提高钻机开沟作业成孔率的有效途径

李学军,杨永旺,秦学文,马腾

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：开沟生产所使用的穿孔设备KY-310B钻机，各项技术性能优良，能够胜任开沟生产的基本需求。钻机在实际作业过程当中，由于地下水位较高，在排渣压缩空气的作用下对孔口的冲刷导致的塌方很严重，成孔率下降的幅度很大。孔深的不足无法满足爆破工作的需求，给采场正常的生产组织及生产计划的实施，带来一定的压力。重复穿孔对作业面破坏严重，影响爆破效果的正常发挥，使穿孔效率下降，穿孔成本成倍增长。

一影响牙轮钻机效率的因素

1人为因素

首先，人为因素是影响牙轮钻机穿孔效率的重中之重，是影响其最直接的主观可控因素。矿山企业应充分认识到当前严重的生产形势和年度任务是各个岗位上的职工共同完成的。无论哪个岗位出现了纰漏，都会影响生产效率。对提高职工的的生产效率，可以开展思想上的宣传教育，利用微信平台等职工喜闻乐见的宣传渠道，将国内外的矿山形势和身边的正面榜样传达给各岗位职工，使职工充分认识到当前自身工作的必要性和紧迫性，将紧迫意识化作动力，推动生产工作开展;其次每周定期组织各机台长、班组长进行专项钻机效率提升会议，针对性地解决基层职工反映的问题以及需求，使广大职工感受到企业“大家庭”的温暖和自身存在的重要性，以此来提高职工的主观积极性，转化为工作中的有效动力。可以通过班前班后会对每班职工进行生产任务告知，将每班需要完成的穿孔任务传达给每一个职工，并在班组内部树立生产任务告知牌，使每个职工在班组内部随时可以看到自己需要完成的生产任务。通过最直观的方式来提高每个职工的积极能动性，并根据生产指标任务建立相应的奖惩制度或生产活动方案，更加有效地调动职工的主观效力。

2 设备因素

同时钻机司机在日常作业中要按照标准化作业，时刻注意仪表运行情况，出现异常及时处理。杜绝野蛮操作，出现设备事故，影响钻机产量。交接班按路线进行点检，杜绝因点检不到位造成事故，按周期做好维护，杜绝因维护不到位加速零部件损坏。钻机有需要双人作业的活，需要现协调人员，在协助人员未到时，钻机无法运行，影响钻机效率。

二、牙轮钻机工作原理

牙轮钻机作为露天矿场的常用机械设备，其工作原理是通过钻头对地层碾压作用实现破碎岩层钻进，能在硬质岩层上钻开孔，具有钻进效率高、劳动强度小的优点。牙轮钻机的应用，先要根据地质资料和地层特点，设计良好的钻采方案，然后根据实际情况进行钻具配合优化。当前，牙轮钻机中可根据需要配备随钻测量仪器及电子数字自动显示仪等，可更好地把握钻机钻进情况，显示钻孔相关数据，有利于操作人员跟踪钻孔的开凿情况。在露天采矿等作业中牙轮钻机应用广泛，其中以三牙轮钻头牙轮钻机最常用，利用配套压缩空气实现排渣作业，主要优点是通过钻头在顶部回转，实现封闭链-齿条装置的连续加压，利用电机提供动力，借助传动装置实现牙轮钻具提升和钻机行走，还可借助液压马达进行钻机加压。在钻机行走中，可在行走履带架上支撑钻机机体，在平台后部设置钻架，配套加压、回转、提升行走机构及除尘、电气系统、液压传动装置和主压风、辅助压风装置等机构，更好地实现钻进目的。

三改进方案及措施

（1）针对性地开展劳动竞赛

通过组织有针对性的劳动竞赛，以开展比先进，学先进，赶先进，帮后进，超先进活动为主线，使先进者和后进者相互学习，相互帮助，以求得共同提高，逐步使先进机台指标成为班组机台指标。采矿二作业区根据穿孔班组实际情况，因地制宜的制定月度牙轮钻效率劳动竞赛方案，有效调动起岗位职工穿孔的主动性和积极性，树立典型提升指标的根本目的。

（2）深化奖惩制度

调动各级职工的主观能动性。如何调动起职工科技创新工作的主观能动性，进一步强化激励机制才能充分调动广大职工工作的积极性，才能增强推动生产工作的力度。没有规矩，不成方圆。牙轮钻效率是露天矿山的核心指标，尤其是对于研山采场而言，多年的剥岩欠账造成场地严重受限，日常生产组织中无论矿、岩的爆堆存料均严重不足。因此必须充分利用技经指标对标工作的契机，进一步完善制度、修订经济责任制，将指标分解落实到班组、机台、岗位，形成一种“千斤重担大家挑，人人身上有指标”的良好氛围，充分调动起职工的积极性和主动性。同时要形成检查督促制度，形成作业长每周不少于1次，主管副作业长每周不少于2次，一般管理人员每周不少于3次的检查模式，并形成检查台账，保证各项措施有序开展。

三、牙轮钻机的发展趋势

牙轮钻机总的发展趋势主要集中在：①规格的高效化和大型化。规格的高效化、大型化的主要表现是大孔径、高轴压、大功率回转、大排碴风量和提高总体参数；②系统向全自动化和智能化方向发展；③结构向形式多样、结构简化及高可靠性、高适应性发展；④操作向提高易维护和舒适性方向发展；⑤在发展大型牙轮钻机的同时注意中小型钻机的发展。

总的来说，钻机采用计算机辅助设计方法，以提高设计工作效率。钻机本身则围绕着增强生产能力和作业效率、提高可靠性和安全性、改善操作环境和工作条件，不断改进结构，推出新机型。尤其在大型钻机上，使用计算机来自动控制钻机主要工作参数及对钻机主要工作过程进行监控，以提高钻孔效率，降低故障率和生产成本。

四、牙轮钻机主要工作结构特点

1、加压-提升机构。加压提升机构是牙轮钻机的主要工作机构之一，它用以给钻具施加轴向压力及提升和下放钻具。钻具加压采用一台功率为20马力的可逆液压马达，快速提升和下放钻具则与行走共用一台功率为50马力的双定子交流电动机。

主机构变速器传动原理为：当液压马达开动时，与液压马达轴相连接的花键轴带动在其上滑动的低速轮和高速轮转动，当低速轮与齿轮啮合时，第一中间轴和齿轮则低速旋转：当齿轮与高速轮啮合时，第一中间轴和齿轮则高速旋转，并带动空套在第二中间轴上的大齿轮转动。当拨动加压离合器与齿轮啮合时，则带动用花键与它连接的第二中间轴转动，于是，齿轮带动空套在提升轴上的大齿轮和轴套旋转。提升离合器与轴套采用花键连接，它有三个位置：位于中间位置时，轴套空转；与齿轮啮合时，提升轴和左右主动链轮旋转，并通过左右链条把动力传给回转机构横轴上的大链轮，从而实现加压和提升；当它与辅助卷筒上的齿轮相啮合时，则带动辅助卷筒转动。开动提升-行走电动机，小齿轮经惰轮带动大齿轮转动。此时，拨动提升离合器，即可实现回转机构或辅助卷筒的快速提升或下放。

回转机构的组成。回转机构是牙轮钻机工作机构的重要组成部分，也是牙轮钻机的主要机构之一。其作用是旋转钻具，并通过减速器把电机的扭矩和转速变成符合钻孔工作需要的扣矩和转速。回转机构由原动机、减速机、回转加压小车、销杆连接器及引风接头等部件组成。电机经二级减速后把动力传给减速器的中空轴，后者再带动钻机使整个钻具实现回转。排渣的压气由压气管路经减速器上部的引风接头引入，再经中空轴、钻杆和钻头进入炮孔，进行排渣和冷却。

五、使用效果

未进行孔口防塌方改进前，主要穿孔指标孔距、排距、孔深无法满足爆破技术要求，成孔率不足30%无法保障穿孔质量，导致生产计划实施困难，给正常的生产组织带来诸多的不利因素和影响。通过炮孔防塌方的攻关改进，成孔率提高到90%以上，能满足爆破工作的基本需求，前景乐观，具有较高的推广价值。

参考文献:

［1］徐竹云,栾昌才,严益高,等.露天矿牙轮钻机静电除尘技术[J].金属矿山,1997(2):39-42.

[2]林杨.浅析牙轮钻机作业效率影响因素[J].世界有色金属，2018(19).