煤礦鉆孔機械運行故障預防和處理

張宏君

(龍煤七臺河礦業有限責任公司新鐵煤礦，黑龍江 七臺河 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，可通過發動機聲音、電流表指針、皮帶等的變化來判斷。

鉆具重量輕，通過給進手輪、壓力指示器、指重表可反映出來。如果斷點在鉆具的中心點，壓力表指針會迅速下降；如果斷點在鉆具中心點之下，則壓力表指針可能升高。稱重鉆具時，壓力表讀數會小于鉆具自重，提動鉆具時越輕松，回轉越輕快，說明斷點越靠近上部。

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。如果斷頭沒有錯開，則動力機運轉輕松，不進尺并有磨鐵聲音。如果斷頭橫向錯動，上部鉆桿會從下部斷頭側部突然下降，造成進尺加快假象。當接頭互相接觸擠卡時，會出現間隙里蹩車現象。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，出現蹩泵或跳動現象。減壓鉆進時，鉆具上部折斷會造成立軸向上升的情況。

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

2 鉆桿折斷事故的預防措施

2.1 提高管材加工質量

加工時，鉆桿與其接頭的螺紋必須按要求精密設計。要注意其同心度，內加厚鉆桿接箍兩端螺紋的同軸性偏差在任一端面間不應大于0.5 mm，在1 m長度內不大于1.5 mm。外加厚鉆桿的接箍則不大于0.75 mm，在1m長度內不大于2 mm。螺紋加工好以后，必須進行檢查。螺紋表面光潔度不得小于▽5。螺紋配合應緊密，退刀槽不得深于螺紋底徑。螺紋長度和錐度都必須合格。鉆桿連接后，中心應一致，其彎曲度每米不得超過1 mm。

2.2 嚴格遵守操作規程

正確控制鉆頭壓力，不得盲目加大鉆壓。當鉆具總重量超過孔底鉆頭所需壓力時，要及時減壓鉆進。要加壓均勻，不應忽大忽小。掃孔、擴孔、掃脫落巖心或殘留巖心時，壓力要小，轉數要低，給進要慢，以免阻力過大，扭斷鉆桿。減壓鉆進時，開車前，必須先把鉆頭提離孔底。孔內巖粉過多，阻力過大時，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，應力求緩慢均勻，頂拔力要平穩地增加。鉆具連接部分絲扣要對準并擰緊。認真檢查升降機的制動裝置、提剖器、夾持器、鋼絲繩等是否工作可靠，發現問題應及時處理。

2.3 采用鉆桿膠箍

膠箍實質上是一種穩定器，它緊緊套在鉆抨上，并和鉆桿一起回轉，保護鉆桿及接頭，減少磨損，還可使鉆具工作穩定，減小半波彎曲的撓度，改善鉆桿受力狀況。

2.4 鉆機配用扭矩限制器

當孔內阻力很大，接近抗扭強度極限時，機械式扭矩限制器的銷釘剪斷，切斷動力，使鉆桿停轉。電動式扭矩限制器中的過電流繼電器發生作用，發出警報信號或切斷電源，以免在扭力過大時折斷鉆桿。

3 鉆桿折斷事故的處理方法

3.1 判別絲錐對上斷頭和吃扣的方法

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

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

有時絲錐雖然對上斷頭，但也套不上，其表現是回轉鉆具始終沒有勁兒。原因是斷頭不規整，絲錐不能完全扣上斷頭，斷頭太細，頂到母絲錐內膛上。

絲錐下到一定孔深后被阻，似乎碰到了斷頭，但在孔口回轉鉆桿時沒有勁兒，而機上余尺又變多，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取。斷頭是較大的斜岔，或有劈岔，這種情況一般出現在鉆桿部分。可用通心母錐或卡管器撈取，也可用鋼球式撈管器打撈。鋼球式撈管器結構簡單，容易制造，使用效果好。加工鋼球接頭時，要注意斜眼的錐度，以鋼球放到底跑不出來為準。鋼球要露出2/5，鋼球為兩排，互成120°，鋼球到斜眼底的內徑為48 mm，還可將撈管器做成反扣。當孔內事故鉆具阻力較大，拉不動時，說明事故鉆桿斷頭嚴重彎曲。用導向和扶正的方法都不能使絲錐對上鉆桿斷頭時，應考慮把斷頭割掉，再用絲錐打撈。

3.3 彎曲斷頭處理

導向管能套上斷頭，但對不上。應使用帶導向管的平面銑刀，把鉆桿彎曲的斷頭磨掉，再用絲錐打撈。導向管套不上斷頭，此時可改用長的巖心管做導向，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，應采用慢轉數、輕壓力的方法，不要忙于給進，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

發現鉆桿折斷，立即停車。用原鉆具的上部就地探測下部斷頭。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了甩管。

查明主、副頭的相互關系。把新的或半新的鉆桿公接頭用鉆桿下入孔內，逐根丈量降下的鉆桿長度，直到碰著孔內鉆桿頭為止。準確記下孔深數據，用管鉗轉動鉆桿上扣。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。

用反絲鉆桿繼續反孔內鉆具。如果反出原來的鉆桿斷頭，表明主頭已取出。應計算主、副頭的孔深，并確定兩個頭的距離。只要主頭和副頭不是兩個接頭擠在一起，就可繼續反主頭或副頭。

如果反到兩個接頭擠在一處，則不能再下絲錐，應采用磨的方法處理。可下入直徑65 mm的平底切鐵鉆頭，切割相擠處。磨掉一個鉆桿鎖接頭或中間接箍，就可解除擠夾狀態。

磨掉鎖接頭或接箍后，下帶導向罩的絲錐，對上事故頭后返回。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。