牙轮钻机穿孔操作标准研究与应用

李国强、蔡源、李志权

内蒙古包头市014080

摘要：牙轮钻机是采场矿岩的主要冲孔设备，属于回转式和冲击式破碎。它主要用于冲压岩石和矿石，然后进行爆破和挖掘。也广泛应用于大型水利建设工程中的岩石冲孔作业。

关键词：牙轮钻机操作现状;现场穿孔操作标准研究与应用;预防措施；

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。

一、牙轮钻机现场穿孔启动操作标准

牙轮钻机穿孔前启动标准: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》规范填写点检记录。更换、包扎、倒电缆时必须作相序试验方可启动。通知牙轮钻机上下所有操作人员准备送电，并确认所有人员知晓。打开高压柜，启动牙轮钻机高压按钮。启动牙轮钻机液压油泵或者砂轮机，检查油泵或者砂轮机旋转方向是否正转，进一步确认线路相序是否正确。启动牙轮钻机辅助空压机，检查系统气压是否在0.5～0.8 MPa之间，注意冬季雾化器放尽水，加入酒精，储气罐每班放水，防止储气罐内有水冻裂设备本体。

二、牙轮钻机采场行走操作标准

鸣笛并且通知牙轮钻机上面所有人员准备走钻，并确认所有人员知晓。启动牙轮钻机风泵，当系统风压达到0.5～0.8 MPa，进行钻杆提升作业，当稳杆器提出导向套0.7 m以上时停止钻杆提升。启动牙轮钻机液压油泵，驱动液压缸伸出机械手柄，保证机械手柄卡住稳杆器。交替收回牙轮钻机底盘下面的千斤顶，先收高处后收低处，确认四个千斤顶全部收到位。打开主控电源，打开行走控制手柄或按行走开关按钮，检查行走抱闸是否灵敏可靠。确认牙轮钻机周围无工具，如千斤顶、氧气、乙炔瓶等设备设施，高压电缆摆放在安全地带，钻机行走过程中要不断进行环境安全确认，确保钻机距6 000 V高压线水平、垂直距离大于2 m，距高陡边坡距离大于15 m，钻机靠近高陡边坡台阶边缘行走时，钻机外侧突出部分至高陡边坡台阶坡顶线的最小距离大于3 m，钻机距高压电缆距离大于1 m安全距离。牙轮钻机下面指挥人员在钻机移动前，必须戴好高压绝缘手套，拿上电缆钩，确认作业环境安全后，方可指挥牙轮钻机行走，指挥钻机行走人员在牙轮钻机到达指定位置，稳好钻机前，不得擅自离开去做其他与钻机行走无关的事情。牙轮钻机禁止在坡度超过10%的坡面上行走;钻机行走坡度超过5%时，应放下钻架，由专人指挥，并采取防倾覆和拉拽措施。牙轮钻机不应长时间在斜坡道上停留，在没有充足的照明时，夜间不应远距离行走。牙轮钻机行走转向时，行走转向最大角度每次不准超过20°，两轨板高差不得超过0.5 m。牙轮钻机穿凿第一排孔时，钻机的中轴线与台阶坡顶线的夹角不小于45°。由于特殊原因牙轮钻机必须在坡道停留时，必须把牙轮钻机底盘下面自带四个千斤顶伸出，并调整钻机底盘水平，防止溜钻。

三、牙轮钻机采场稳钻作业标准

1.启动牙轮钻机润滑油泵，检查润滑系统压力是否在2.5～10MPa之间。用牙轮钻机底盘下面自四个带千斤顶支撑钻机整体重量，千斤顶不能一次伸缩到位，要先伸低处，后伸高处，交替伸出，至少一侧行走履带及轨板着地(注意选择角度将钻机稳定在坚硬牢固的岩石上)。调整牙轮钻机底盘保证整体水平，检查牙轮钻机驾驶室内水平仪指针是否在中心位置。牙轮钻机稳钻时，应与台阶坡顶线保持足够的安全距离。即牙轮钻机底盘千斤顶中心至高陡边坡台阶坡顶线的最小距离大于2.5m，松软岩体应大于3.5m。牙轮钻机底盘千斤顶下不应垫石块(坡道作业除外)，并确保台阶坡面的稳定，防止钻机主架倾翻。

2.牙轮钻机现场穿孔作业标准。牙轮钻机现场穿孔操作安全标准，接班后观察牙轮钻机穿孔操作掌子面是否坚硬平整，行走半径内有无障碍，牙轮钻机与高压线安全距离应大于2m，钻机与高陡边坡台阶边缘安全距离应当大于3m，钻机后部摆放电缆至少要有10m可退距离(爆堆顶部有大块执行钻机防砸预案，地形松软执行钻机防塌陷预案)。牙轮钻机功能精度标准，按照当班点检项目完成牙轮钻机点检内容，确认牙轮钻机全功能高精度运行。牙轮钻机司机应当配戴标准KN95防尘口罩，持操作证方可操作设备，徒工必须在师傅的监护下操作，严禁徒工单人上岗，穿孔作业操作前把窗户关好。牙轮钻机司机鸣笛示意后启动钻机，钻机履带与掌子面接触面保持平整，避免三条腿穿孔操作，避免底部挖空。穿孔前，检查牙轮钻机是否保持水平稳定。牙轮钻机穿孔作业前首先检查是否水平稳定牙轮钻机，然后闭合牙轮钻机主控开关刀闸，使离合器合闸开关至主提升位置，离合器合闸至低速提升位置并且收回液压机械手柄卡头，打开提升装置电源，检查牙轮钻机主提升抱闸是否灵活可靠，把牙轮钻机钻头缓慢放到岩石上，并打开钻机主架下面的防尘围裙。启动牙轮钻机主空压机，调节压气排碴控制系统，系统排碴风压控制为0.2～0.4 MPa，排碴风量控制为24～36 m3/min(注意启动前盘动空压机对轮，检查运转是否灵活)。打开牙轮钻机回转机构主令电源后，先打开钻机压气控制系统送高压风，后打开钻机压水控制系统送除尘水，缓慢启动牙轮钻机回转机构转盘，使牙轮钻头开始穿孔，要控制开始穿孔转速，钻杆转速不高于40 r/min。继续低速旋转牙轮钻机回转机构，当牙轮钻杆的稳杆器进入岩层后，打开主提升机构抱闸，缓慢启动提升加压机构，使牙轮钻机提升/行走/加压开关打在加压位置，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，逐步增加牙轮钻机钻架装置穿孔轴向压力，控制最佳轴压力F=160～200 kN，最大轴压力不超过350 kN。根据岩层软硬程度调整牙轮钻杆回转转速，保证极硬矿岩牙轮钻杆回转转速为40～60 r/min，硬矿岩回转转速为50～70 r/min，中硬和软矿岩回转转速为70～95 r/min，达到穿孔效率、回转转速最佳的穿孔轴向压力。牙轮钻机作业时，其钻架平台上不应当站人，非操作人员不应在其周围停留，牙轮钻机与下部台阶接近坡底线的牙轮钻机，两台牙轮钻机不应当同时作业。牙轮钻机穿孔作业或停留应当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的爆堆台阶面上，相当于第一排孔位地带不应有钻机穿孔作业。因此，按照牙轮钻机现场穿孔作业标准，合理的选配轴压力、钻杆回转转速和排碴风量这三个重要参数，就能提高穿孔速度、延长牙轮钻头使用寿命和降低穿孔成本。

3.牙轮钻机退钻作业标准。牙轮钻机提起钻杆至稳杆器出导向套0.7m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，关闭液压油泵，目的防止牙轮钻杆滑落。收回牙轮钻机底盘下面四个千斤顶，先收地势高处，后收地势低处，交替平衡将千斤顶收回复位，即千斤顶内筒与外筒平行。牙轮钻机鸣笛或通知行走移钻，准备下一个岩石穿孔。当牙轮钻机打完一个孔后，必须行走移钻或旋转钻机，到二个孔位置布孔，然后打第二个孔，每次旋转钻机最大角度不应超20°，牙轮钻机行走时，两轨板高低差不应超过0.5 m，行走移钻到指定位置，准备第二次穿孔，如此循环反复，直到穿完10排孔，一般每排10个，即10排×10个/排，一般爆区合计穿孔100个左右。

总之，通过对钻机穿孔操作标准研究与应用，消除钻机操作故障，杜绝钻机穿孔过载及野蛮操作责任事故发生，减少维护费用及运行成本，延长钻机关键部件使用寿命，提高穿孔速度和降低穿孔成本，达到高质量运行目标。

参考文献：

[1]刘华，牙轮钻机穿孔操作标准研究与运用.2020.

[2]赵浩宇，关于牙轮钻机穿孔操作标准研究与应用.2021.