KH―200型回转钻机研制与使用.doc

1、1KH200 型回转钻机研制与使用摘要：钻爆工艺是露天开采的头道工序，钻机的技术参数和使用性能决定了钻爆工序的质量。文章对国电煤业集团公司西露天矿自主研制的 KH-200 回转钻机的主要技术参数和功能作用进行了具体剖析，旨在提高钻进质量，使经济效益最大化，同时也为本行业开展同类采矿项目建设提供参考依据。 关键词：KH-200 型回转钻机 研制 使用 国电平庄煤业集团公司西露天矿是 1958 年我国自行设计建设的中型露天矿。地址在内蒙古赤峰市元宝山区境内的哈尔脑山下，是典型的丘陵地貌。煤炭的年产量 200 万吨，开采方式为轨道机车运输。由于是在山区开采，加上剥离层厚，所以采剥比大，最大时达到 1

2、：12。当时担负着煤和岩层掌子的钻孔设备是原苏联产的 QY-20-2 型冲击钻机。高峰时共有 22 台这样的钻机进行工作。由于该型钻机依靠矸头自重冲击钻孔，它的排渣方式是孔内注水稀释成泥浆用抽泵抽出，工作效率低。再加上地况不同，注水程度不易掌握，成孔率低。由于是注水作业每台钻机要配备 3 至 5 个蓄水桶。每道掌子平盘都要铺设供水管路。工人要经常移设管路。冬季气温低蓄水桶结冰，工人要用火溶化后才能使用。劳动强度大，作业环境差，严重地制约了生产效率。 钻爆工艺是露天开采的头道工序，由于钻孔工艺的落后，使得生产计划难以完成，严重影响了矿内生产的其它环节，使产量多年在 100 万2吨左右徘徊。 80

3、 年代初期，我国出现了较先进的新型钻机。露天矿先后引进了KY-250 型牙轮钻机和 KQ-200 型潜孔钻机。这两种新型钻机对矿内硬度高的玄武岩和风化玄武岩掌子的推进起到了很大的作用。但是由于该型钻机体积庞大，整机重达 40 吨。我矿的铁路运输平板车的载重量仅为 20吨，所以不能进行整机吊运作业。并且该型钻机在中软岩的钻孔时投入成本大，能耗较高。有时还会出现糊钻头的情况，使生产效率大大地降低。所以该型钻机钻孔的作业范围有很大的局限性。 根据矿生产的实际需要，矿领导班子决定自主研制中软岩钻机。还成立了由工程技术人员和优秀技工组成的专业研制队伍，当时对将要研制的新型钻机做出以下要求： 机重不超过

4、18 吨。不超高、不超宽。具有机动灵活的特点。随时根据生产工程安排在各掌子平盘间用铁道平板车进行吊运。工作效率要高于 y-20-2 型冲击钻机。排碴方式要改变孔内注水稀释的方式，进而取消坑下的供水管路。减少工人的劳动强度和改善作业环境。钻机的自制部件要在本矿机修厂加工能力范围内，尽量减少外委加工，以减少制作成本。 研制人员到位后，对钻机钻孔原理进行了仔细的分析和比较。牙轮钻机的钻孔原理是靠回转器自重和加载轴向压力方式在钻孔内旋转钻头对岩石进行碾碎、排渣后成孔。潜孔钻机是靠冲击器在钻孔内产生高频振动冲击击碎岩石排渣后成孔。冲击钻机是靠钎头自重冲击成孔。这三种形式是当时钻机的主要钻孔形式。由于牙轮

5、钻机钻头昂贵，在当时依3赖国外进口。潜孔钻机冲击器制作工艺复杂，我矿机修厂不能制作。 如何找到适合中软岩且效率较高的钻孔形式呢？研制人员做了大量的调研工作。经过反复的探索和研究，终于在机械钻床钻孔的启发下，决定试制靠切割形式来完成钻孔的钻机，并命名为回转钻机。它的排渣方式为风力排渣。方案确定后，研制人员立即进行设计制作，根据岩种的不同制作不同形式的三角形回转钻头。由于回转钻机的排渣方式为风力排渣，如何解决风力排渣问题呢？研制人员知道牙轮钻机和潜孔钻机排渣方式是用机载螺杆式风泵产生风源进行排渣，效果较好。但是该泵体积大，自重也较重，对作业环境要求较高（主要是粉尘污染） ，并要保持充分稀油润滑。所

6、以该泵是安装在密封较好的机棚内。可是回转钻机受吊运条件的限制，在不能超重超宽的情况下是无法安装在回转钻机机体上。并且机械平台是敞开式的，粉尘污染难以克服。如何找到理想的排渣风源成了亟待解决的难题。研制人员经过各个方面的分析和比较，确定用 TSZ-200 型罗茨风机作为风源。该风机与螺杆泵比较，它的体积小，重量轻，对环境污染要求低，而且采用干油润滑。虽然风压低，但是 30m3/分的排风量能满足孔内排渣要求。适用于敞开式机械平台安装，并且维修方便，成本低。它的缺点是噪音大，需在吸排风口处增设消音设备。 经过几年的不断改造与试验。最后研制出较理想的机型，并给该型钻机命名为 KH-200 型回转钻机。

7、KH 是矿用回转汉语拼音字头的缩写。钻孔直径为 200 毫米，单杆钻孔深度 8 米，双杆深 15 米。完全能满足露天矿采剥掌子、穿钆爆破的生产需求。该型钻机重为 17 吨，可用矿内铁4路平板车进行灵活运输。另外该钻机的行走机构动力强，不用吊车吊运。借助于特制的上平板拍子可灵活自如上下平板车。减少了吊卸时容易产生的安全事故。并节省运输时间和人工。对比 Y-20-2 型冲击钻机每班钻孔深 6 米/7 小时的效率。KH-200 型回转钻机每班钻孔深达 90 米/7 小时，是它的 15 倍。并且全部取消了供水管路。节省生产成本并达到改善职工作业环境的目的。露天矿先后研制了 5 台回转钻机。其中 4 台

8、投入到生产作业当中，一台厂内检修备用。原有的 22 台冲击钻机全部被淘汰，彻底解决了钻孔工作落后的局面，使我矿的生产任务节节升高。最高年产量达到 280 万吨。KH-200 型回转钻机为我矿生产任务取得好成绩做出了贡献。 （见下图） 通过 KH-200 回转钻机的研制，露天矿培养出一大批优秀的员工，在不同的工作岗位上发挥着他们的聪明才智。钻机的研制成功也是消化吸收先进的生产工艺过程，开拓了视野。如采用 KY-250 型牙轮钻机的滑差电机加压系统取代了前期回转钻机的汽缸加压系统，使之加压轴力增大，更平稳可靠。采用牙轮钻机钻架中心设置送杆机构取代前期钻架旁悬挂摇臂送杆机构，使钻架受力更合理更稳固，

9、减少了钻架开裂的故障。用新型的 SXW9-43 摆线减速器和 YOX-340A 液力偶合器组成的走行机构，取代原来使用的老式减速器和对轮式结构的走行机构，充分发挥了摆线减速器的速比大、体积小，传动扭力大。运输平稳噪音小的特点。液力偶合器用作联轴器较对轮式更能有效的保护电机和机械部分。特别是用罗茨风机做排渣风源更是一大亮点，为钻机制造行业拓宽了新思路。随着科学技术的进步，将有新的，更高效的钻机出现在我国的矿山生产建设5中。 参考文献： 1肖光岐.露天矿用回转钻机主参数的测试J.露天采矿，1986（02）. 2陈平生，郭明生，李亚力.液压回转钻机在高突掘进工作面的应用J.中州煤炭，2007（06）. 3郭锋.岩心回转钻机设计中的某些因素与结构J.吉林地质，1984（02）.