牙轮钻机穿孔操作标准研究与应用

牙轮钻机穿孔操作标准研究与应用

于志明 杨喜斌

内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司

内蒙古包头市014080

摘要：牙轮钻机是矿山开采的主要钻孔设备，它是一种自行式钻孔设备，用牙轮钻头破岩，用压气排渣。因其钻孔效率高、成本低、安全可靠、使用范围广等优点，被广泛应用于煤炭、化工、冶金、建材等工业部门的大中型矿山钻凿炮孔作业。基于此，本文探讨了牙轮钻机穿孔操作标准研究与应用。

关键词：牙轮钻机；穿孔操作；标准

牙轮钻机是采矿穿孔的核心设备，钻机司机每天对钻机进行规范操作、精心维护和定期点检，以减少钻机操作故障及穿孔成本，从而延长关键部件使用寿命。通过对钻机穿孔作业标准的研究和应用，可消除钻机作业故障，杜绝出现钻机穿孔过载和野蛮作业责任事故，降低维护、作业成本，延长钻机关键部件的使用寿命，提高穿孔速度，降低穿孔成本，从而达到高质量运行目标。

一、牙轮钻机概述

牙轮钻机即一种钻孔设备，多用于大型露天矿山。半个世纪以来，露天穿孔设备经历了“磕头钻”、喷火钻、冲击(潜孔)钻的发展，最终牙轮钻机以钻孔孔径大、穿孔效率高等优点成为大中型露天矿目前普遍使用的穿孔设备。

二、牙轮钻机穿孔操作标准应用与研究

1、现场穿孔启动操作标准

1)穿孔前启动标准：启动前准备，钻机司机按钻机点检表项目点检确认无误后，在《钻机司机岗位点检操作运行表》中规范填写点检记录。更换、包扎和倒电缆时需进行相序试验方可启动。通知钻机上下所有操作人员做好送电准备，并确认全部人员知晓。

2)打开高压柜，启动钻机高压按钮。

3)启动钻机液压油泵或砂轮机，检查油泵或砂轮机旋转方向是否正转，进一步确认线路相序是否正确。

4)启动钻机辅助空压机，检查系统气压是否在0.5～0.8MPa间，冬季注意雾化器的排水情况，加入酒精，储气罐每班放水，防止其中的水冰裂设备本体。

2、采场行走操作标准

1)鸣笛且通知钻机上所有人员准备走钻，确认所有人员知晓。

2)启动钻机风泵，当系统气压达到0.5～0.8MPa时，进行钻杆提升作业，稳杆器提出导向套超过0.7m时停止钻杆提升。

3)启动钻机液压油泵，驱动液压缸伸出机械手柄，确保其卡住稳杆器。

4)交替收回钻机底盘下的千斤顶，先收高处后收低处，并确认千斤顶均已收到位。

5)打开主控电源和行走控制手柄或按下行程开关按钮，检查行走抱闸是否灵敏可靠。

6)确认钻机周围无千斤顶、氧气、乙炔瓶等设备设施，高压电缆放置在安全区域。钻机行走中，应不断确认环境安全，确保钻机与6000V高压线水平和垂直距离大于2m，距高陡边坡大于15m，钻机在高陡边坡边缘附近行走时，钻机外侧突出部分距高陡边坡顶线最小距离大于3m，距高压电缆安全距离大于1m。

7)钻机移动前，钻机下指挥员必须戴高压绝缘手套，带好电缆钩，确认工作环境安全后，方可指挥钻机行走,钻机到达指定位置并稳定钻机前，指挥钻机人员不得擅自离开，做与钻机行走无关的其他事情。

8)禁止在坡度大于10%的斜坡上行走；当钻机行走坡度超过5%时，应放下钻架，专人指挥，并采取防倾覆、拉拽措施。

9)钻机不应在斜坡道上停留太久，夜间照明不足时不应远距离行走。

10)钻机行走转向时，其最大角度不得超过20°,两轨板高差不得超过0.5m。

11)钻机穿凿第一排孔时，其中轴线与台阶坡顶线夹角不应小于45°。

12)因特殊原因钻机必须停留在坡道上时，应将其底盘下的千斤顶伸出，并调整钻机底盘水平，防止溜钻。

3、采场稳钻作业标准

1)启动钻机润滑油泵，检查润滑系统压力是否在2.5～10MPa间。

2)用钻机底盘千斤顶来支撑钻机总重量，千斤顶不能一次伸缩到位，先伸低后伸高，交替伸出，至少有一侧的履带和轨板着地。

3)调整钻机底盘，确保整体水平，检查其驾驶室水平仪指针是否在中间位置。

4)钻机稳钻时，应与台阶坡顶线保持足够的安全距离。也就是说，钻机底盘千斤顶中心距高陡边坡台阶顶线最小距离应大于2.5m，松软岩体应大于3.5m。钻机底盘千斤顶下不得垫石块(坡道作业除外)，并保证台阶坡面稳定性，防止钻机主架倾翻。

4、现场穿孔作业标准

1)接班后，观察钻机穿孔操作掌子面是否坚硬平整，行走半径内是否有障碍物，钻机与高压线的安全距离应大于2m，钻机与高陡边坡台阶边缘的安全距离应大于3m，钻机后部摆放电缆应至少有10m可退距离。

2)根据钻机功能精度标准，按当班点检项目完成钻机点检内容，确认钻机全功能高精度运行。

3)钻机司机在操作设备前，应佩戴标准防尘口罩，并持有操作证。学徒必须在师傅的监督下作业,严禁徒工独自作业,穿孔前应关好窗口。

4)钻机司机吹鸣笛后启动钻机，其履带与掌子接触面应保持平整，避免三条腿穿孔操作及底部挖空。穿孔前，检查钻机是否水平稳定。

5)钻机穿孔前先检查其水平是否平稳，然后闭合其主控开关刀闸，使离合器合闸开关至主提升位置，离合器合闸到低速提升位置，且收回液压机械手柄卡头，打开提升装置电源，检查钻机主提升抱闸是否灵活可靠，将钻机钻头缓慢放至岩石上，打开钻机主架下的防尘围裙。

6)启动钻机主空压机，调整压气排渣控制系统，系统排碴风压控制在0.2～0.4MPa，排渣风量控制在24～36m³/min。

7)打开钻机回转机构主令电源后，先打开其压气控制系统，供给高压风，再打开压水控制系统，供给除尘水，缓慢启动钻机回转机构转盘，使其开始穿孔,控制穿孔速度，钻杆速度不大于40r/min。

8)继续低速旋转钻机回转机构，当钻杆稳杆器进入岩层时，打开主起升机构抱闸，缓慢启动提升加压机构，使钻机提升/行走/加压开关置于加压位置，打开加压离合器开关，驱动加压马达,随地形缓慢调节加压溢流阀调速器手柄，逐渐增大钻机钻架装置穿孔轴向压力，控制最佳轴向压力为160～200kN，最大轴压力不超过350kN。

9)根据软硬岩程度，调整钻杆回转转速，使钻杆在极硬岩中的转速为40～60r/min，硬岩为50～70r/min，中硬、软岩为70～95r/min，从而达到穿孔效率、回转转速最佳的穿孔轴向压力。

10)钻机穿孔作业时，应每小时检查一次机房温度，当室温超过30℃,启动机房增压风机、液压油冷却风机，检查设备各部位有无泄漏、烧焦(空压机温度不得超过100℃、油压不低于0.2MPa)。

11)当牙轮钻头穿孔深度到位后，关闭除尘水，停止加压系统，打开提升机构，提升钻杆与钻头，注意旋转和提升同时进行，防止岩石夹住钻头，而且上下升降钻杆至少三次，然后提出钻杆，准备移动钻机穿第二个孔。

12)当钻机稳杆器提至距孔口1m时，关闭压气排碴控制系统，停止供高压风，关闭回转增压控制系统，停止回转，将稳杆器提出导向套0.7m时，停止提升，打开主提升抱闸系统，制动回转机构，伸出液压机械手柄头卡住钻杆，防止钻杆滑落。

13)钻机作业时，钻架平台上不得站人，非作业人员不得在平台周围停留。钻机与下台阶接近坡底线的两台钻机不得同时作业。

14)钻机穿孔作业或停留应避开挖掘机挖掘爆堆的最后一个穿孔带台阶，或挖掘机作业范围内爆堆台阶面上，相当于第一排孔位不应有钻机穿孔作业。因此，根据钻机现场穿孔作业标准，合理选择轴压力、钻杆回转转速、排排碴风量参数，可提高穿孔速度，延长钻头使用寿命，降低穿孔成本。

5、退钻作业标准

1)当钻机将钻杆提至距稳杆器导向套0.7m处时，关闭提升驱动系统并制动，启动液压油泵，驱动液压缸机械手柄头伸出手柄，当液压缸机械手柄头卡在稳杆器凹槽上时，关闭液压油泵，防止钻杆滑落。

2)收回钻机底盘下千斤顶，先收回高地，再收回低地，交替平衡将千斤顶收回复位，即千斤顶内外筒平行。

3)钻机鸣笛或通知行走移钻，为下一个岩石穿孔做准备。

参考文献：

[1]方必钓.牙轮钻机排碴用风参数探讨[J].矿山机械，2015(06).

[2]樊晋生.牙轮钻机穿孔操作标准研究与应用[J].有色设备，2020(04).