牙轮钻机穿孔操作标准研究与应用

李学军,秦学文,马腾,杨永旺

摘要：近年来作者对牙轮钻机采矿现场穿孔操作标准研究与应用,分析牙轮钻机现场穿孔操作标准的重要性,研究牙轮钻机在各种工况条件下的现场穿孔操作标准与理论差异,总结现场穿孔操作标准关键程序,延长牙轮钻机关键部件的使用寿命,解决穿孔操作故障频繁发生的技术难题,杜绝钻机司机过载及野蛮操作钻头断裂等事故发生,保证牙轮钻机安全、高效及稳定的运行,获得良好的经济效益,将在太钢矿山推广.

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。

1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160～200N，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。

2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。

3牙轮钻机液压传动系统故障特征

（一）故障复杂性特征

液压传动系统一旦发生故障，就会导致整个液压系统无法正常工作。因此，在日常工作中，需要注意对一些细微的故障进行排查和处理，只有这样才能及时发现问题，排除这些细微故障，保证整个系统的正常运转，进而改善整个系统的整体情况[3]。由于液压传动系统在工作过程中具有一定的复杂性，所以经常会出现一些细小的故障，而这些微小的故障往往对整个设备造成极大的危害，尤其是对液压机组的冲击更大。若是液压传动系统中出现装置松动或掉落，将会导致整个设备的损坏和瘫痪，因此工作人员一定要重视钻机液压系统中存在的一切问题，并及时处理。

（二）故障多样性特征

传统液压系统运行建立在各种功能结构之上，在运行过程中出现的故障一般不是单一性的，往往会出现明显的多样性特征。液压传动系统有着复杂的系统结构和多项功能，当液压系统长时间工作时，发生的故障也是受到不同因素影响所形成的，如液压问题等。如果液压装置出现了故障，就会影响到整个装置的液压传动效果，主要表现在液压油不正常流动、增大运行摩擦以及滚轮钻头出现严重噪音等方面。这些多样化故障需通过综合调查与测试，方能得到有效排除。

（三）隐蔽性特征

液压传动系统是轮式钻机中最重要的部件之一，它承担为机器提供动力的任务，液压状态是指在一定压力条件下，系统中各元件之间以及各元件与外界环境之间所形成的一个稳定而连续的空间，这个空间内充满了各种特殊介质，如果系统出现故障，可能会引起严重的后果，甚至造成人员伤亡。因此，在钻井过程中，必须保证液压系统能够可靠运行并具有足够的安全性

[2]。液压传动在实际运行过程中会受到多种因素的影响而出现不同程度上的故障，这些故障不仅会影响到系统的正常运转，还会引起其他相关设备的损坏和失效，并且由于液压传动系统的特殊性，当发生问题时很难及时发现，往往会造成多项环节无法正常工作，最终导致整个系统丧失其原有的工作特性从而引发系统故障，给工程操作实施带来较大影响。

4牙轮钻机液压系统故障处理措施

（一）液压系统振动和噪声故障处理

若是由于液压阀故障，导致液压系统出现振动或噪声，就要及时对存在缺陷的壳体进行更换，并对松动处进行紧固处理，同时要保持进油孔的洁净，及时排出空气，定时更换部件，避免零部件磨损严重[4]。如果是执行元件发生故障，则要及时更换马达并调整油缸轴承的间隙，对固定件进行检查与更换。除此之外也要保证回油管位置处于油面之下，及时添加液压油，并更换紧固吸油管密封件，以免系统中流入空气影响系统的正常运行。

（二）液压系统压力不足故障处理

一般情况下，液压系统压力不足是由以下两方面原因引起的，一是液压油缸的端盖处密封圈压实过紧或过松，需要将密封圈的松紧度控制在一定范围内。二是活塞与活塞杆的同轴度问题，间隙过大、过小或出现弯曲时都会造成磨损，此时应校正同轴度或是更换密封圈。这两方面是造成压力系统压力不足的主要原因，对于这些故障，要根据作业现场的具体情况更换配件，并提升各个部件连接的紧固度。除此之外针对控制元件发生的故障要在更换换向阀后调整阀芯，或直接更换锥形阀芯。当压力表等辅助元件出现损坏时，要及时更换并对系统中容易出现故障的部位加强检查力度，发现泵体出现缺陷就要及时更换。

结束语

牙轮钻机是工程领域中用途十分广泛的一种设备，在牙轮钻机工作过程中，液压传动系统是主要的动力来源之一，液压传动系统一旦发生故障，会严重影响到牙轮钻机作业条件和效率，甚至会导致整个系统无法正常工作。所以为了保证牙轮钻机能够正常稳定运行，必须要做好故障诊断工作。在故障维护中，要着重研究液压系统的故障成因，并针对其成因展开深入综合分析，并采取有效地预防措施，避免故障反复发生。

参考文献：

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

[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).

[3]张中华,李明帅. 多功能钻机液压系统故障分析与处理[J]. 设备管理与维修,2018,(24):99-101.

[4]吴晨. 牙轮钻机液压系统的故障分析[J]. 中国高新技术企业,2016,(13):80-81.