KH—200型回轉鉆機研制與使用

摘要：鉆爆工藝是露天開采的頭道工序，鉆機的技術參數和使用性能決定了鉆爆工序的質量。文章對國電煤業集團公司西露天礦自主研制的KH-200回轉鉆機的主要技術參數和功能作用進行了具體剖析，旨在提高鉆進質量，使經濟效益最大化，同時也為本行業開展同類采礦項目建設提供參考依據。

關鍵詞：KH-200型回轉鉆機 研制 使用

國電平莊煤業集團公司西露天礦是1958年我國自行設計建設的中型露天礦。地址在內蒙古赤峰市元寶山區境內的哈爾腦山下，是典型的丘陵地貌。煤炭的年產量200萬噸，開采方式為軌道機車運輸。由于是在山區開采，加上剝離層厚，所以采剝比大，最大時達到1：12。當時擔負著煤和巖層掌子的鉆孔設備是原蘇聯產的QY-20-2型沖擊鉆機。高峰時共有22臺這樣的鉆機進行工作。由于該型鉆機依靠矸頭自重沖擊鉆孔，它的排渣方式是孔內注水稀釋成泥漿用抽泵抽出，工作效率低。再加上地況不同，注水程度不易掌握，成孔率低。由于是注水作業每臺鉆機要配備3至5個蓄水桶。每道掌子平盤都要鋪設供水管路。工人要經常移設管路。冬季氣溫低蓄水桶結冰，工人要用火溶化后才能使用。勞動強度大，作業環境差，嚴重地制約了生產效率。

鉆爆工藝是露天開采的頭道工序，由于鉆孔工藝的落后，使得生產計劃難以完成，嚴重影響了礦內生產的其它環節，使產量多年在100萬噸左右徘徊。

80年代初期，我國出現了較先進的新型鉆機。露天礦先后引進了KY-250型牙輪鉆機和KQ-200型潛孔鉆機。這兩種新型鉆機對礦內硬度高的玄武巖和風化玄武巖掌子的推進起到了很大的作用。但是由于該型鉆機體積龐大，整機重達40噸。我礦的鐵路運輸平板車的載重量僅為20噸，所以不能進行整機吊運作業。并且該型鉆機在中軟巖的鉆孔時投入成本大，能耗較高。有時還會出現糊鉆頭的情況，使生產效率大大地降低。所以該型鉆機鉆孔的作業范圍有很大的局限性。

根據礦生產的實際需要，礦領導班子決定自主研制中軟巖鉆機。還成立了由工程技術人員和優秀技工組成的專業研制隊伍，當時對將要研制的新型鉆機做出以下要求：

①機重不超過18噸。不超高、不超寬。具有機動靈活的特點。隨時根據生產工程安排在各掌子平盤間用鐵道平板車進行吊運。②工作效率要高于бy-20-2型沖擊鉆機。③排碴方式要改變孔內注水稀釋的方式，進而取消坑下的供水管路。減少工人的勞動強度和改善作業環境。④鉆機的自制部件要在本礦機修廠加工能力范圍內，盡量減少外委加工，以減少制作成本。

研制人員到位后，對鉆機鉆孔原理進行了仔細的分析和比較。牙輪鉆機的鉆孔原理是靠回轉器自重和加載軸向壓力方式在鉆孔內旋轉鉆頭對巖石進行碾碎、排渣后成孔。潛孔鉆機是靠沖擊器在鉆孔內產生高頻振動沖擊擊碎巖石排渣后成孔。沖擊鉆機是靠釬頭自重沖擊成孔。這三種形式是當時鉆機的主要鉆孔形式。由于牙輪鉆機鉆頭昂貴，在當時依賴國外進口。潛孔鉆機沖擊器制作工藝復雜，我礦機修廠不能制作。

如何找到適合中軟巖且效率較高的鉆孔形式呢？研制人員做了大量的調研工作。經過反復的探索和研究，終于在機械鉆床鉆孔的啟發下，決定試制靠切割形式來完成鉆孔的鉆機，并命名為回轉鉆機。它的排渣方式為風力排渣。方案確定后，研制人員立即進行設計制作，根據巖種的不同制作不同形式的三角形回轉鉆頭。由于回轉鉆機的排渣方式為風力排渣，如何解決風力排渣問題呢？研制人員知道牙輪鉆機和潛孔鉆機排渣方式是用機載螺桿式風泵產生風源進行排渣，效果較好。但是該泵體積大，自重也較重，對作業環境要求較高（主要是粉塵污染），并要保持充分稀油潤滑。所以該泵是安裝在密封較好的機棚內。可是回轉鉆機受吊運條件的限制，在不能超重超寬的情況下是無法安裝在回轉鉆機機體上。并且機械平臺是敞開式的，粉塵污染難以克服。如何找到理想的排渣風源成了亟待解決的難題。研制人員經過各個方面的分析和比較，確定用TSZ-200型羅茨風機作為風源。該風機與螺桿泵比較，它的體積小，重量輕，對環境污染要求低，而且采用干油潤滑。雖然風壓低，但是30m3/分的排風量能滿足孔內排渣要求。適用于敞開式機械平臺安裝，并且維修方便，成本低。它的缺點是噪音大，需在吸排風口處增設消音設備。

經過幾年的不斷改造與試驗。最后研制出較理想的機型，并給該型鉆機命名為KH-200型回轉鉆機。KH是礦用回轉漢語拼音字頭的縮寫。鉆孔直徑為ф200毫米，單桿鉆孔深度8米，雙桿深15米。完全能滿足露天礦采剝掌子、穿釓爆破的生產需求。該型鉆機重為17噸，可用礦內鐵路平板車進行靈活運輸。另外該鉆機的行走機構動力強，不用吊車吊運。借助于特制的上平板拍子可靈活自如上下平板車。減少了吊卸時容易產生的安全事故。并節省運輸時間和人工。對比бY-20-2型沖擊鉆機每班鉆孔深6米/7小時的效率。KH-200型回轉鉆機每班鉆孔深達90米/7小時，是它的15倍。并且全部取消了供水管路。節省生產成本并達到改善職工作業環境的目的。露天礦先后研制了5臺回轉鉆機。其中4臺投入到生產作業當中，一臺廠內檢修備用。原有的22臺沖擊鉆機全部被淘汰，徹底解決了鉆孔工作落后的局面，使我礦的生產任務節節升高。最高年產量達到280萬噸。KH-200型回轉鉆機為我礦生產任務取得好成績做出了貢獻。（見下圖）

通過KH-200回轉鉆機的研制，露天礦培養出一大批優秀的員工，在不同的工作崗位上發揮著他們的聰明才智。鉆機的研制成功也是消化吸收先進的生產工藝過程，開拓了視野。如采用KY-250型牙輪鉆機的滑差電機加壓系統取代了前期回轉鉆機的汽缸加壓系統，使之加壓軸力增大，更平穩可靠。采用牙輪鉆機鉆架中心設置送桿機構取代前期鉆架旁懸掛搖臂送桿機構，使鉆架受力更合理更穩固，減少了鉆架開裂的故障。用新型的SXW9-43擺線減速器和YOX-340A液力偶合器組成的走行機構，取代原來使用的老式減速器和對輪式結構的走行機構，充分發揮了擺線減速器的速比大、體積小，傳動扭力大。運輸平穩噪音小的特點。液力偶合器用作聯軸器較對輪式更能有效的保護電機和機械部分。特別是用羅茨風機做排渣風源更是一大亮點，為鉆機制造行業拓寬了新思路。隨著科學技術的進步，將有新的，更高效的鉆機出現在我國的礦山生產建設中。

參考文獻：

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