煤矿钻孔机械运行故障预防和处理

张宏君

(龙煤七台河矿业有限责任公司新铁煤矿，黑龙江 七台河 154600)

1 钻杆折断事故的判断

钻具折断前的瞬间阻力突然增大，折断后阻力又突然减小。折断前扭矩明显增大，折断后扭矩突然降低，如无扭矩表时，可通过发动机声音、电流表指针、皮带等的变化来判断。

钻具重量轻，通过给进手轮、压力指示器、指重表可反映出来。如果断点在钻具的中心点，压力表指针会迅速下降；如果断点在钻具中心点之下，则压力表指针可能升高。称重钻具时，压力表读数会小于钻具自重，提动钻具时越轻松，回转越轻快，说明断点越靠近上部。

泵压降低，水泵压力表指针突然下降，且返回冲洗液逐渐变清。钻具断脱后，冲洗液从断口流出返回地表，液流阻力减小，压力表指针骤然下降。由降低的多少可粗略估计钻具折断部位，降低得越多，折断部位越接近孔口。

钻具断脱后，钻速变化异常。如果断头没有错开，则动力机运转轻松，不进尺并有磨铁声音。如果断头横向错动，上部钻杆会从下部断头侧部突然下降，造成进尺加快假象。当接头互相接触挤卡时，会出现间隙里蹩车现象。如果钻杆在接近岩心管处折断，钻杆下降后，能插入取粉管内，出现蹩泵或跳动现象。减压钻进时，钻具上部折断会造成立轴向上升的情况。

钻杆脱扣，岩心管、钻头脱落时，有磨铁声音。钻具断脱前后，有时几种现象同时出现。操作人员必须精力集中，正确判断孔内情况。

2 钻杆折断事故的预防措施

2.1 提高管材加工质量

加工时，钻杆与其接头的螺纹必须按要求精密设计。要注意其同心度，内加厚钻杆接箍两端螺纹的同轴性偏差在任一端面间不应大于0.5 mm，在1 m长度内不大于1.5 mm。外加厚钻杆的接箍则不大于0.75 mm，在1m长度内不大于2 mm。螺纹加工好以后，必须进行检查。螺纹表面光洁度不得小于▽5。螺纹配合应紧密，退刀槽不得深于螺纹底径。螺纹长度和锥度都必须合格。钻杆连接后，中心应一致，其弯曲度每米不得超过1 mm。

2.2 严格遵守操作规程

正确控制钻头压力，不得盲目加大钻压。当钻具总重量超过孔底钻头所需压力时，要及时减压钻进。要加压均匀，不应忽大忽小。扫孔、扩孔、扫脱落岩心或残留岩心时，压力要小，转数要低，给进要慢，以免阻力过大，扭断钻杆。减压钻进时，开车前，必须先把钻头提离孔底。孔内岩粉过多，阻力过大时，不得猛然开车，必须保持钻孔允许的弯曲度。不得使用过度磨损、有缺陷或裂纹的、过度弯曲的、不同心的钻具。用千斤顶起拔钻具时，应力求缓慢均匀，顶拔力要平稳地增加。钻具连接部分丝扣要对准并拧紧。认真检查升降机的制动装置、提剖器、夹持器、钢丝绳等是否工作可靠，发现问题应及时处理。

2.3 采用钻杆胶箍

胶箍实质上是一种稳定器，它紧紧套在钻抨上，并和钻杆一起回转，保护钻杆及接头，减少磨损，还可使钻具工作稳定，减小半波弯曲的挠度，改善钻杆受力状况。

2.4 钻机配用扭矩限制器

当孔内阻力很大，接近抗扭强度极限时，机械式扭矩限制器的销钉剪断，切断动力，使钻杆停转。电动式扭矩限制器中的过电流继电器发生作用，发出警报信号或切断电源，以免在扭力过大时折断钻杆。

3 钻杆折断事故的处理方法

3.1 判别丝锥对上断头和吃扣的方法

如果孔内的丝锥断头，在孔口用管钳拧动钻杆时，越拧越上劲，用手轮压起钻具时感到沉重，用压力指示器称重时，读数是全部钻具的重量，表明已经捞上断头。

如果丝锥未对上，而插到断头的侧面，可从机上余尺变少判别。倘若余尺情况不清，则需要从吃扣的具体反应加以判断。一是丝锥挤到断头与孔壁之间，此时在孔口回转钻杆，愈回转感到劲儿愈大，但大到一定程度后，啪啦响一下，就没有劲儿了。再回转，又感到有劲儿，继续扭转时，啪啦一声，又没劲儿了。重复往复，说明肯定没有套上断头。二是丝锥插到孔壁里，此时在孔口回转钻具时，会感到回转阻力均匀，即不增不减，且无套扣声，有时开始回转有劲儿，但过一会劲儿又慢慢减小。下面总是无声，提动钻具向下接触时，无明显的振动力。

有时丝锥虽然对上断头，但也套不上，其表现是回转钻具始终没有劲儿。原因是断头不规整，丝锥不能完全扣上断头，断头太细，顶到母丝锥内膛上。

丝锥下到一定孔深后被阻，似乎碰到了断头，但在孔口回转钻杆时没有劲儿，而机上余尺又变多，这多半是断头上部被坍塌物堵塞。

3.2 钻杆断脱处理

断头是平齐或完整的钻杆、接头或接箍。采用同级的普通公锥或母锥捞取。如果钻具跑钻、脱扣，还可用原来上部的接头、接箍或钻杆丝扣直接对取。断头是较大的斜岔，或有劈岔，这种情况一般出现在钻杆部分。可用通心母锥或卡管器捞取，也可用钢球式捞管器打捞。钢球式捞管器结构简单，容易制造，使用效果好。加工钢球接头时，要注意斜眼的锥度，以钢球放到底跑不出来为准。钢球要露出2/5，钢球为两排，互成120°，钢球到斜眼底的内径为48 mm，还可将捞管器做成反扣。当孔内事故钻具阻力较大，拉不动时，说明事故钻杆断头严重弯曲。用导向和扶正的方法都不能使丝锥对上钻杆断头时，应考虑把断头割掉，再用丝锥打捞。

3.3 弯曲断头处理

导向管能套上断头，但对不上。应使用带导向管的平面铣刀，把钻杆弯曲的断头磨掉，再用丝锥打捞。导向管套不上断头，此时可改用长的岩心管做导向，下面接铁钻头，把弯曲断头割掉一部分。然后用平面铣刀磨掉弯头，用丝锥捞取。用以上方法割弯曲断头时，应采用慢转数、轻压力的方法，不要忙于给进，避免把断头劈开或钻头顺钻杆坡面下滑。

3.4 插钎事故处理

发现钻杆折断，立即停车。用原钻具的上部就地探测下部断头。如探几次都碰不上，也无插过断头的迹象，表明钻杆可能甩脱一部分，插到了下部。

立即提钻。如果提上来钻杆的最下部是完整的丝扣，通常是锁接头的公接头出现了甩管。

查明主、副头的相互关系。把新的或半新的钻杆公接头用钻杆下入孔内，逐根丈量降下的钻杆长度，直到碰着孔内钻杆头为止。准确记下孔深数据，用管钳转动钻杆上扣。如已上扣，表明甩掉的钻杆位于断头之上，即副头高于主头，如果套不上扣，表明甩掉的钻杆可能跑到断头的下部，即主头高于副头。

用反丝钻杆继续反孔内钻具。如果反出原来的钻杆断头，表明主头已取出。应计算主、副头的孔深，并确定两个头的距离。只要主头和副头不是两个接头挤在一起，就可继续反主头或副头。

如果反到两个接头挤在一处，则不能再下丝锥，应采用磨的方法处理。可下入直径65 mm的平底切铁钻头，切割相挤处。磨掉一个钻杆锁接头或中间接箍，就可解除挤夹状态。

磨掉锁接头或接箍后，下带导向罩的丝锥，对上事故头后返回。直到把副头(活头)事故钻杆全起出后，剩下的主头(死头)可按断脱钻杆方法处理。