如何提高矿用牙轮钻头的使用寿命!

要提高牙轮钻机钻头的使用寿命,钻头的保管、运输和使用都按常规操作外,还应采取以下措施,以提高钻头的使用寿命。

(一)合理选择牙轮钻头的齿形

 

      正确选择牙轮钻头的齿形,不但可以延长钻头的使用寿命,而且可以提高穿孔速度,降低穿孔成本。选择钻头的齿形主要依据矿岩的物理力学性质,即岩石的抗压强度,硬度和可钻性。此外还应该考虑穿凿炮孔的直径大小和含水情况,以及牙轮钻机的技术性能等:

 

       1.在岩石较硬地层穿孔时,我们通常采用球齿钻头,由于球齿钻头的轮齿突出较短,但布齿较密,可以经受较大的轴压,适用于在极硬而又耐磨的矿岩中穿孔。

      2.在岩石较软地层穿孔时,我们通常采用楔形钻头的轮齿突出较长,布齿较疏,适用于软岩和塑性岩石中穿孔。

 

      倘若二者选用不当,将球形钻头用在软岩中穿孔,起寿命虽然较长,但钻机进尺速度很低。考虑到钻机的穿孔费用后,总的穿孔成本较高。反之,如将楔形齿钻头用在极硬而又耐磨的矿岩中穿孔,则合金齿很快就会磨损或折断。因此,合理选择钻头齿形,可以提高钻头的使用寿命。

(二)合理选择最佳穿孔工作制度

 

      钻头的穿孔速度,与所穿凿岩石的物理力学性质,施加于钻头上的轴向压力、钻具的回转速度、钻头的扭矩、牙轮齿的形状和同时参加破碎岩石的齿数,以及吹洗炮孔的压缩空气量等许多因素有关。根据牙轮钻机穿孔的岩石破碎机理,其中决定穿孔工作制度的最主要参数是轴压、回转速度和排渣风量。

1.轴压对钻头寿命的影响。

 

      为了有效地破碎岩石,必须对钻头施加足够的轴向压力,以便由牙轮齿引起的应力足以克服岩石抗压强度,但施加给钻头的轴压里有一定的合理值,即不能过大,也不能过小。当轴压值超过最佳值到一定程度时,轴压再加大,穿孔速度也不增加,轴压太大还将引起硬质合金齿的折断或使钻头的轴承损坏。

2.回转速度对钻头的影响

 

       在一定范围内,牙轮钻机的穿孔速度随钻具回转速度的增加而增加,但转速过大,不但使孔底排渣困难,产生岩石二次破碎,而且会产生强烈震动,影响钻头寿命。钻头的转速必须保证牙轮的牙齿与岩石有足够的接触时间,以达到岩石的有效容积破碎,在硬岩中,随着转速的增加,冲击载荷增加,使牙轮牙齿及轴承磨损显著增加,因此,采用高转速是受到限制的。但岩石较软时,通常采用高转速,低轴压的工作状态。

3.排碴风量对钻头寿命的影响

 

       排碴风量的大小,直接影响牙轮钻头的使用寿命。增大风量,可以有效地吹洗孔底岩碴,改善牙轮齿破碎岩石的条件。同时减少牙爪爪背的磨损,并能更好地冷却牙轮轴承,延长牙轮寿命。此外,还可以减少孔底残碴,增加有效孔深。但应指出的是,孔底、岩碴能否顺利排出,主要取决于排碴回风速度,而排碴回风速度又受风量和钻杆与孔壁之间的环形空间的影响。因此,考虑排碴效果时,不能单纯追求空压机能力。做到既能获得最好的排碴效果,而又尽可能减少不必要的风量消耗。

4.提高钻机司机的操作技术水平

 

      在钻孔时,由于岩性的变化,回转速度与轴压也应随之变化,使回转速度与轴压相匹配,不至于造成钻头偏磨。此外要遵守以下操作注意事项:

 

①钻孔时,应保持孔位干净,无金属落物;

②开孔时,应保持钻机平稳,开孔速度不易过快,避免打斜孔,影响钻头的使用寿命;

③在开始钻孔或使用新钻头时,应先施加较低轴压进行跑合性钻进一段时间,然后再加大到正常轴压;

④钻头进入炮孔前,先打开风阀供给钻杆与钻头的排碴压风,在整个穿孔过程中,直至将钻头提出孔外,应始终保证供给足够的风量排碴;

⑤在有水孔或采用风水混合除尘时,易使钻头寿命降低,此时应选择适当喷嘴的钻头,提高钻头处的风压,来保护钻头的轴承;

⑥钻完炮孔提出钻头后,应对钻头进行检查,三个牙轮的温度应大致相近,发热最大、温度很高的牙轮,可能其轴承的压风冷却风道已被岩碴或污物堵塞,应加以检查处理;

⑦不要使用弯曲的钻杆钻进,因弯钻杆易使钻头承受不均衡的载荷,引起钻头局部偏磨,损坏钻头;

⑧防止误操作,以免钻头掉入孔中。突然的冲击载荷使钻头损坏或报废;

⑨因某种原因停钻时,应用手转动牙轮,并用压风吹扫牙轮,以便重新使用时,保证牙轮转动灵活自如;

⑩钻机在作业过程中出现夹杆现象不能继续作业,及时处理。

 

采用稳杆器在钻头上部安置稳杆器,能使钻头保持良好的中心位置,防止炮孔偏斜,并减少震动和所需扭拒。钻进时震动的减少,钻头运转平稳,这将减少牙齿的磨损,延长牙轮以及整个钻头的使用寿命。带有合金柱的,这样加强了耐磨性,不至于耐磨板磨损过快,而影响钻头的稳定性,大大提高了钻头的使用寿命。

 

结束语

 
 
 
 
 

      多年来,通过以上几个方面的工作实践,提高了矿用牙轮钻头的使用寿命,同时使穿孔成本有了明显的下降。由原来的平均米数800米左右,至2010年达到1800米。对于露天开采的矿山降低穿孔成本具有一定的参考价值和推广作用。

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