钻机司机现场中遇到具体问题的处理

爆破工作需要在岩石上开凿出一些规格大小适宜炸药 放置的小孔，炸药爆破之后能够使得矿岩出现不同程度的裂 痕或者是使得部分矿岩直接从整体当中脱落，便于挖掘设备 工作。钻机作为一种广泛使用在露天矿岩开采过程当中的机 械设备，其机械构造、使用方法、处理具体问题等方面都形 成了一套较为完整的流程。按照各类钻机的工作原理的不同， 主要将现代广泛应用的钻机分为了潜孔钻机、牙轮钻机和回 转钻机三类。本文根据露天矿岩作业现场当中可能遇到的一 些具体情况，从钻机的钻孔原理和基本操作等方面出发，对 钻机司机现场遇到的具体问题的处理方法进行探究。

1 钻机构造和工作原理概述

要对穿孔现场所遇到的问题迅速做出反应，妥善解决所 遇到问题，就要求钻机操作人员对钻机的构造和工作原理有 一个细致的掌握。本文对钻机的构造和工作原理进行分层次 阐述。使用最为广泛的矿用钻机一般是由动力装置、电气系 统、工作装置、行走机构、风压系统和液压系统六部分组成， 每个系统组成协调一致的运行保证了穿孔工作的顺利开展。 钻机的动力系统按照其动力能源的不同，分为了柴油机和电 动机两类。柴油机系统又包含了曲柄连杆机构、机体及缸盖、 配气机构及进排气系统、柴油供给系统、润滑系统、冷却系 统、启动系统等子系统。电动机分为直流电动机和交流电动 机两类，其中，交流电动机又分为了同步电动机和异步电动 机。三项异步电动机相对柴油机来说，其原理结构较为简单、 制造成本低、坚固耐用，由于这些优点的存在，目前使用最 广泛的也是三项异步电动机。三项异步电动机是利用定子绕 组中三相电流所产生的旋转磁场与转子导体内的感应电流 相互作用而工作的。钻机的电力系统即是使用到较多物理电 学的基础知识，例如，钻机电路中涉及到主机控制系统、主 变压器系统、控制电路等方面的知识。不同钻机的工作装置 部分结构在大体上是类似的，大致上都是由钻具、回转机构、 加压提升机构、接卸钻杆机构、钻架起落机构、平台、液压 支腿、机房、司机室、除尘装置等组成。钻机风压系统的定 义是在钻机的作业过程中，通过压缩空气的方法将作业过程 中产生的粉尘排出孔外的操作系统。风压系统对于钻机性能 的衡量是一个较为重要的因素，排粉尘能力的强弱直接影响 到钻机钻孔的效率和钻机的维护成本。钻机的液压传动系统 主要是利用高压油来实现能量之间的传递。液压传统系统的 组成较为复杂，联动装置的机动性较强，为穿孔作业提供了 力量支持。

2 钻机作业出现的问题及其处理方法
2.1 钻孔前的施工准备 各个作业地区矿岩地质的差异，会使得钻孔工作的开展

并不如想象当中顺利，实际的作业工作相对来说都较为复杂。 在钻孔工作开始之前，应该做好相关的准备工作。例如，钻 孔作业所需要的外来机械设备、工作过程当中的水电供应、 能源配置等基础工作应该在正式钻孔工作之前做到有条不 紊。在实际的钻孔作业当中，经常会出现电线布置混乱、电 线无意中被挂断、错接等现象，究其原因，无非是钻孔之前 的准备工作不够完善。钻孔之前的一系列准备工作当中，钻 机定位、埋设钢护筒是工作核心，因为钻机定位的准确与否、

钢护筒埋设的正确性直接影响到钻孔过程的准确性以及所 钻孔的坚固性。钻机定位工作需要专业的工程测量人员和钻 机司机协调沟通，以最大程度地减小钻孔工作所造成的偏差， 切实提升钻孔精确性。埋设钢护筒的工作主要是由人工完成， 目前人工操作所埋设的钢护筒精确性较高。但是人工埋设钢 护筒也存在着一个明显的弊端——埋设所需时间过长。在具 体的施工过程当中，可以根据工程进度的需要，钢护筒埋设 孔可由挖机挖掘。挖机挖掘钢护筒埋设孔效率较高，但是精 确度较低，主要体现在钢护筒埋设孔的孔径较大。因此，在 钢护筒定位工作完成之后，使用黏土对钢护筒埋设孔四周多 余的部分进行填充。填充之后使用相关设备将填充土壤压实， 以防止泥浆渗透埋设孔周围土层造成钢护筒塌陷。

2.2 钻孔现场漏浆和塌孔的处理

在露天煤矿的开采过程当中，漏浆问题一直是多数钻机 司机施工过程当中所遇到的较为普遍的问题。导致漏浆问题 的原因主要是相应孔位之下存在着相应溶洞。为了妥善应对 漏浆问题的产生，在钻孔作业之前，应该仔细查阅作业地段 的地质记录(无记录可以安排相关人员进行地质勘验)，并 且将此作为参考，深埋钢护筒。这种方式对于漏浆问题的处 理能够起到较好的效果，但是需要投入较多的人力资源和设 备资金。漏浆现象的严重体现是塌孔，塌孔现象的原因与漏 浆有着相似之处，其都是由溶洞产生。钻孔内溶洞较大会导 致钻头和溶洞相遇时，出现大范围的漏浆现象。此时钻孔内 的液体位移下降速度较快，孔内壁压力减小，从而使得孔壁 发生坍塌。遇到这种严重的漏浆问题时，目前的方法是完全 回填，并且将其留置一段时间，重新定位钻孔。

3 预防煤钻夹杆及夹杆后的处理措施

一般来说，当使用 DM45 钻机在煤层上作业时，夹杆问 题时有发生，有时能提起，提不起时只能割断钻杆，如果钻 杆在孔内会有以下弊端:造成钻杆浪费，成本增加遗留在煤 层中的钻杆给采掘设备带来诸多不便，在采掘过程中要时刻 注意钻杆不装到破碎站，若装到破碎站，就会造成破碎站卡 堵，或将运输胶带撕裂，同时还需要生产技术部人员经常对 掉杆位置进行 GPS 定位，造成大量人力、物力的浪费，所以， 为了有效预防穿孔钻机在煤层中的夹杆现象，以及由于特殊 地段所造成的夹杆事故，我们应该分析夹杆原理及防范措施。

3.1 预防煤层中的夹杆

(1)加强管理，进一步提高司机的责任意识，对于煤 层顶板条件较好，但由于司机责任心不到位，造成夹杆现象， 对正副司机看情节轻重给予相应的处分。

(2)加强作业面的清理工作，大力改善钻机的工作条 件，在布孔前要将作业面进行彻底清理，对于特殊地段的清 理工作，要会同运行工长一起把关，确保煤层顶板无“虚量” 或特殊地段少留“虚量”。

(3)加强和生产部门的沟通，对于前排孔，尤其是炮 碴边缘的孔要及时进行调整确保前排孔和边缘孔的孔位不 在裂缝，爆量“虚量”上面必要时采取加密孔的形式来增大 眼距、孔行距。

(4)高台阶抛掷爆破要进一步加强钻机的孔深工作， 精确每台钻机在穿孔过程中不破坏煤顶板，同时对超深的孔

要进行反填充，确保煤顶板不被破坏。
4 夹杆后的处理措施 在钻进中一旦发生夹杆，不要着急进行提杆，首先要判

断是什么原因造成的夹杆。 (1)由于“虚量”过多或炮碴边缘打孔造成的夹杆，

首先要清理孔口煤粉，防止再次落入孔内。将风关闭，反复 给回转(正、反)，然后上下窜动钻具，直到钻杆能动，无 论是上下或回转，哪怕只要稍微动一点，停在钻杆的转动点 反复回转将钻杆的转动幅度一点点的变大，从而转动一整圈， 轴压显示正常方可给风，将钻杆提起。

(2)由于掉块造成的夹杆，要清理孔口浮块和钻进过 程中上下窜动钻杆，只要稍动一下停在能动的地方，正反给 回转将被夹掉块磨碎，提出钻杆。

(3)处理夹杆需要耐心，找一个可以转动的点，需要 一定的时间，提到液压油温度高时，要停一段时间，防止爆 管，待油温下降下来，方可提杆。

(4)在提杆过程中还可采用孔内注水浇油的方法，使 钻杆能够抖动起来从而提出钻杆。

5 如何判断打到高岭土、爆堆、裂隙和采空区及 防范措施

(1)打到高岭土的判断:加压链条速度瞬间加快，几 秒钟内分压突然升高，回转压力增大，孔口排出的岩渣是褐 红色(冬季块状，夏季球状)，转速降低，回转声音异常;

防范措施:降低轴压，增大回转速度，必要时上下窜动。 副司机在地面做好监护，发现不排渣时，及时提升钻具。

(2)当穿孔到爆堆时:下放加快，风压不变，回转压 力逐步增大，排渣不畅;防范措施:除降低轴压，减少回转 速度，反复提升钻具，待将孔里岩粉排尽后才可继续作业， 并做好地面监护;开孔时出现的爆堆在打孔时出现塌帮和掉 块，造成卡钻，遇到这种情况，应清理孔口岩块，如果孔口 掉块和塌帮严重应挪动钻机重新打孔。

(3)打到裂隙:钻杆抖动降低转速仍发出明显的磨钻 杆的异音，风压不变:防范措施:减少轴压，上下窜动钻杆， 必要时把钻杆提出孔外，重新打一遍，若裂隙太大，无法继 续钻孔则挪动钻机，重新打孔，副司机要做好地面监护。

(4)采空区:钻进速度瞬间加快，无排渣，风压正常; 停风，停回转下放无阻力;防范措施:停风停回转，慢速下 放钻杆，如钻杆能自由落下，且有刺激性气味溢出，则应立 即把钻杆提出孔外，切忌不能以同样的转速及压力继续钻孔， 否则会出现钻杆在孔内弯曲事故。对已探明的采空区，钻机 继续在摆下的孔位打孔，在打孔时一定要将其打透，并向周 围扩大范围打孔，直至不出现掉钻、不返岩粉等异常情况的 钻孔为止，对周围正常孔应见煤打 15 米，为使采空区完全 冒落。在采空区上作业时，司机操作一定要仔细小心，副司 机要做好监护，防止出现夹杆和钻杆弯曲事故。

6 堵钻的处理

钻机在作业过程中，经常会遇到高岭土等难以钻孔的位 置，而且粘土里面都有水，我们在作业中稍有不慎，就会出 现堵钻现象，在出现堵钻情况后不要着急，首先把钻头提出 孔外，然后用钢筋棍等工具捅钻头风眼，捅钻头风眼时必须 注意面部背对钻杆，而且头部高度必须高于钻头高度(即蹲 下时与腰部齐平且上身挺直)。

7 岩石作业平盘发生夹钻具的处理

  夹钻一旦发生，首先要找出夹钻的原因，采取相应的处

理方法:

(1)、片帮、掉块引起的夹钻，一般钻具在炮孔内能转 动，但提不起来。不要强行拔出钻具，更不能停止供气，要

上下慢慢串动，反复回转钻具，将被夹岩块研碎后，才能把

钻具提出来。

(2)、更换大钻头造成夹钻，钻具在孔内既转不动又提 不出来。特别是在断层、裂缝较多的岩层、钻孔上部浮渣区 域以及旧采区钻孔时，孔壁会出现片帮现象。这种现象不仅 降低了钻孔效率，使排粉困难，造成夹钻事故。这时除要减 少轴压，降低转速和精心操作外，还要用粘土维护好孔壁。

(3)、岩粉过多造成的夹钻，供气时往往吹不出岩粉， 一定要停止供气，边回转边处理提钻具。必要时可向孔内注 水或浇油，浇油或注水一般要渗几个小时，感觉渗透后，正 反转反复回转，直到钻杆能够转动，继续给上正转，出现钻 杆剧烈抖动，然后往上提升钻具。处理夹钻不能过急。

8 钻机在春融和雨季前排孔作业注意事项

(1)春天由于冻土融化，台阶较不稳定容易滑落，因 此需加大边行孔的距离，作业时需垂直作业或调角稳车，最 小夹角不得小于 45°。

(2) 在雨后作业时，更需注意台阶滑落，特别是遇有 伞檐的地方，尤其要加大边行孔的距离，作业时需垂直作业 或调角稳车，最小夹角不得小于 45°。

9 如何在采空区上进行钻孔
9.1 测定采空区 首先在采空区疑似点进行布孔，当打出有采空区的钻孔

时，在此钻孔的位置向东西两边各让出 10 米继续打孔，出 现正常孔后，退回 5 米再打一个，这样就将采空区的边界控 制在 2.5 米之内，对采空区的空间位置提供了较准确的数据。

  通过对钻探数据的分析，生产技术部应确定采空区分布

范围。

9.2 在采空区进行钻空作业

钻机在采空区上作业时，打孔一定要将其打透，并向周 围扩大范围打孔，直至不出现掉钻、不返岩粉等异常情况的 钻孔为止。为保证采空区完全冒落，在打出有采空区的正常 孔间要再打加密孔。当出现有气体外溢、高温孔(温度大于 60°C)或火孔时，应及时在孔口对其进行封堵。作业人员要 戴好防护用品，以防中毒。

10 掉钻和爆钻问题的应对方式

掉钻问题出现的主要原因是钻头和钻杆接头相连接部 位断裂，这种断裂是长时间使用钻头作业的磨损所致。掉钻 问题主要发生在反循环式冲击钻机当中，发生掉钻问题之后， 钻头一般会掉落至钻孔当中。钻机司机应该注意对钻头进行 打捞(可使用打捞钩)，但是应该注意在打捞过程当中，采 取必要的的安全防护措施。爆钻是指钻机在长时间的作业当 中，钻头由于反复冲击岩层所致其表面出现裂纹的现象。爆 钻问题容易使钻头脱离出的碎片掉入钻孔当中，这些碎片的 强度远高于岩层。产生爆钻问题时，不宜继续作业，应该及 时清理钻头碎片，更换钻头或钻机进行作业。

11 总结

钻机司机应该熟悉钻机各个主体的工作性能和适应的 工作条件，并且对一些在施工过程当中高发常见的问题有所 了解，以便在出现问题时能够及时妥善地进行处理。