爆破工作需要在巖石上開鑿出一些規(guī)格大小適宜炸藥 放置的小孔，炸藥爆破之后能夠使得礦巖出現不同程度的裂 痕或者是使得部分礦巖直接從整體當中脫落，便于挖掘設備 工作。鉆機作為一種廣泛使用在露天礦巖開采過程當中的機 械設備，其機械構造、使用方法、處理具體問題等方面都形 成了一套較為完整的流程。按照各類鉆機的工作原理的不同， 主要將現代廣泛應用的鉆機分為了潛孔鉆機、牙輪鉆機和回 轉鉆機三類。本文根據露天礦巖作業(yè)現場當中可能遇到的一 些具體情況，從鉆機的鉆孔原理和基本操作等方面出發(fā)，對 鉆機司機現場遇到的具體問題的處理方法進行探究。

1 鉆機構造和工作原理概述

要對穿孔現場所遇到的問題迅速做出反應，妥善解決所 遇到問題，就要求鉆機操作人員對鉆機的構造和工作原理有 一個細致的掌握。本文對鉆機的構造和工作原理進行分層次 闡述。使用最為廣泛的礦用鉆機一般是由動力裝置、電氣系 統(tǒng)、工作裝置、行走機構、風壓系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)六部分組成， 每個系統(tǒng)組成協(xié)調一致的運行保證了穿孔工作的順利開展。 鉆機的動力系統(tǒng)按照其動力能源的不同，分為了柴油機和電 動機兩類。柴油機系統(tǒng)又包含了曲柄連桿機構、機體及缸蓋、 配氣機構及進排氣系統(tǒng)、柴油供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系 統(tǒng)、啟動系統(tǒng)等子系統(tǒng)。電動機分為直流電動機和交流電動 機兩類，其中，交流電動機又分為了同步電動機和異步電動 機。三項異步電動機相對柴油機來說，其原理結構較為簡單、 制造成本低、堅固耐用，由于這些優(yōu)點的存在，目前使用最 廣泛的也是三項異步電動機。三項異步電動機是利用定子繞 組中三相電流所產生的旋轉磁場與轉子導體內的感應電流 相互作用而工作的。鉆機的電力系統(tǒng)即是使用到較多物理電 學的基礎知識，例如，鉆機電路中涉及到主機控制系統(tǒng)、主 變壓器系統(tǒng)、控制電路等方面的知識。不同鉆機的工作裝置 部分結構在大體上是類似的，大致上都是由鉆具、回轉機構、 加壓提升機構、接卸鉆桿機構、鉆架起落機構、平臺、液壓 支腿、機房、司機室、除塵裝置等組成。鉆機風壓系統(tǒng)的定 義是在鉆機的作業(yè)過程中，通過壓縮空氣的方法將作業(yè)過程 中產生的粉塵排出孔外的操作系統(tǒng)。風壓系統(tǒng)對于鉆機性能 的衡量是一個較為重要的因素，排粉塵能力的強弱直接影響 到鉆機鉆孔的效率和鉆機的維護成本。鉆機的液壓傳動系統(tǒng) 主要是利用高壓油來實現能量之間的傳遞。液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)的 組成較為復雜，聯(lián)動裝置的機動性較強，為穿孔作業(yè)提供了 力量支持。

2 鉆機作業(yè)出現的問題及其處理方法?2.1 鉆孔前的施工準備 各個作業(yè)地區(qū)礦巖地質的差異，會使得鉆孔工作的開展

并不如想象當中順利，實際的作業(yè)工作相對來說都較為復雜。 在鉆孔工作開始之前，應該做好相關的準備工作。例如，鉆 孔作業(yè)所需要的外來機械設備、工作過程當中的水電供應、 能源配置等基礎工作應該在正式鉆孔工作之前做到有條不 紊。在實際的鉆孔作業(yè)當中，經常會出現電線布置混亂、電 線無意中被掛斷、錯接等現象，究其原因，無非是鉆孔之前 的準備工作不夠完善。鉆孔之前的一系列準備工作當中，鉆 機定位、埋設鋼護筒是工作核心，因為鉆機定位的準確與否、

鋼護筒埋設的正確性直接影響到鉆孔過程的準確性以及所 鉆孔的堅固性。鉆機定位工作需要專業(yè)的工程測量人員和鉆 機司機協(xié)調溝通，以最大程度地減小鉆孔工作所造成的偏差， 切實提升鉆孔精確性。埋設鋼護筒的工作主要是由人工完成， 目前人工操作所埋設的鋼護筒精確性較高。但是人工埋設鋼 護筒也存在著一個明顯的弊端——埋設所需時間過長。在具 體的施工過程當中，可以根據工程進度的需要，鋼護筒埋設 孔可由挖機挖掘。挖機挖掘鋼護筒埋設孔效率較高，但是精 確度較低，主要體現在鋼護筒埋設孔的孔徑較大。因此，在 鋼護筒定位工作完成之后，使用黏土對鋼護筒埋設孔四周多 余的部分進行填充。填充之后使用相關設備將填充土壤壓實， 以防止泥漿滲透埋設孔周圍土層造成鋼護筒塌陷。

2.2 鉆孔現場漏漿和塌孔的處理

在露天煤礦的開采過程當中，漏漿問題一直是多數鉆機 司機施工過程當中所遇到的較為普遍的問題。導致漏漿問題 的原因主要是相應孔位之下存在著相應溶洞。為了妥善應對 漏漿問題的產生，在鉆孔作業(yè)之前，應該仔細查閱作業(yè)地段 的地質記錄(無記錄可以安排相關人員進行地質勘驗)，并 且將此作為參考，深埋鋼護筒。這種方式對于漏漿問題的處 理能夠起到較好的效果，但是需要投入較多的人力資源和設 備資金。漏漿現象的嚴重體現是塌孔，塌孔現象的原因與漏 漿有著相似之處，其都是由溶洞產生。鉆孔內溶洞較大會導 致鉆頭和溶洞相遇時，出現大范圍的漏漿現象。此時鉆孔內 的液體位移下降速度較快，孔內壁壓力減小，從而使得孔壁 發(fā)生坍塌。遇到這種嚴重的漏漿問題時，目前的方法是完全 回填，并且將其留置一段時間，重新定位鉆孔。

3 預防煤鉆夾桿及夾桿后的處理措施

一般來說，當使用 DM45 鉆機在煤層上作業(yè)時，夾桿問 題時有發(fā)生，有時能提起，提不起時只能割斷鉆桿，如果鉆 桿在孔內會有以下弊端:造成鉆桿浪費，成本增加遺留在煤 層中的鉆桿給采掘設備帶來諸多不便，在采掘過程中要時刻 注意鉆桿不裝到破碎站，若裝到破碎站，就會造成破碎站卡 堵，或將運輸膠帶撕裂，同時還需要生產技術部人員經常對 掉桿位置進行 GPS 定位，造成大量人力、物力的浪費，所以， 為了有效預防穿孔鉆機在煤層中的夾桿現象，以及由于特殊 地段所造成的夾桿事故，我們應該分析夾桿原理及防范措施。

3.1 預防煤層中的夾桿

(1)加強管理，進一步提高司機的責任意識，對于煤 層頂板條件較好，但由于司機責任心不到位，造成夾桿現象， 對正副司機看情節(jié)輕重給予相應的處分。

(2)加強作業(yè)面的清理工作，大力改善鉆機的工作條 件，在布孔前要將作業(yè)面進行徹底清理，對于特殊地段的清 理工作，要會同運行工長一起把關，確保煤層頂板無“虛量” 或特殊地段少留“虛量”。

(3)加強和生產部門的溝通，對于前排孔，尤其是炮 碴邊緣的孔要及時進行調整確保前排孔和邊緣孔的孔位不 在裂縫，爆量“虛量”上面必要時采取加密孔的形式來增大 眼距、孔行距。

(4)高臺階拋擲爆破要進一步加強鉆機的孔深工作， 精確每臺鉆機在穿孔過程中不破壞煤頂板，同時對超深的孔

要進行反填充，確保煤頂板不被破壞。?4 夾桿后的處理措施 在鉆進中一旦發(fā)生夾桿，不要著急進行提桿，首先要判

斷是什么原因造成的夾桿。 (1)由于“虛量”過多或炮碴邊緣打孔造成的夾桿，

首先要清理孔口煤粉，防止再次落入孔內。將風關閉，反復 給回轉(正、反)，然后上下竄動鉆具，直到鉆桿能動，無 論是上下或回轉，哪怕只要稍微動一點，停在鉆桿的轉動點 反復回轉將鉆桿的轉動幅度一點點的變大，從而轉動一整圈， 軸壓顯示正常方可給風，將鉆桿提起。

(2)由于掉塊造成的夾桿，要清理孔口浮塊和鉆進過 程中上下竄動鉆桿，只要稍動一下停在能動的地方，正反給 回轉將被夾掉塊磨碎，提出鉆桿。

(3)處理夾桿需要耐心，找一個可以轉動的點，需要 一定的時間，提到液壓油溫度高時，要停一段時間，防止爆 管，待油溫下降下來，方可提桿。

(4)在提桿過程中還可采用孔內注水澆油的方法，使 鉆桿能夠抖動起來從而提出鉆桿。

5 如何判斷打到高嶺土、爆堆、裂隙和采空區(qū)及 防范措施

(1)打到高嶺土的判斷:加壓鏈條速度瞬間加快，幾 秒鐘內分壓突然升高，回轉壓力增大，孔口排出的巖渣是褐 紅色(冬季塊狀，夏季球狀)，轉速降低，回轉聲音異常;

防范措施:降低軸壓，增大回轉速度，必要時上下竄動。 副司機在地面做好監(jiān)護，發(fā)現不排渣時，及時提升鉆具。

(2)當穿孔到爆堆時:下放加快，風壓不變，回轉壓 力逐步增大，排渣不暢;防范措施:除降低軸壓，減少回轉 速度，反復提升鉆具，待將孔里巖粉排盡后才可繼續(xù)作業(yè)， 并做好地面監(jiān)護;開孔時出現的爆堆在打孔時出現塌幫和掉 塊，造成卡鉆，遇到這種情況，應清理孔口巖塊，如果孔口 掉塊和塌幫嚴重應挪動鉆機重新打孔。

(3)打到裂隙:鉆桿抖動降低轉速仍發(fā)出明顯的磨鉆 桿的異音，風壓不變:防范措施:減少軸壓，上下竄動鉆桿， 必要時把鉆桿提出孔外，重新打一遍，若裂隙太大，無法繼 續(xù)鉆孔則挪動鉆機，重新打孔，副司機要做好地面監(jiān)護。

(4)采空區(qū):鉆進速度瞬間加快，無排渣，風壓正常; 停風，?；剞D下放無阻力;防范措施:停風停回轉，慢速下 放鉆桿，如鉆桿能自由落下，且有刺激性氣味溢出，則應立 即把鉆桿提出孔外，切忌不能以同樣的轉速及壓力繼續(xù)鉆孔， 否則會出現鉆桿在孔內彎曲事故。對已探明的采空區(qū)，鉆機 繼續(xù)在擺下的孔位打孔，在打孔時一定要將其打透，并向周 圍擴大范圍打孔，直至不出現掉鉆、不返巖粉等異常情況的 鉆孔為止，對周圍正?？讘娒捍?15 米，為使采空區(qū)完全 冒落。在采空區(qū)上作業(yè)時，司機操作一定要仔細小心，副司 機要做好監(jiān)護，防止出現夾桿和鉆桿彎曲事故。

6 堵鉆的處理

鉆機在作業(yè)過程中，經常會遇到高嶺土等難以鉆孔的位 置，而且粘土里面都有水，我們在作業(yè)中稍有不慎，就會出 現堵鉆現象，在出現堵鉆情況后不要著急，首先把鉆頭提出 孔外，然后用鋼筋棍等工具捅鉆頭風眼，捅鉆頭風眼時必須 注意面部背對鉆桿，而且頭部高度必須高于鉆頭高度(即蹲 下時與腰部齊平且上身挺直)。

7 巖石作業(yè)平盤發(fā)生夾鉆具的處理

  夾鉆一旦發(fā)生，首先要找出夾鉆的原因，采取相應的處

理方法:

(1)、片幫、掉塊引起的夾鉆，一般鉆具在炮孔內能轉 動，但提不起來。不要強行拔出鉆具，更不能停止供氣，要

上下慢慢串動，反復回轉鉆具，將被夾巖塊研碎后，才能把

鉆具提出來。

(2)、更換大鉆頭造成夾鉆，鉆具在孔內既轉不動又提 不出來。特別是在斷層、裂縫較多的巖層、鉆孔上部浮渣區(qū) 域以及舊采區(qū)鉆孔時，孔壁會出現片幫現象。這種現象不僅 降低了鉆孔效率，使排粉困難，造成夾鉆事故。這時除要減 少軸壓，降低轉速和精心操作外，還要用粘土維護好孔壁。

(3)、巖粉過多造成的夾鉆，供氣時往往吹不出巖粉， 一定要停止供氣，邊回轉邊處理提鉆具。必要時可向孔內注 水或澆油，澆油或注水一般要滲幾個小時，感覺滲透后，正 反轉反復回轉，直到鉆桿能夠轉動，繼續(xù)給上正轉，出現鉆 桿劇烈抖動，然后往上提升鉆具。處理夾鉆不能過急。

8 鉆機在春融和雨季前排孔作業(yè)注意事項

(1)春天由于凍土融化，臺階較不穩(wěn)定容易滑落，因 此需加大邊行孔的距離，作業(yè)時需垂直作業(yè)或調角穩(wěn)車，最 小夾角不得小于 45°。

(2) 在雨后作業(yè)時，更需注意臺階滑落，特別是遇有 傘檐的地方，尤其要加大邊行孔的距離，作業(yè)時需垂直作業(yè) 或調角穩(wěn)車，最小夾角不得小于 45°。

9 如何在采空區(qū)上進行鉆孔?9.1 測定采空區(qū) 首先在采空區(qū)疑似點進行布孔，當打出有采空區(qū)的鉆孔

時，在此鉆孔的位置向東西兩邊各讓出 10 米繼續(xù)打孔，出 現正?？缀?，退回 5 米再打一個，這樣就將采空區(qū)的邊界控 制在 2.5 米之內，對采空區(qū)的空間位置提供了較準確的數據。

  通過對鉆探數據的分析，生產技術部應確定采空區(qū)分布

范圍。

9.2 在采空區(qū)進行鉆空作業(yè)

鉆機在采空區(qū)上作業(yè)時，打孔一定要將其打透，并向周 圍擴大范圍打孔，直至不出現掉鉆、不返巖粉等異常情況的 鉆孔為止。為保證采空區(qū)完全冒落，在打出有采空區(qū)的正常 孔間要再打加密孔。當出現有氣體外溢、高溫孔(溫度大于 60°C)或火孔時，應及時在孔口對其進行封堵。作業(yè)人員要 戴好防護用品，以防中毒。

10 掉鉆和爆鉆問題的應對方式

掉鉆問題出現的主要原因是鉆頭和鉆桿接頭相連接部 位斷裂，這種斷裂是長時間使用鉆頭作業(yè)的磨損所致。掉鉆 問題主要發(fā)生在反循環(huán)式沖擊鉆機當中，發(fā)生掉鉆問題之后， 鉆頭一般會掉落至鉆孔當中。鉆機司機應該注意對鉆頭進行 打撈(可使用打撈鉤)，但是應該注意在打撈過程當中，采 取必要的的安全防護措施。爆鉆是指鉆機在長時間的作業(yè)當 中，鉆頭由于反復沖擊巖層所致其表面出現裂紋的現象。爆 鉆問題容易使鉆頭脫離出的碎片掉入鉆孔當中，這些碎片的 強度遠高于巖層。產生爆鉆問題時，不宜繼續(xù)作業(yè)，應該及 時清理鉆頭碎片，更換鉆頭或鉆機進行作業(yè)。

11 總結

鉆機司機應該熟悉鉆機各個主體的工作性能和適應的 工作條件，并且對一些在施工過程當中高發(fā)常見的問題有所 了解，以便在出現問題時能夠及時妥善地進行處理。