英格爾EP－1000型便攜式鉆機在貴州省使用中的突出問題探析

摘要：為了解英格爾EP－1000型便攜式鉆機在貴州省的具體使用情況，比如，能否適應貴州的地形地貌，能否充分發(fā)揮便攜式鉆機優(yōu)勢，是否存在其他的突出問題，是否滿足鉆探要求，能否降低勞動強度，能否節(jié)約鉆探成本等，本文首先分析貴州省的地理位置、氣候及特殊的地質地貌，其次介紹英格爾EP－1000型便攜式鉆機主要特點，最后結合“大精查項目”正安縣鋁土礦勘查工地具體使用情況探討使用中存在的突出問題，旨在為日后的購置選擇提供參考。

關鍵詞：便攜式鉆機；貴州??；突出問題

一、概況

近年來，國家對環(huán)保日益重視，要求全社會貫徹綠色發(fā)展理念，促進人與自然和諧共生，尊重自然、順應自然、保護自然，踐行“綠水青山就是金山銀山”的理論。在勘查工作中，貫徹落實生態(tài)文明建設要求，以綠色發(fā)展為目的，通過科學理念，技術手段創(chuàng)新，以地質勘查全過程的“綠色化”“生態(tài)化”為主要內容和途徑，從源頭上保護環(huán)境，最大程度上減少礦產勘查過程中對生態(tài)環(huán)境的擾動和影響，實現(xiàn)礦產資源勘查對生態(tài)環(huán)境擾動和影響的可控制、可恢復以及可接受的綠色勘查，是地勘單位對理念的具體實踐。模塊化設計制造的便攜式鉆機以其結構輕便、易于搬遷、占地小、對環(huán)境破壞少等優(yōu)點得到廣泛推廣。

貴州省簡稱“黔”或“貴”，位于東經103°36～109°35、北緯24°37～29°13之間，地處我國的西南地區(qū)，東連湖南省，南鄰廣西壯族自治區(qū)，西接云南省，北瀕四川省和重慶省，全省面積17萬6千平方公里，是云貴高原的組成部分，位于云貴高原東部，四川盆地與廣西、湘西盆地和丘陵之間的高原和山區(qū)，是一個地質環(huán)境脆弱，地質災害多發(fā)，但山川秀麗、氣候宜人、民族眾多、資源富集、發(fā)展?jié)摿薮蟮氖》荨?/p>

貴州省氣候溫暖濕潤，屬于亞熱帶濕潤季風氣候，降水較多，日照較少，陰天較多，常年相對濕度在70%以上，平均氣溫在15℃。由于緯度較低，大部分地區(qū)的氣候冬無嚴寒，夏無酷夏，通常1月份最冷，平均溫度在3～8℃之間；7月份最熱，平均溫度在18～26℃之間，氣候宜人，屬于典型的夏涼地區(qū)，是避暑天堂。

貴州省在我國西部高原山地，境內地勢西高東低，自中部向北、東、南三面傾斜，平均海拔在1100m。地貌區(qū)域分類明顯，類型復雜多樣，深受地質構造控制，山脈高聳、切割強烈、嶺谷高差明顯，素有“八山一水一分田”之說。貴州地貌可概括為高原山地、丘陵和盆地三種基本類型，其中92.5%的面積為山地和丘陵，境內山脈眾多，重巒疊嶂，綿延縱橫，山高谷深，巖溶地貌發(fā)育非常典型。模塊化設計制造的便攜式鉆機以其結構輕便，易于搬遷，占地小，對環(huán)境破壞少等優(yōu)點是貴州地貌礦產勘查的佳配。在“大精查項目”正安鋁土礦勘查工地就引進了一臺英格爾EP－1000型便攜式鉆機施工。

二、鉆機簡介

（一）特點

英格爾EP－1000型鉆機是廣東省珠海市英格爾特種鉆探設備有限公司生產的一種便攜式鉆機，配套鉆桿為無錫鉆探工具廠生產的HTW和NTW繩索取芯薄壁鉆桿，該鉆機的主要特點有：

第一，模塊化、輕量化設計，最重模塊小于180kg，拆裝快速、可人工搬運，在交通條件落后的地區(qū)可用人工或馱馬通過小道運送，可以節(jié)省修建臨時道路的投資，縮短勘探工期，節(jié)省勞動力，降低搬運風險和成本。

第二，桅桿式鉆架結構，無需鉆塔，不用上塔操作，可以減少上塔操作的安全風險，增加操作的安全系數(shù)，還可以45°～90°任意角度鉆進。

第三，頂驅式動力頭，1.83m長行程導軌，油缸推進，不用反復倒桿，導向性和定向性較好。

第四，配置四臺日本久保田原裝進口的渦輪增壓發(fā)動機，動力強大。

第五，機臺占地面積16m2，無需基礎工程，解決平整機臺時土石方的大量開挖砍伐較多林木，可以減少對植被和環(huán)境的破壞，降低對鉆探臨時租用土地的賠償金額，從而最大程度上保護施工現(xiàn)場及周邊環(huán)境。

第六，全液壓傳動，操作性強，液壓自動卸扣，勞動強度??；無極調速，可開高速，鉆進過程穩(wěn)定，震動小；可實時掌握孔內情況，有限壓保護。

第七，薄壁金剛石繩索取心鉆探工藝，鉆速及鉆頭壽命高，純鉆進時間利用率高，巖礦心采取率高；巖礦心品質優(yōu)良，結構清晰，完整度好，純潔性高；工人勞動強度低，鉆探成本低。

（二）鉆機參數(shù)

三、施工過程

施工地點位于黔北腹地貴州省遵義市正安縣班竹鎮(zhèn)高原村坳口組，山大坡陡、道路狹窄，石灰?guī)r地層，裂隙、溶洞發(fā)育。英格爾EP－1000型便攜式鉆機與2020年7月10日進場，7月17日開工，設計鉆孔深度630m，鉆進工藝為繩索取芯鉆進，NTW口徑終孔，在施工初期20多米處遇到大溶洞，因無法繼續(xù)鉆進而移孔，通過斜孔鉆進完成。重新施工后，又遇多層溶洞，且因裂隙孔內漏水，鉆進過程多次遇到事故。

四、突出問題

（1）英格爾EP－1000型便攜式鉆機油路系統(tǒng)使用的是齒輪泵和2個擺線馬達，無法進行變量調速控制，導致動力頭轉速必須依靠互換高、低速馬達，如圖1所示，然后調節(jié)柴油機的轉速實現(xiàn)高轉速，給油量越大，轉速越高，油耗較高。

（2）為了突出輕便和便攜的特點，英格爾EP－1000型便攜式鉆機扭矩?。ㄗ畲笈ぞ?100N.m），桅桿鉆架上沒有設計主提升卷揚機，提升力小，處理事故能力不足，處理事故耗時長，容易造成埋鉆廢孔，如圖2所示。

（3）英格爾EP－1000型便攜式鉆機機臺面積小（4m×4m×5.3m），不便于鉆桿、鉆具的堆放，必須在機臺外面設置堆放場地，如圖3所示，使用1.5m長的薄壁短鉆桿，在中深孔施工時，員工不但要增加擰卸鉆桿次數(shù)，還要頻繁往返取放鉆桿，增加了勞動強度，鉆進施工效率也相對較低。

（4）英格爾EP－1000型便攜式鉆機價格昂貴，在施工任務不多的情況下，難以發(fā)揮鉆機效能，短時間難以收回成本，會造成閑置浪費。

五、問題分析

通過現(xiàn)場參觀和座談交流了解，也與該工地施工的其他各種類型鉆機進行對比（該工地目前有十幾臺立軸式鉆機、全液壓動力頭鉆機等在施工），經過分析，筆者認為，英格爾EP－1000型便攜式鉆機之所以會存在這些突出問題，主要原因是便攜式鉆機為實現(xiàn)拆裝快速、可人工搬運，著力突出輕便和便攜的特點。

（一）油耗過高的主要原因

（1）目前進行斜孔施工過程中，鉆桿與孔壁接觸面積大，導致摩擦阻力大，造成EP－1000型便攜式鉆機負荷大，從而造成油耗高的問題。

（2）事故處理能力不強，遇到事故時處理所花費的時間較長。

（3）油路系統(tǒng)無法進行變量調速控制，沒有設計使用變量泵和變量馬達，使用的是齒輪泵和2個擺線馬達，動力頭高、低轉速靠兩個高、低速馬達互換后，依靠調節(jié)柴油機的轉速來實現(xiàn)（通俗的講是轟油門調速）。第1種油耗高的情況在以后非斜孔施工時會得到改善，可以降低一定的油耗，第2和第3種情況是這種英格爾EP－1000型便攜式鉆機固有的不足，不能改善。

在同一施工地點，同一地層和相同鉆進深度，油耗是立軸鉆機（黃海XY－44立軸式鉆機）3倍左右，是其他全液壓動力頭鉆機（天合眾邦CSD－1800全液壓動力頭鉆機）的1.5倍左右?？偟膩砜?，英格爾EP－1000型便攜式鉆機存在油耗高的缺點。

（二）扭矩、提升力小的主要原因

為了減少上塔操作的安全風險，增加操作的安全系數(shù)，可在45°～90°之間任意角度鉆進，突出輕便和便攜特點，該英格爾EP－1000型便攜式鉆機桅桿鉆架上沒有設計主提升卷揚機，配套的鉆桿、鉆具的提升只有靠行程1.5m的行程油缸。扭矩依靠馬達直接帶動鉆桿，扭矩的大小取決于馬達。油缸的行程還制約了配套鉆桿只能選用1.5m的短鉆桿，擰卸鉆桿的次數(shù)基本上是3m鉆桿的一倍，增加了工人勞動強度，鉆進施工效率也相對較低。

六、結語

英格爾EP－1000型便攜式鉆機確實易于搬遷，但為了實現(xiàn)拆裝快速、可人工搬運，突出輕便和便攜特點而導致扭矩不大，不能變量調速等問題。貴州省地形地貌獨特，山大坡陡、道路狹窄，巖溶地貌發(fā)育非常典型，地層復雜，鉆探難度大，事故多，在使用EP－1000型便攜式鉆機時，要予以綜合考慮。

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作者簡介：吳顏林（1982），男，苗族，貴州省黃平縣人，大學本科，中級職稱，主要研究方向為機械，從事機械設計制造工作。