煤礦鉆孔機(jī)械運(yùn)行故障預(yù)防和處理

張宏君

(龍煤七臺(tái)河礦業(yè)有限責(zé)任公司新鐵煤礦，黑龍江 七臺(tái)河 154600)

1 鉆桿折斷事故的判斷

鉆具折斷前的瞬間阻力突然增大，折斷后阻力又突然減小。折斷前扭矩明顯增大，折斷后扭矩突然降低，如無扭矩表時(shí)，可通過發(fā)動(dòng)機(jī)聲音、電流表指針、皮帶等的變化來判斷。

鉆具重量輕，通過給進(jìn)手輪、壓力指示器、指重表可反映出來。如果斷點(diǎn)在鉆具的中心點(diǎn)，壓力表指針會(huì)迅速下降；如果斷點(diǎn)在鉆具中心點(diǎn)之下，則壓力表指針可能升高。稱重鉆具時(shí)，壓力表讀數(shù)會(huì)小于鉆具自重，提動(dòng)鉆具時(shí)越輕松，回轉(zhuǎn)越輕快，說明斷點(diǎn)越靠近上部。

泵壓降低，水泵壓力表指針突然下降，且返回沖洗液逐漸變清。鉆具斷脫后，沖洗液從斷口流出返回地表，液流阻力減小，壓力表指針驟然下降。由降低的多少可粗略估計(jì)鉆具折斷部位，降低得越多，折斷部位越接近孔口。

鉆具斷脫后，鉆速變化異常。如果斷頭沒有錯(cuò)開，則動(dòng)力機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)輕松，不進(jìn)尺并有磨鐵聲音。如果斷頭橫向錯(cuò)動(dòng)，上部鉆桿會(huì)從下部斷頭側(cè)部突然下降，造成進(jìn)尺加快假象。當(dāng)接頭互相接觸擠卡時(shí)，會(huì)出現(xiàn)間隙里蹩車現(xiàn)象。如果鉆桿在接近巖心管處折斷，鉆桿下降后，能插入取粉管內(nèi)，出現(xiàn)蹩泵或跳動(dòng)現(xiàn)象。減壓鉆進(jìn)時(shí)，鉆具上部折斷會(huì)造成立軸向上升的情況。

鉆桿脫扣，巖心管、鉆頭脫落時(shí)，有磨鐵聲音。鉆具斷脫前后，有時(shí)幾種現(xiàn)象同時(shí)出現(xiàn)。操作人員必須精力集中，正確判斷孔內(nèi)情況。

2 鉆桿折斷事故的預(yù)防措施

2.1 提高管材加工質(zhì)量

加工時(shí)，鉆桿與其接頭的螺紋必須按要求精密設(shè)計(jì)。要注意其同心度，內(nèi)加厚鉆桿接箍?jī)啥寺菁y的同軸性偏差在任一端面間不應(yīng)大于0.5 mm，在1 m長(zhǎng)度內(nèi)不大于1.5 mm。外加厚鉆桿的接箍則不大于0.75 mm，在1m長(zhǎng)度內(nèi)不大于2 mm。螺紋加工好以后，必須進(jìn)行檢查。螺紋表面光潔度不得小于▽5。螺紋配合應(yīng)緊密，退刀槽不得深于螺紋底徑。螺紋長(zhǎng)度和錐度都必須合格。鉆桿連接后，中心應(yīng)一致，其彎曲度每米不得超過1 mm。

2.2 嚴(yán)格遵守操作規(guī)程

正確控制鉆頭壓力，不得盲目加大鉆壓。當(dāng)鉆具總重量超過孔底鉆頭所需壓力時(shí)，要及時(shí)減壓鉆進(jìn)。要加壓均勻，不應(yīng)忽大忽小。掃孔、擴(kuò)孔、掃脫落巖心或殘留巖心時(shí)，壓力要小，轉(zhuǎn)數(shù)要低，給進(jìn)要慢，以免阻力過大，扭斷鉆桿。減壓鉆進(jìn)時(shí)，開車前，必須先把鉆頭提離孔底。孔內(nèi)巖粉過多，阻力過大時(shí)，不得猛然開車，必須保持鉆孔允許的彎曲度。不得使用過度磨損、有缺陷或裂紋的、過度彎曲的、不同心的鉆具。用千斤頂起拔鉆具時(shí)，應(yīng)力求緩慢均勻，頂拔力要平穩(wěn)地增加。鉆具連接部分絲扣要對(duì)準(zhǔn)并擰緊。認(rèn)真檢查升降機(jī)的制動(dòng)裝置、提剖器、夾持器、鋼絲繩等是否工作可靠，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理。

2.3 采用鉆桿膠箍

膠箍實(shí)質(zhì)上是一種穩(wěn)定器，它緊緊套在鉆抨上，并和鉆桿一起回轉(zhuǎn)，保護(hù)鉆桿及接頭，減少磨損，還可使鉆具工作穩(wěn)定，減小半波彎曲的撓度，改善鉆桿受力狀況。

2.4 鉆機(jī)配用扭矩限制器

當(dāng)孔內(nèi)阻力很大，接近抗扭強(qiáng)度極限時(shí)，機(jī)械式扭矩限制器的銷釘剪斷，切斷動(dòng)力，使鉆桿停轉(zhuǎn)。電動(dòng)式扭矩限制器中的過電流繼電器發(fā)生作用，發(fā)出警報(bào)信號(hào)或切斷電源，以免在扭力過大時(shí)折斷鉆桿。

3 鉆桿折斷事故的處理方法

3.1 判別絲錐對(duì)上斷頭和吃扣的方法

如果孔內(nèi)的絲錐斷頭，在孔口用管鉗擰動(dòng)鉆桿時(shí)，越擰越上勁，用手輪壓起鉆具時(shí)感到沉重，用壓力指示器稱重時(shí)，讀數(shù)是全部鉆具的重量，表明已經(jīng)撈上斷頭。

如果絲錐未對(duì)上，而插到斷頭的側(cè)面，可從機(jī)上余尺變少判別。倘若余尺情況不清，則需要從吃扣的具體反應(yīng)加以判斷。一是絲錐擠到斷頭與孔壁之間，此時(shí)在孔口回轉(zhuǎn)鉆桿，愈回轉(zhuǎn)感到勁兒愈大，但大到一定程度后，啪啦響一下，就沒有勁兒了。再回轉(zhuǎn)，又感到有勁兒，繼續(xù)扭轉(zhuǎn)時(shí)，啪啦一聲，又沒勁兒了。重復(fù)往復(fù)，說明肯定沒有套上斷頭。二是絲錐插到孔壁里，此時(shí)在孔口回轉(zhuǎn)鉆具時(shí)，會(huì)感到回轉(zhuǎn)阻力均勻，即不增不減，且無套扣聲，有時(shí)開始回轉(zhuǎn)有勁兒，但過一會(huì)勁兒又慢慢減小。下面總是無聲，提動(dòng)鉆具向下接觸時(shí)，無明顯的振動(dòng)力。

有時(shí)絲錐雖然對(duì)上斷頭，但也套不上，其表現(xiàn)是回轉(zhuǎn)鉆具始終沒有勁兒。原因是斷頭不規(guī)整，絲錐不能完全扣上斷頭，斷頭太細(xì)，頂?shù)侥附z錐內(nèi)膛上。

絲錐下到一定孔深后被阻，似乎碰到了斷頭，但在孔口回轉(zhuǎn)鉆桿時(shí)沒有勁兒，而機(jī)上余尺又變多，這多半是斷頭上部被坍塌物堵塞。

3.2 鉆桿斷脫處理

斷頭是平齊或完整的鉆桿、接頭或接箍。采用同級(jí)的普通公錐或母錐撈取。如果鉆具跑鉆、脫扣，還可用原來上部的接頭、接箍或鉆桿絲扣直接對(duì)取。斷頭是較大的斜岔，或有劈岔，這種情況一般出現(xiàn)在鉆桿部分?？捎猛ㄐ哪稿F或卡管器撈取，也可用鋼球式撈管器打撈。鋼球式撈管器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，使用效果好。加工鋼球接頭時(shí)，要注意斜眼的錐度，以鋼球放到底跑不出來為準(zhǔn)。鋼球要露出2/5，鋼球?yàn)閮膳?，互?20°，鋼球到斜眼底的內(nèi)徑為48 mm，還可將撈管器做成反扣。當(dāng)孔內(nèi)事故鉆具阻力較大，拉不動(dòng)時(shí)，說明事故鉆桿斷頭嚴(yán)重彎曲。用導(dǎo)向和扶正的方法都不能使絲錐對(duì)上鉆桿斷頭時(shí)，應(yīng)考慮把斷頭割掉，再用絲錐打撈。

3.3 彎曲斷頭處理

導(dǎo)向管能套上斷頭，但對(duì)不上。應(yīng)使用帶導(dǎo)向管的平面銑刀，把鉆桿彎曲的斷頭磨掉，再用絲錐打撈。導(dǎo)向管套不上斷頭，此時(shí)可改用長(zhǎng)的巖心管做導(dǎo)向，下面接鐵鉆頭，把彎曲斷頭割掉一部分。然后用平面銑刀磨掉彎頭，用絲錐撈取。用以上方法割彎曲斷頭時(shí)，應(yīng)采用慢轉(zhuǎn)數(shù)、輕壓力的方法，不要忙于給進(jìn)，避免把斷頭劈開或鉆頭順鉆桿坡面下滑。

3.4 插釬事故處理

發(fā)現(xiàn)鉆桿折斷，立即停車。用原鉆具的上部就地探測(cè)下部斷頭。如探幾次都碰不上，也無插過斷頭的跡象，表明鉆桿可能甩脫一部分，插到了下部。

立即提鉆。如果提上來鉆桿的最下部是完整的絲扣，通常是鎖接頭的公接頭出現(xiàn)了甩管。

查明主、副頭的相互關(guān)系。把新的或半新的鉆桿公接頭用鉆桿下入孔內(nèi)，逐根丈量降下的鉆桿長(zhǎng)度，直到碰著孔內(nèi)鉆桿頭為止。準(zhǔn)確記下孔深數(shù)據(jù)，用管鉗轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿上扣。如已上扣，表明甩掉的鉆桿位于斷頭之上，即副頭高于主頭，如果套不上扣，表明甩掉的鉆桿可能跑到斷頭的下部，即主頭高于副頭。

用反絲鉆桿繼續(xù)反孔內(nèi)鉆具。如果反出原來的鉆桿斷頭，表明主頭已取出。應(yīng)計(jì)算主、副頭的孔深，并確定兩個(gè)頭的距離。只要主頭和副頭不是兩個(gè)接頭擠在一起，就可繼續(xù)反主頭或副頭。

如果反到兩個(gè)接頭擠在一處，則不能再下絲錐，應(yīng)采用磨的方法處理?？上氯胫睆?5 mm的平底切鐵鉆頭，切割相擠處。磨掉一個(gè)鉆桿鎖接頭或中間接箍，就可解除擠夾狀態(tài)。

磨掉鎖接頭或接箍后，下帶導(dǎo)向罩的絲錐，對(duì)上事故頭后返回。直到把副頭(活頭)事故鉆桿全起出后，剩下的主頭(死頭)可按斷脫鉆桿方法處理。