的電子商務(wù)。

孔子曰 “名不正則言不順， 言不順則事不利”《論語·子路》。 “正名”是社會(huì)交流的需要，也是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢。 本文對(duì)“鉆機(jī)”、“鉆車”與“臺(tái)車”的含義與使用范圍進(jìn)行探討，供生產(chǎn)者、銷售者、使用者、行業(yè)管理者參考，不當(dāng)之處，歡迎讀者討論和指正， 以期逐步規(guī)范產(chǎn)品的名稱，使得每一類鉆孔機(jī)械產(chǎn)品只有一個(gè)正式的書面名稱。

2 鉆孔原理

2.1 沖擊式鉆孔原理

沖擊式原理適用于中硬以上巖石中鉆孔，采用沖擊式方法鉆孔的設(shè)備有氣動(dòng)鑿巖機(jī)、液壓鑿巖機(jī)、潛孔鉆機(jī)、鋼繩沖擊式鉆機(jī)等[8]。 沖擊式鉆孔又可以分為2 種方式：潛孔式鉆孔與頂錘式鉆孔。

2.1.1 潛孔式鉆孔原理

潛孔沖擊式鉆孔原理見圖1，潛孔式鉆孔是把產(chǎn)生沖擊作用的沖擊器安裝在鉆桿的底部，直接沖擊鉆頭，進(jìn)行鉆孔的方式。

圖1 潛孔沖擊式鉆孔原理

2.1.2 頂錘沖擊式鉆孔原理

頂錘沖擊式鉆孔原理見圖2，頂錘式鉆孔是把產(chǎn)生沖擊作用的鑿巖機(jī)安裝在鉆桿的頂部，直接沖擊鉆桿， 沖擊能量通過鉆桿傳遞到鉆頭，進(jìn)行鉆孔的方式。

圖2 頂錘沖擊式鉆孔原理

2.2 切削式鉆孔原理

切削鉆孔原理見圖3，切削式原理適用在土壤或軟巖中鉆孔，采用切削式方法鉆孔的設(shè)備有切削鉆機(jī)，旋挖鉆機(jī)，煤電鉆，煤礦錨桿鉆機(jī)等。因?yàn)榍邢髯饔弥饕啃D(zhuǎn)扭矩產(chǎn)生，故也稱為旋轉(zhuǎn)切削鉆孔。

圖3 旋轉(zhuǎn)切削式鉆孔原理

2.3 碾壓鉆孔原理

碾壓原理適用于中硬以下巖石鉆孔，牙輪鉆機(jī)是應(yīng)用碾壓原理鉆孔的，牙輪鉆頭鉆孔過程如圖4 所示。 鉆機(jī)通過鉆桿連接著牙輪鉆頭，并通過鉆桿加壓使鉆頭與巖石接觸。 同時(shí)，在鉆桿的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作下，使鉆頭上帶柱齒的牙輪滾動(dòng)，通過與巖石接觸的柱齒，傳遞振動(dòng)沖擊和壓入力，使巖石破碎。 此種鉆孔方式是把振動(dòng)沖擊壓碎作用和剪切碾碎作用相結(jié)合，所以稱為碾壓鉆孔，因?yàn)檠垒喸趲r石上滾動(dòng)， 也可以稱為滾壓鉆孔。 煤礦掘進(jìn)機(jī)、隧道掘進(jìn)機(jī)都應(yīng)用碾壓破碎巖石的原理。

2.4 振動(dòng)式鉆進(jìn)原理

圖4 牙輪碾壓式鉆孔原理

振動(dòng)式鉆進(jìn)原理見圖5，振動(dòng)式鉆進(jìn)適用在土壤或軟巖中鉆進(jìn)，采用振動(dòng)式方法鉆進(jìn)的設(shè)備有聲波鉆機(jī)、超聲波鑿巖機(jī)等。

圖5 聲波振動(dòng)鉆進(jìn)原理

2.5 多種原理的聯(lián)合作用

沖擊式、切削式、碾壓式與振動(dòng)式方法是在巖石或土壤中鉆孔的4 種基本方式。實(shí)際鉆孔設(shè)備一般都是幾種原理的聯(lián)合作用。例如液壓鑿巖機(jī)鉆孔以沖擊作用為主，輔以切削作用。 聲波鉆機(jī)是以振動(dòng)作用為主，振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)切削和碾壓原理的聯(lián)合作用鉆孔。

3 鉆孔、穿孔與鑿巖的區(qū)別

3.1 鉆孔

無論是土方石方工程，還是隧道和礦山開挖工程； 也無論是沖擊式還是切削式還是振動(dòng)式，只要是打孔作業(yè)，都可以稱為鉆孔。

3.2 穿孔

在露天礦山和地下礦山的巖石開挖作業(yè)中，也可以將鉆孔稱為穿孔[9]。

3.3 鑿巖

沖擊式鉆孔和以沖擊作用為主的鉆孔作業(yè)，可以稱為鑿巖。 采用其他鉆孔原理的設(shè)備，如切削式與振動(dòng)式等鉆孔作業(yè)，不能稱為鑿巖。

4 潛孔沖擊器、鑿巖機(jī)與動(dòng)力頭的定義

4.1 潛孔沖擊器的定義

顧名思義，采用潛孔沖擊式原理進(jìn)行鉆孔的器具稱為潛孔沖擊器。 潛孔沖擊器簡稱為沖擊器，英文為“down the hole hammer”，因此也稱為潛孔錘。GB/T 6247 把潛孔沖擊器定義為“裝在鉆桿前端，潛入孔底進(jìn)行鑿巖的器具”，完全準(zhǔn)確。

4.2 鑿巖機(jī)的定義

采用頂錘沖擊式原理進(jìn)行鉆孔的機(jī)具稱為鑿巖機(jī)。 鑿巖機(jī)分為氣動(dòng)鑿巖機(jī)和液壓鑿巖機(jī)；又可以分為手持式鑿巖機(jī)、支腿式鑿巖機(jī)、導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)等。

GB/T 6247 把鑿巖機(jī)定義為 “具有沖擊和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于鉆鑿巖孔的機(jī)器”，大體正確，但是不夠準(zhǔn)確。 有以下三點(diǎn)可商榷：

（1）不應(yīng)稱為機(jī)器，應(yīng)稱為器具或機(jī)具，因?yàn)殍弾r機(jī)結(jié)構(gòu)組成相對(duì)簡單，沒有動(dòng)力部分，需要從外界輸入液壓動(dòng)力或氣壓動(dòng)力。

（2）應(yīng)強(qiáng)調(diào)以沖擊作用為主，回轉(zhuǎn)切削作用為輔。 以回轉(zhuǎn)切削為主，沖擊作用為輔進(jìn)行鉆孔的機(jī)具一般都稱為動(dòng)力頭，不能稱為鑿巖機(jī)。

（3）沒有指出，鑿巖機(jī)只能應(yīng)用于頂錘式鉆孔。 潛孔沖擊器雖然是沖擊鉆孔，但是不能稱為鑿巖機(jī)。

4.3 動(dòng)力頭的定義

輸出扭矩與轉(zhuǎn)速的機(jī)具稱為動(dòng)力頭，動(dòng)力頭的體積、重量、輸出扭矩、功率都遠(yuǎn)大于鑿巖機(jī)。動(dòng)力頭一般用于旋挖鉆機(jī)、管棚鉆機(jī)、錨桿鉆機(jī)的鉆孔作業(yè)。

5 鉆機(jī)、鉆車與臺(tái)車的定義

5.1 鉆機(jī)的定義

鉆機(jī)的內(nèi)涵最為廣泛， 泛指所有鉆孔設(shè)備。凡能在土壤或巖石中鉆孔的設(shè)備都可以稱為鉆機(jī)，不論是沖擊式、切削式、碾壓式、振動(dòng)式或聯(lián)合式鉆孔，也不論是移動(dòng)式鉆孔設(shè)備，還是固定式鉆孔設(shè)備，如石油鉆機(jī)、地質(zhì)取芯鉆機(jī)等等，都可以稱為鉆機(jī)。

GB/T 6247 把鉆機(jī)定義為 “主要靠回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行鉆巖孔的機(jī)器”，將鉆機(jī)的內(nèi)涵大大縮小了，這樣就將潛孔沖擊式與頂錘沖擊式鉆孔設(shè)備都排除在鉆機(jī)之外了。 這與我國實(shí)際情況不符。 我國大多數(shù)廠家與用戶，將潛孔沖擊式鉆孔設(shè)備稱為潛孔鉆機(jī)。我國著名的“鉆機(jī)之鄉(xiāng)”——張家口宣化區(qū)主要生產(chǎn)潛孔沖擊式鉆機(jī)。 建議在GB/T 6247 修訂時(shí)予以修改。

5.2 鉆車的定義

GB/T 6247 把鉆車定義為 “供鑿巖機(jī)鉆鑿巖孔的車”。按照此定義，只有采用頂錘沖擊式鑿巖鉆孔的車才可以稱為鉆車，潛孔鉆孔設(shè)備不能稱為潛孔鉆車。 這和 GB/T 1590 發(fā)生矛盾，GB/T 1590 在鉆車的類別中，含有露天潛孔鉆車、露天中壓潛孔鉆車、露天高壓潛孔鉆車與露天液壓潛孔鉆車等多個(gè)產(chǎn)品名稱[10]。

將“鉆車”定義為“車”，未必妥當(dāng)。 在 GB/T 6104-2005/ISO 5053：1987，機(jī)動(dòng)工業(yè)車輛的分類中，包含搬運(yùn)車、牽引車、推頂車、堆垛車和叉車等等，但不含鉆車這一類[11]。

英文有“drill rig”、“drill Jumbo”等詞匯表示鉆孔設(shè)備[12，13]，并沒有“車輛” 的含義，表示車輛的英文詞匯有“vehicle”、“car”、“truck”等。 在國際上，也很少見到用“vehicle”來表述自行式鉆孔設(shè)備的相關(guān)報(bào)道。

“rig”有“鉆機(jī)、鉆架、鉆塔、臺(tái)”的含義，在英語中泛指一切鉆機(jī)。

“Jumbo”有“龐然大物”的含義，相對(duì)于手持式鑿巖機(jī)和支腿式鑿巖機(jī)，單臂、雙臂和三臂鑿巖臺(tái)車當(dāng)然是龐然大物了，所以“Jumbo”可譯為鑿巖臺(tái)車。

“wagon”本意是“四輪馬車”，也指貨車或火車的車廂。 后來，Wagon 演變成一種轎車車型的代稱。 在目前的國外鉆機(jī)公司英語資料中，幾乎見不到用“wagon”表示鉆機(jī)。

建議將行駛速度較快的自行式鉆孔設(shè)備定義為鉆車， 比如行駛速度大于30 km/h 鉆孔設(shè)備稱為鉆車，例如汽車改裝的鉆機(jī)，可以稱為鉆車。

5.3 鑿巖臺(tái)車的定義

地下頂錘沖擊式鑿巖鉆孔設(shè)備稱為鑿巖臺(tái)車，地下施工設(shè)備還有錨桿臺(tái)車、混凝土噴射臺(tái)車與撬毛臺(tái)車等等，簡稱為臺(tái)車。

鑿巖臺(tái)車的內(nèi)涵最為狹窄，僅有地下頂錘沖擊式鑿巖設(shè)備。地下頂錘沖擊式鑿巖設(shè)備又可以細(xì)分為隧道掘進(jìn)臺(tái)車、巷道掘進(jìn)臺(tái)車、采礦臺(tái)車等，“臺(tái)車”雖然也含有“車”字，但是強(qiáng)調(diào)了一個(gè)“臺(tái)”字，在這個(gè)平臺(tái)上，可以安裝一個(gè)鉆臂或兩個(gè)鉆臂或三個(gè)及以上鉆臂進(jìn)行鉆孔作業(yè)。

GB/T 6247 的術(shù)語中不含“鑿巖臺(tái)車”，實(shí)際上“鑿巖臺(tái)車”這一名詞使用十分廣泛。 在鐵路隧道開挖、地下礦山采掘工程中尤為普遍，已經(jīng)約定俗成。 建議今后標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)將鑿巖臺(tái)車進(jìn)行定義。

露天頂錘沖擊式鉆孔設(shè)備一般稱為鉆機(jī)，不宜稱為鑿巖臺(tái)車，這也是約定俗成。

6 結(jié)論

常用鉆孔設(shè)備的名稱整理如下：

（1）固定式鉆孔設(shè)備只能稱為鉆機(jī)；

（2）采用牙輪鉆頭的鉆孔設(shè)備只能稱為牙輪鉆機(jī)；

（3）旋轉(zhuǎn)切削式鉆孔設(shè)備應(yīng)稱為鉆機(jī)，如切削鉆機(jī)，旋挖鉆機(jī)等；

（4） 采用動(dòng)力頭進(jìn)行鉆孔的設(shè)備應(yīng)稱為鉆機(jī)，如管棚鉆機(jī)等；

（5）潛孔沖擊式鉆孔設(shè)備宜稱為潛孔鉆機(jī)；

（6）露天頂錘沖擊式鉆孔設(shè)備宜稱為露天頂錘式鉆機(jī)；

（7）隧道和地下頂錘沖擊式鉆孔設(shè)備宜稱為鑿巖臺(tái)車；

（8）汽車改裝的鉆孔設(shè)備宜稱為鉆車；

（9）行駛速度很慢，如小于10 km/h，宜稱為鉆機(jī)。

[1]趙宏強(qiáng)，林宏武，何清華.山河智能一體化液壓潛孔鉆機(jī)[J].鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具，2006（1）：1-7.

[2]趙宏強(qiáng)，林宏武，陳欠根，何清華. 國內(nèi)外液壓潛孔鉆機(jī)發(fā)展概況[J].工程機(jī)械與維修，2006（4）：72-73.

[3]趙宏強(qiáng)，李美香，高斌，何清華. 潛孔鉆機(jī)鑿巖過程自動(dòng)防卡鉆理論與方案研究[J]. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2008（6）：739-743.

[4]陳舉師，蔣仲安，姜蘭，王明. 露天礦潛孔鉆機(jī)泡沫發(fā)生器及其流量特性的實(shí)驗(yàn)研究 [J]. 煤炭學(xué)報(bào)，2015，S1：132-138.

[5]崔丕英.CLQG15 型履帶式高壓潛孔鉆車[J].鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具，2004（1）：36-37.

[6]何軍.TC308 型高氣壓露天履帶式潛孔鉆車[J].工程機(jī)械，2004（6）：7-8.

[7]藍(lán)梅.ROC460PC 型潛孔鉆車履帶行走裝置制造中的問題處理[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2013（4）：95-97.

[8]周志鴻，馬飛等.地下鑿巖設(shè)備[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

[9]中國水利水電工程總公司.工程機(jī)械使用手冊(cè)[K].中國水利水電出版社，1998，8.

[10]JB/T 8550-2011，履帶式露天鉆車[S].

[11]GB/T 6104-2005，機(jī)動(dòng)工業(yè)車輛術(shù)語[S].

[12]Li Lianggang，Zhang Bing，Luo Qiang. Study on Vibration Frequency and Rock Fragmentation Effect of Sonic Drill Rig[J].Procedia Engineering，2014，73.

[13]Anonymous. Drill Jumbo Graphic Display Aids Operator Accuracy[J].Engineering and Mining Journal，2009，2104.