牙轮钻机排渣用风参数探讨 

牙轮钻机排渣用风参数探讨 

李学军,马腾 ,秦学文 ,杨永旺

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：牙轮钻机电控系统主要包括回转系统、提升/行走系统和加压系统。在我国，牙轮钻机生产厂不同，电气控制系统所采用的控制方式也各不相同，钻机的工作性能也有所不同。牙轮钻机电气系统分为交流系统和直流系统。交流系统原理较简单、故障率较低,即使有一些故障,原因也比较容易查明;直流系统的故障较为复杂。

关键词：牙轮钻机；基本参数；选择；

牙轮钻机的主要工作参数是指钻机工作时钻具作用在孔底岩石上的轴压力、 钻头转速、 排碴风量和回转扭矩。 正确合理地选择这些参数, 不仅可以提高钻孔效率、 延长钻具使用寿命, 而且还可以降低钻孔成本。牙轮钻机是由机械、液压与气动、电气等装置组合而成的，液压系统的故障大都是由于油液受污染、元件维护保养不及时或操作不当引起的。因此，积极做好钻机的维护保养，及时排除故障，才有利于钻机长期高效的正常运行。

一、牙轮钻机液压系统常见的故障原因

牙轮钻机液压系统常见故障如不能动作、速度低、动作无力、爬行、冲击等，除设计、制造缺陷外，大多是由于系统油液中所含污染杂质和老化衰变引起的。液压系统的失效形式及原因主要有以下三种。（1）液压油污染：当液压油污染内部有杂质进入泵或马达时，泵或马达可能完全被卡死，杂质进入滑阀时能阻止阀芯无法动作；当一个阀的控制节流孔被杂质堵住时会出现突然失效，例如一个阀体可能因为细小淤泥而无法工作。（2）过热或进入空气：当液压泵把油液转变为压力油时，空气和水分就会助长热的增加而引起过热；而这些物质聚积油中造成零件的加速磨损和腐蚀，且它们粘附在精加工零件表面上还会使零件失去原有功能。油液因过热变稀还会使传动工作变迟缓。空气进入油中除引起过热外，也会有相当数量空气在压力下被溶于油内，造成系统压力不稳，损坏零件，严重时会导致整个系统损坏。此外，油中含有许多泡沫会增加总体积，将造成油箱或储油器的溢油现象。（3）零部件损坏：是磨料磨损、腐蚀、气蚀、混气、冲刷磨损或表面疲劳的结果，它们都会使系统元件内泄漏增加，降低其效率或精度，最终导致液压系统出现突发故障。通过以上三种故障原因分析可以看出，液压油作为液压系统中动力传递的介质，不但要有良好的润滑性、抗氧化性、粘温性等性能，还要具有较高的清洁度，因此，保证油质、防止液压系统的污染是进行主动维护的关键。

二风量与风速

我国电源周波为50赫兹,故空压机转速比国外低,排风量也随着降低。同时由于空压机磨损而产生泄漏及空压机余隙容积增大,也使排风量降低,一般为额定排风量的90%。此外，矿岩颗粒所需的悬浮速度与颗粒大小和比重有关。

风达到矿渣悬浮速度时,只能将矿渣悬浮到空中不沉降,要使矿渣得到加速度上升,风速还需加大。在钻孔实际操作中,常看到,随着炮孔深度的增加,从炮孔中排出矿渣粒度也逐渐减小。产生这种现象的原因是由于矿渣在上升中碰撞到炮孔壁与钻杆造成。被风带起的矿渣,在上升中,易与炮孔壁及钻杆相碰,孔愈深,碰撞机会愈多。碰撞后的矿渣,失去上升速度,掉回炮孔底,受钻头的二次研磨,颗粒变小,故炮孔愈深,排除矿渣颗粒愈小。所以,排渣颗粒的减小不是由于炮孔加深后,阻力加大,风的压降加大,风速减少所造成的。

三保证液压系统目标清洁度的措施

1液压系统的密封。正常使用的液压系统，外界污染主要是通过加油口、油箱通气孔、工作油缸活塞防尘密封圈进入系统内部，因此，在日常维护中，应保证油箱盖密封良好，通气口应配置隔离式通气过滤器或采取其他方式防止空气中的灰尘进入系统。活塞杆防尘密封圈的作用是清除附着在活塞杆上的灰尘及杂物，设备在作业中，若大颗粒物质直接撒落到活塞杆上会造成活塞杆表面损伤，再经活塞杆伸缩损坏活塞杆密封圈，使其密封失效，造成漏油。因此，应采取防污染措施，防止尘土和污物直接落到活塞杆上。

2选用优质滤清器。液压系统原滤清器难以达到清洁度标准的，应更换优质高精度滤清器。

3液压油的机外过滤。机外过滤是利用高精度滤油机通过外循环对在用的液压油进行过滤净化，这样可以弥补部分液压系统过滤装置的过滤精度和纳污能力不足的缺陷。没有条件对液压油进行清洁度检测的，可实行定期机外过滤。过滤周期可取为液压系统滤清器的更换周期或其1/2。

4新油加注及油品的更换。由于某些新油的清洁度达不到使用要求，所以新油必须通过高精度的过滤机过滤后才能注入液压系统。这样不仅提高了油品的清洁度，而且提高了设备保养效率，阻止了污染物进入液压系统。对于使用时间较长的液压系统，由于其系统内部积聚了大量的细小污染物（油泥），因此，应根据液压系统的污染情况，在油品更换时，适时地对液压系统进行冲洗。冲洗可使用低粘度油液或在提高油液温度的情况下以高流速冲洗系统，并检测系统清洁度水平，直至达到系统目标清洁度为止。

四YZ-35钻机润滑系统原理

YZ-35钻机采用单管供脂集中自动润滑系统，由泵站、供油管、注油器组成。润滑时间和润滑周期采用自动控制，并设有强制手动按钮。其工作原理如下：来自气动系统的压气经过气动三元件进人电磁阀，当时间继电器或手动开关发出信号，电磁阀打开，压气通过风管进入干油泵，油泵工作将压力油送至主管道，使注油器完成供送油脂的动作。随着主管路压力升高到压力控制器的调定值，发出信号电磁阀失电关闭气源，干油泵停止工作。主管路中的压力油脂顶开溢流阀的针孔回油筒。主管路的压力消失，系统中所有注油器在其弹簧力作用下复位准备下一次送油动作。牙轮钻机共有51个自动润滑点，集中分步在行走机构、千斤顶和提升离合器等部位。

五钻机钻架对钻头寿命的影响

5.1采用减震器提高使用寿命

有关资料表明：牙轮钻机安装回转减震器可以提高钻机效率，减少钻机振动，降低回转加压机构故障率，提高钻头使用寿命。我们对此也做了一些研究，在牙轮回转机构上安装了胶垫缓冲减震器，实践证明安装使用回转减震器明显减少了回转加压机构的故障，钻头寿命明显提高：安装减震器之前，55个钻头钻孔15840m，安装使用后，55个钻头钻孔17600m，钻头寿命提高了11%。

5.2高钻架与标准钻架的灵活运用

高钻架单孔作业效率高，操作简便，适用于宽的撑子面作业。随着我矿进入深部开采后，撑子面窄，台阶面较多。为了保持边坡稳定性，只能组织小型爆区，要求钻机移动相对频繁，但受高压线路、台阶面的影响，会造成钻机移动不便。两节钻杆长期不卸杆，钻杆接头锈蚀，短时间内两节杆不易分离，会造成设备停机时间增加。因此，从修理角度来讲，钻机小车在钻架顶部发生回转电机、变速箱、链条翻山等故障时，利用吊车进行处理很困难，修理工在顶部作业不安全，钻机只有移至已成的孔将小车落下，来降低其高度处理故障。因此，两种钻架的钻机各有利弊，高、标准钻架可以在钻机进行互换。在矿山开采不同时期，可以选择不同钻架，从而发挥设备的最大经济效益。一般情况下，钻孔深度在20m以下，采用高钻架，在钻孔过程中无须接卸钻杆，这样就取消了每个孔都需要接卸钻杆的辅助时间，增加了纯钻孔时间，在钻孔深度在30m以上采用标准钻架。具体实施方案主要依现场情况而定。

参考文献：

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[2]方必钧.牙轮钻机排碴用风参数探讨[J].矿山机械，2015(06).

［3］刘杰，电气控制技术．2018.

［4］王顺清．牙轮钻机电气系统日常维护及注意事项．2020.