礦山地質(zhì)鉆探中液壓推進(jìn)設(shè)備的維護(hù)及保養(yǎng)

彭儒金

（湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院探礦機(jī)械研制中心，湖南 長(zhǎng)沙 410100）

對(duì)液壓推進(jìn)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，工作人員首先應(yīng)掌握液壓推進(jìn)設(shè)備的特點(diǎn)，然后了解設(shè)備的工作參數(shù)，工作參數(shù)包括流量、壓頭、功率、效率、沖次以及泵壓，根據(jù)原理和參數(shù)，工作人員實(shí)施具體的維護(hù)和保養(yǎng)措施，具體維護(hù)和保養(yǎng)內(nèi)容如下，一是機(jī)械密封、二是潤(rùn)滑系統(tǒng)、三是活塞、四是安全閥，維護(hù)和保養(yǎng)期間，工作人員還應(yīng)不同的事項(xiàng)，有助于提升維護(hù)和保養(yǎng)質(zhì)量。

1 液壓推進(jìn)設(shè)備的基本概述

1.1 液壓推進(jìn)設(shè)備特點(diǎn)

液壓推進(jìn)設(shè)備主要用于基礎(chǔ)的工程地質(zhì)勘查孔鉆進(jìn)工作實(shí)施過程中。由鉆機(jī)、泥漿泵和三腳架等組成。鉆機(jī)常為沖擊式、轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)一沖擊復(fù)合式或動(dòng)力頭復(fù)合式。此設(shè)備的主要特點(diǎn)是：

（1）鉆機(jī)組具有沖擊、回轉(zhuǎn)、振動(dòng)、靜壓等施工方法中的兩種或兩種以上的組合功能，能夠適應(yīng)松散復(fù)雜地層中鉆進(jìn)、取樣和工程地質(zhì)孔內(nèi)試驗(yàn)的要求。

（2）多為自行式或拖引式整體裝載，運(yùn)移靈活，適應(yīng)工程地質(zhì)勘查孔單孔施工周期短、搬遷頻繁的需要。

圖1 液壓推進(jìn)設(shè)備

（3）鉆進(jìn)能力，一般可鉆孔的終孔直徑為76mm～110mm、鉆孔深度多為50m以內(nèi)，少數(shù)達(dá)到100m，個(gè)別設(shè)備能力更大。

使用液壓推進(jìn)設(shè)備對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行鉆探過程中，會(huì)向鉆探口釋放沖洗液，利用沖洗液將對(duì)鉆頭進(jìn)行冷卻處理，同時(shí)沖洗液會(huì)將產(chǎn)生的地質(zhì)結(jié)構(gòu)傳輸至地面，最終完成礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)的鉆探工作。在設(shè)備結(jié)構(gòu)中，使用活塞帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸與鉆頭連接，采用順時(shí)針的方式，鉆頭進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，用于進(jìn)行地質(zhì)鉆探。在鉆探地質(zhì)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還會(huì)對(duì)鉆孔以及設(shè)備進(jìn)行清洗，清洗的鉆孔方便后續(xù)的地質(zhì)研究，清洗后的液壓推進(jìn)設(shè)備，會(huì)避免出現(xiàn)卡澀的情況，使設(shè)備能夠保持長(zhǎng)久的運(yùn)行能力。

1.2 液壓推進(jìn)設(shè)備工作參數(shù)

1.2.1 流量

在單位時(shí)間內(nèi)，液壓推進(jìn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的液體量稱為流量，并且單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的液體量，會(huì)按照體積進(jìn)行計(jì)算。正常情況下，流量使用每秒升或者每小時(shí)立方米表示。在計(jì)算流量過程中，會(huì)計(jì)算兩種流量，一種為平均流量、另一種為瞬時(shí)流量，許多情況下會(huì)計(jì)算平均流量。

1.2.2 壓頭

液壓推進(jìn)設(shè)備在運(yùn)行過程中，產(chǎn)生的液體或者液柱，形成的高度差稱為壓頭。泥漿灌入到鉆孔中，液體或者液柱產(chǎn)生的壓力，會(huì)使鉆孔充滿泥漿。

1.2.3 功率和效率

物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功或者轉(zhuǎn)換的能量，稱為功率。在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，稱為單位時(shí)間，設(shè)備在做功過程中，向泵軸傳遞的功稱為輸入功率。在單位時(shí)間內(nèi)，液壓推進(jìn)設(shè)備將做出的功轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)生鉆探量，稱為有效功率。在計(jì)算設(shè)備的工作效率時(shí)，會(huì)將有效功率除以輸入功率，產(chǎn)生的結(jié)果作為效率。

1.2.4 沖次

在單位時(shí)間內(nèi)，液壓推進(jìn)設(shè)備內(nèi)部活塞反復(fù)做功的次數(shù)，稱為沖次。

1.2.5 壓力參數(shù)

在上述工作參數(shù)中，液壓推進(jìn)設(shè)備保持在正常的運(yùn)行狀態(tài)，需要不斷增加排量，同時(shí)減少承受的壓力。設(shè)備產(chǎn)生排量時(shí)，以分為計(jì)算單位，每分鐘內(nèi)液壓推進(jìn)設(shè)備產(chǎn)生的排量，可以看做是液壓推進(jìn)設(shè)備的排量。為提高設(shè)備的排量，需要調(diào)整其孔徑，增加孔徑會(huì)增加排量，同時(shí)借助沖洗液，有助于增加排量?，F(xiàn)階段液壓推進(jìn)設(shè)備的排量，會(huì)設(shè)定在每分鐘0.3m~1.0m范圍內(nèi)，但是受到鉆孔底部壓力的影響，會(huì)使排量發(fā)生變化，如果鉆孔的深度不斷增加，會(huì)使設(shè)備的鉆頭受到較大的壓力，減輕受到的壓力，需要調(diào)整鉆頭的孔徑，才能減輕鉆頭受到的壓力。工作人員需要在液壓推進(jìn)設(shè)備上安裝壓力表，根據(jù)壓力表變化，掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，如果液壓推進(jìn)設(shè)備受到的壓力超過承載范圍，壓力表會(huì)及時(shí)顯示數(shù)值，工作人員可以快速調(diào)整孔徑，或者減緩排量，有助于減輕壓力。

1.2.6 液壓推進(jìn)設(shè)備安全使用細(xì)則

（1）推進(jìn)機(jī)必須安裝在穩(wěn)固的基礎(chǔ)架或地基上，不應(yīng)有松動(dòng)。

（2）啟動(dòng)前應(yīng)檢查：①各連接部位應(yīng)緊固；②電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)正確；③離合器靈活可靠；④管路連接牢固，密封可靠，底閥靈活有效。

（3）啟動(dòng)前，吸水管、底閥及泵體內(nèi)必須注滿引水，壓力表緩沖器上端應(yīng)注滿油。

（4）用手轉(zhuǎn)動(dòng)，使活塞往復(fù)兩次，無阻梗時(shí)方可空載啟動(dòng)。啟動(dòng)后，待運(yùn)轉(zhuǎn)正常，再逐步增加荷載。

（5）運(yùn)轉(zhuǎn)中，應(yīng)注意各密封裝置的密封情況，必要時(shí)加以調(diào)整，拉桿及輔桿要經(jīng)常涂潤(rùn)滑油。

（6）運(yùn)轉(zhuǎn)中，應(yīng)經(jīng)常測(cè)試含沙量不得超過10%。

（7）有幾檔速度的液壓推進(jìn)設(shè)備，為使飛濺潤(rùn)滑可靠，應(yīng)在每班運(yùn)轉(zhuǎn)中將幾檔速度分別運(yùn)轉(zhuǎn)，時(shí)間均不少于30min。

（8）嚴(yán)禁在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，需要變速時(shí)應(yīng)暫停設(shè)備后再進(jìn)行換檔。

（9）長(zhǎng)期停用時(shí)，應(yīng)徹底清洗各部泥沙、油垢，將曲軸箱內(nèi)潤(rùn)滑油放盡，并采取防銹、防腐措施。

2 液壓推進(jìn)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的必要性

液壓推進(jìn)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的必要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)，將其分為兩個(gè)部分，分別為動(dòng)力結(jié)構(gòu)和液力結(jié)構(gòu)，兩個(gè)結(jié)構(gòu)的運(yùn)行方式不同，加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)，可以使兩個(gè)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)運(yùn)行，提高液壓推進(jìn)設(shè)備的運(yùn)行能力；第二，通過全面的維護(hù)保養(yǎng)，會(huì)有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)間，避免在使用中出現(xiàn)故障，影響地質(zhì)鉆探工作正常的進(jìn)行；第三，加大維護(hù)和保養(yǎng)，可以獲得更加全面的地質(zhì)鉆探數(shù)據(jù)，為地質(zhì)鉆探以及研究工作提供重要的參考依據(jù)。

3 液壓推進(jìn)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的具體措施

3.1 加強(qiáng)日常管理

在進(jìn)行鉆探施工過程中，由于液壓推進(jìn)設(shè)備處于長(zhǎng)時(shí)間使用狀態(tài)，需做好設(shè)備的管理工作，管理內(nèi)容包括維護(hù)和保養(yǎng)，有助于設(shè)備始終處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。加強(qiáng)日常管理，是提升液壓推進(jìn)設(shè)備運(yùn)行效率的有效途徑，具體管理工作如下：第一，建立責(zé)任區(qū)域，采用責(zé)任制，將液壓推進(jìn)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)工作，分別落實(shí)在參與鉆探工作人員的身上。在建立的責(zé)任區(qū)域內(nèi)，工作人員應(yīng)對(duì)液壓推進(jìn)設(shè)備進(jìn)行檢查，在使用中及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題，然后在停止鉆探時(shí)，組織技術(shù)人員進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)；第二，礦山工程施工企業(yè)應(yīng)成立巡查小組，對(duì)液壓推進(jìn)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作進(jìn)行專項(xiàng)檢查，在檢查過程中，發(fā)現(xiàn)施工人員存在違規(guī)操作或者設(shè)備存在故障問題未能及時(shí)處理，巡查小組按照管理要求，向相關(guān)施工人員提出警告，嚴(yán)重情況扣除施工人員獎(jiǎng)金；第三，施工企業(yè)應(yīng)組織人員，進(jìn)行設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過程中，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式，一方面豐富施工人員的理論內(nèi)涵，另一方面提升施工人員維護(hù)和保養(yǎng)能力；第四，施工企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)人員預(yù)防意識(shí)的培養(yǎng)，增加宣傳提高施工人員意識(shí)，使施工人員可以做好預(yù)防工作，避免液壓推進(jìn)設(shè)備出現(xiàn)無法使用的情況。

3.2 機(jī)械密封

使用液壓推進(jìn)設(shè)備進(jìn)行地質(zhì)鉆探，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)中會(huì)產(chǎn)生較多的液相和固相物質(zhì)，極易進(jìn)入到設(shè)備中，加強(qiáng)設(shè)備的密封處理，是液壓推進(jìn)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作的重點(diǎn)。在密封工作中，在液壓推進(jìn)設(shè)備旋轉(zhuǎn)軸位置，作為密封處理的重點(diǎn)區(qū)域，工作人員應(yīng)采用貼合材料，減緩旋轉(zhuǎn)軸位置流體的流動(dòng)速度，并將產(chǎn)生的流體快速運(yùn)至地面，可以獲得良好的密封效果。

在液壓推進(jìn)設(shè)備密封處理過程中，提高密封質(zhì)量，會(huì)使設(shè)備保持在穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。如果密封處理不當(dāng)，不僅會(huì)使設(shè)備無法正常運(yùn)行，還會(huì)破壞其內(nèi)部構(gòu)件，如轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中，進(jìn)入到轉(zhuǎn)子的液相和固相物質(zhì)，會(huì)使轉(zhuǎn)子出現(xiàn)較為明顯的竄動(dòng)情況，導(dǎo)致設(shè)備無法正常進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。液壓推進(jìn)設(shè)備進(jìn)入到指定的區(qū)域，會(huì)加大做功，一旦做功負(fù)荷超過上限，會(huì)使液壓推進(jìn)設(shè)備機(jī)械出現(xiàn)損壞情況，導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備無法修復(fù)。

3.3 潤(rùn)滑系統(tǒng)

工作人員應(yīng)加大潤(rùn)滑系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)力度，提高潤(rùn)滑系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)投入，要求工作人員使用高質(zhì)量的潤(rùn)滑油，保證潤(rùn)滑油油脂清潔，才能提高潤(rùn)滑質(zhì)量。工作人員采用定期維護(hù)保養(yǎng)方式，在每月的固定時(shí)間，更換液壓推進(jìn)設(shè)備的潤(rùn)滑油。如果液壓推進(jìn)設(shè)備在使用中，出現(xiàn)高溫情況導(dǎo)致液壓推進(jìn)設(shè)備無法使用，工作人員應(yīng)重點(diǎn)檢測(cè)軸承位置的潤(rùn)滑油，以及采用聲音檢測(cè)方式，通過聲音判斷軸承是否出現(xiàn)故障。如果出現(xiàn)聲音異常的情況，需要工作人員更換軸承元件，同時(shí)更換潤(rùn)滑系統(tǒng)。

工作人員應(yīng)定期對(duì)液壓推進(jìn)設(shè)備整個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行檢查，在檢查中對(duì)每個(gè)位置的潤(rùn)滑構(gòu)件以及潤(rùn)滑油進(jìn)行檢查，如果構(gòu)件和潤(rùn)滑油出現(xiàn)問題，工作人員更換構(gòu)件的同時(shí)，還應(yīng)更換潤(rùn)滑油，使用潔凈高性能的潤(rùn)滑油，可以在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，充分發(fā)揮潤(rùn)滑油的性能，使設(shè)備每個(gè)構(gòu)件均能正常的運(yùn)行，設(shè)備在正常運(yùn)行期間，一般不會(huì)出現(xiàn)異常的聲音，工作人員可以通過聲音，判斷潤(rùn)滑構(gòu)件以及潤(rùn)滑油更換是否正確。加強(qiáng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)，可以減少機(jī)械能的損耗，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。

3.4 活塞和安全閥

活塞和安全閥在維護(hù)以及保養(yǎng)過程中，工作人員應(yīng)重點(diǎn)檢查組成活塞的構(gòu)件，包括活塞型、卡簧以及壓板等，活塞會(huì)帶動(dòng)液壓推進(jìn)設(shè)備的構(gòu)件進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使活塞保持良好的往復(fù)狀態(tài)，提高活塞的運(yùn)動(dòng)能力，是活塞維護(hù)和保養(yǎng)的重點(diǎn)，一般定期更換活塞，使新的活塞可以承擔(dān)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓力。在安全閥維護(hù)保養(yǎng)過程中，應(yīng)堅(jiān)持定期檢測(cè)原則，每周對(duì)安全閥進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在養(yǎng)護(hù)中使用具有潤(rùn)滑性質(zhì)的油脂，并且及時(shí)更換安全閥中出現(xiàn)磨損情況的元件，使安全閥一直處于正常工作狀態(tài)，如果設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)問題，安全閥會(huì)控制設(shè)備的運(yùn)行過程，避免發(fā)生安全事故。

3.5 液壓推進(jìn)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的注意事項(xiàng)

液壓推進(jìn)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)注意事項(xiàng)如下：第一，檢測(cè)套缸是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)；第二，檢測(cè)篩除泥器是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)；第三，檢測(cè)除砂器是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)；第四，檢測(cè)篩泵是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)。在檢測(cè)上述裝置時(shí)，如果其中一個(gè)裝置出現(xiàn)問題，需要工作人員首先更換安全銷，然后啟動(dòng)更換安全銷的液壓推進(jìn)設(shè)備，檢測(cè)設(shè)備是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如果未能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要逐一鑒檢測(cè)上述裝置，通過安全銷，可以判斷上述裝置的運(yùn)行情況。此外在維護(hù)保養(yǎng)工作中，如果液壓推進(jìn)設(shè)備的使用時(shí)間超過兩年，工作人員應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面的檢測(cè)，檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件出現(xiàn)問題后，一般采用更換的方式，使用新的構(gòu)件代替磨損的構(gòu)件，同時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行清理工作，減少內(nèi)部雜質(zhì)，避免液壓推進(jìn)設(shè)備受到雜質(zhì)的影響無法正常工作。

4 結(jié)語

綜上所述，在地質(zhì)鉆探工作中，會(huì)廣泛使用液壓推進(jìn)設(shè)備，做好設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)工作，一方面有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低鉆探成本，另一方面提高礦山地質(zhì)鉆探效率，以獲取更加全面的地質(zhì)數(shù)據(jù)。