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簡介

蒙陰鉆150-400米的水井鉆機，鉆井機械主要功用為：獲取地下實物資料，即從鉆井中采取巖心、礦心、巖屑、液態樣、氣態樣等。作為地球物理測井通道，獲取巖礦層各種地球物理場的資料。作為人工通道觀測地下水層水文地質動態情況。用作探、采結合，開發地下水、油氣、地熱等的鉆井。鉆井機鉆井通常用途可以分為地質普查或勘探鉆井、水文地質鉆井、水井或工程地質鉆井、地熱鉆井、石油鉆井等，應用領域廣泛。

行走馬達的制動由馬達油路控制順序閥的選擇： 

蒙陰鉆150-400米的水井鉆機順序閥的機構原理和溢流閥很相似，其主要差別在于溢流閥的出油接油箱，因而其泄油口可與出油口連通，即采用內部泄油；而順序閥出油口與系統壓力腔相通，因此它的泄油口要單獨通油箱，即外部泄油方式。當順序閥進油口壓力低于調壓彈簧的預調壓力時，閥口關閉；當進油口壓力超過調壓彈簧預調壓力時，進出油口接通，出油口的壓力油使其下游執行元件動作。

1.適用范圍：

地質普查勘探、地球物理勘探；道路及橋梁建筑基礎勘察；巖土工程爆破孔、灌漿孔、混泥土工程的結果質量檢查，農業水井等鉆進施工。

2.特點：

（1根據地質條件不同，鉆頭可選用金剛石、硬質合金、鋼粒鉆頭及無心鉆等多種材料。

（2）該機結構緊湊、體積小、重量輕、分解性強、手柄集中操作方便，適合平原及山區施工。

鋼絲繩沖擊式鉆井機由桅桿和其頂端的提升滑輪、鋼絲繩、沖擊機構、鉆具（包括鉆桿和鉆頭）、電動機等組成作業時，電動機通過傳動裝置驅動沖擊機構，帶動鋼絲繩使鉆具作上下往復運動。向下運動時靠鉆具本身重量使鉆頭切入并破碎巖層，向上運動則靠鋼絲繩的牽引。鉆具下落的高度即沖程大小，根據巖層情況確定，一般為0.5～1米，硬巖層用大值；沖擊頻率常用為30～60次／分。切下的巖屑用抽砂筒清出地面，也可用將鉆頭與抽砂筒合成一體的抽筒鉆具，鉆進與清除巖屑同時進行，使切下的巖屑直接進入抽筒，積滿后提升鉆具，將巖屑倒出。為提高鉆頭的耐磨性和鉆進速度，常在鉆頭端部堆焊鎢鋼粉，成為合金補焊鉆頭。

靠鉆具的垂直往復運動，使鉆頭沖擊井底以破碎巖層。其結構簡單，但沒有循環洗井系統，巖屑的清除與鉆機不能同時進行，因而工效較低。鉆井深度一般在250米以內，有的可達500～600米。主要類型如下述。

沖抓錐一種簡單的沖擊式鉆機，利用鉆具本身的重量沖擊地層。鉆具的下端是幾個可以張合的尖角形抓瓣，當鉆具在自身重量作用下向下運動時，抓瓣張開，各抓瓣*在直徑約1米的圓周上切入巖層，然后由卷揚機通過鋼絲繩提升鉆具，抓瓣在閉合過程中將巖屑抓入尖錐體內，提出井口后再張開抓瓣卸出巖屑。沖抓錐的鉆井深度通常為40～50米，zui深可達100～150米。打井機的工作方式是泵吸反循環式。其工作原理是：在大氣壓力的作用下，循環液由沉淀池經回水溝沿著井孔的環狀間隙流到井底，此時轉盤驅動鉆桿，帶動鉆頭旋轉進行鉆進，由泥漿泵抽吸建立的負壓把碎屑泥漿吸入鉆桿內腔，隨后上升至水，經泥漿泵 排入沉淀池，沉淀后的循環液繼續流入井孔，如此周而復始，形成了反循環的鉆進工作。

鉆硬層鉆井機鉆頭介紹：新型反循環入巖鉆頭，提供一種耐磨的鉆頭。每個片的刃面傾斜于水平面，在每個片的刃部鑲焊金剛石復合片、側面上鑲焊硬質合金塊。由于使片的刃部傾斜于水平面，在利于鉆進地表較軟地層；在刃部鑲焊金剛石，有利于破碎硬度較高的巖石井段，提高了鉆進速度；在片的側面鑲焊硬質合金塊，保證井徑不隨鉆進而變小，有利于完井作業，根據實驗所得結論，用本鉆具，可連續鉆進出口700－800米，也就是說，打50米深的水井可連續打15口以上，而原來的鉆頭卻每打一口井就要維修一次。打井機的主要應用領域：打井機主要用于開發地下水資源，包括生活用水、農業用水和工業用水等鉆井工作，同時也適用于水文地質勘探、建筑工程、橋梁基礎打孔等。   

鉆井機常用的五種工作方式：

①液壓動力頭式鉆機。由液壓馬達通過減速器驅動，并以沿塔架上下移動的動力頭代替轉盤式鉆機上的轉盤和水，驅動鉆桿和鉆頭旋轉切削巖層?？摄@鑿大口徑水井。

②潛孔振動回轉式鉆機。以振動和回轉運動相結合的方式鉆進巖層。鉆具由鉆頭、振動器、消振器和導向筒等組成。振動器產生的激振力使整個鉆具作錐擺運動以破碎巖層。采用壓縮空氣反循環方式洗井，使巖屑通過導管和鉆桿內腔排出井外。鉆井深度可達150米。

③壓氣洗井轉盤式鉆機。在轉盤回轉式鉆機上用空氣壓縮機代替泥漿泵，用壓縮空氣代替泥漿洗井。通常采用反循環方式，又稱氣舉反循環。適用于井深較大和缺水的干旱地區及寒帶凍土層。

④鍋錐。利用其鍋錐形鉆具旋轉切削土層。根據鉆具的大小分別稱大鍋錐和小鍋錐，可由人力或動力驅動。切下的土屑落到鍋內，提升到地面卸出。其結構簡單，功效低，適宜于一般土層或砂卵石土層。鉆井深度小鍋錐為80～100米，大鍋錐為30～40米。

⑤循環泥漿洗井轉盤式鉆機。由塔架、卷揚機、轉盤、鉆具、泥漿泵、水和電動機等組成。作業時，動力機通過傳動裝置驅動轉盤，由主動鉆桿帶動鉆頭旋轉破碎巖層。有正、反兩種循環方式。正循環鉆機工作時，井底巖屑通過鉆桿外的環形通道被帶出井口，在沉淀池沉淀后，泥漿流回泥漿池供循環使用。反循環鉆機工作時，泥漿在沉淀池沉淀后從井口自行流入井底，攜帶巖屑的泥漿則由砂石泵經鉆頭水口通過鉆桿內腔向上抽吸出井，回沉到沉淀池。鉆機在鉆桿內形成很高的上升流速，排出巖屑和卵石的能力較強，鉆井速度快，適用于土層、砂層和卵石直徑小于鉆桿內徑的松散地層。鉆井深度一般在150米以內。現在流行的打井方式主要有兩種：內吸性和外壓性，都是循環用水。主要區別在于，內吸型是在把泥土用鉆頭打碎之后，和著水用壓井機從管道中抽出，主要用于深度小于100m直徑小于15cm的農田和家用丼眼。優點是用水量少，體型小攜帶方便，操作簡單（單人即可），價格便宜。缺點是由于吸力限制無法用于大直徑和深度超百米的，而外壓型是把泥沙打碎之后，用泵抽出開的水順著管道進入，和著泥沙一起從管道外頂出來。優點真對大井眼（直徑可達幾十公分）和百米以上深井眼。缺點主要是用水量大，操作不便，體型大攜帶不方便

工程用鉆井機在很多建筑工程中都*，在操作過程中就要就要牢記一些注意事項，保障工作人員的安全。

1、鉆鑿時不允許反轉以免鉆桿掉入孔中.機器在短時間內停止工作時,要給予少量的壓氣,以避免泥沙侵入沖擊器的內部,若在較長時間停止工作時,需將沖擊器提到距孔底1-2米處再進行固定.

2、隨時注意檢查風馬達的潤滑情況.

3、工作面積水時,開孔要用大直徑釬頭,然后插入鉆桿,并使鉆桿露出地面 100-200mm,以防止擊巖渣泥漿掉入孔內.

4、隨時注意檢查氣水管路,各部分螺栓,螺帽接頭的連接情況是否牢固可靠.

5、工程用鉆機工作時應注意沖擊器的聲音和減速箱運轉情況是否正常,發現不正常的現象應立即停機檢查.加接新鉆桿時,要特別注意孔內清潔,以避免沙土混入沖擊器內部,損壞機件或發生停鉆事故.

6、在工程用鉆機的每個工作班結束時,都必順把機器表面污物清除干凈.嚴禁在工作表面大拆大卸(拆成組件便于搬運的情況例外),以免丟失零件和損壞零件的關鍵部位.鉆桿接頭用黃油潤滑.減速器用黃油做潤滑. 氣動鉆井機采用絞車，轉盤連系驅動，泥漿泵自力驅動的形式。塔架豎起后,考慮到工作時的不變性問題,需對塔架增設兩根輔助支撐,輔助支撐的兩頭采用球形鉸接體例毗連,其長度既可粗調,也可微調,以保證兩支撐點受力平均。需要聲名的是: 塔架部門液壓系統需在主油路手動閥肆意片動作到位時,操作才能動作。液壓鉆井機，工作噪音低。本鉆井機設計簡單，耐用，維修方便。自動上下鉆桿，二頭的絲牙全部經過熱處理，不宜磨損。液壓自動鉆井，重量輕，方便上下車，配有機架，手拉葫蘆，裝車，下車方便快捷。

鉆機主動力5.5-7.5，液壓動力4-5.5千瓦。使用電動機做主動力，經濟環保；變速箱設計為中心軸旋轉，結構*實用；更有萬向節的使用，大大地緩沖了鉆桿對主機的沖震。工作效率更是大大提高。打井機機結構形式：牽引式、車載式、車載背機式。一般打井機的組成：柴油機、摩擦離合器、變速箱、分動箱、傳動軸、泥漿泵、清水泵、真空泵、轉盤、水、卷揚機、液壓系統、操縱機構、桅桿、鉆具、車架等。鉆硬層鉆井機鉆頭介紹：新型反循環入巖鉆頭，提供一種耐磨的鉆頭。每個片的刃面傾斜于水平面，在每個片的刃部鑲焊金剛石復合片、側面上鑲焊硬質合金塊。由于使片的刃部傾斜于水平面，在利于鉆進地表較軟地層；在刃部鑲焊金剛石，有利于破碎硬度較高的巖石井段，提高了鉆進速度；在片的側面鑲焊硬質合金塊，保證井徑不隨鉆進而變小，有利于完井作業，根據實驗所得結論，用本鉆具，可連續鉆進出口700－800米，也就是說，打50米深的水井可連續打15口以上，而原來的鉆頭卻每打一口井就要維修一次。打井機的結構形式分為：牽引式打井機、車載式打井機、車載背機式打井機。

打井機的組成主要有：柴油機、摩擦離合器、變速箱、分動箱、傳動軸、泥漿泵、清水泵、真空泵、轉盤、水、卷揚機、液壓系統、操縱機構、桅桿、鉆具、車架等。

液壓鑿巖機和風動鑿巖機的比較

風動鑿巖機是以電能轉換為壓氣能,不僅需要裝備功率較大的空氣壓縮機和輔設管路,而且轉換和傳送效率很低,壓力也不可能很高,一般為0.5～0.7 MPa,此外風動鑿巖機工作時,由于活塞對釬子的沖擊,機頭和釬肩的碰撞,釬桿的振動等原因,產生機械噪聲,由于排氣產生氣體動力噪聲,噪音級可達100～130dB。在井下多臺風動鑿巖機工作時振動大,油水霧造成可見度差。

液壓鑿巖機是以液壓為動力的新型鑿巖機,通過配油機構,使高壓油交替作用于活塞兩端,并形成壓差,迫使活塞在缸體內作往復運動,完成沖擊釬子破碎巖石的功能。而且活塞的沖擊功可通過改變供油壓力或活塞沖程進行調節。轉釬機構大多數采用獨立的外回轉機構,即由液壓馬達驅動經一級或二級齒輪減速后帶動釬子回轉。液壓馬達的輸出矩可以通過改變油泵流量來控制扭矩,調節范圍較大。

液壓鑿巖機純鉆速比風動鑿巖機可提高2～3倍,甚至更高;能量利用率比氣動鑿巖機高20%～30%;消除了排氣噪音,實測噪音在90 dB以下;沒有排氣,消除了水霧油霧,改善了工作環境;傳動介質為油,零部件均在油中運動,不需另設潤滑機構;可以鉆較深和直徑較大的炮眼。

風動鑿巖機能量利用率低的原因

(1)使用輔助設備多,傳輸距離遠,管路損失嚴重,實踐證明壓氣壓力降低0.1 MPa,能量利用率降低30%。

(2)壓氣產生的應力波在傳播的過程中遇到兩種材質不同的界面時要產生應力波的透射和反射,從而引起釬桿、釬頭、機體的疲勞破壞。也使其能量在來回的傳播中消耗,從而降低其能量利用率。

液壓鑿巖機能量利用率高的原因

液壓鑿巖機的能量利用率較高的原因除與液壓鑿巖機本身的結構以及采用蓄能或濾波裝置有關外,還與采用的輸入參數和液壓油本身的物理性質有關。

(1)液壓鑿巖機采用大液壓小流量的參數,不僅可以大大減少在輸送管路中的能量損失,而且可以大大減少液壓鑿巖機內部各運動部件引起的液能損失。

(2)液壓油擊機構的潤滑作用也導致液壓鑿巖機能量利用率提高的原因之一,但是油液的粘滯性常常起相反的作用。目前,對無閥式活塞往復配流液壓鑿巖機有一個比較*的觀點認為,利用瞬間密閉的液壓油的壓縮或膨脹,即所謂的“液壓彈簧”,對實現液壓鑿巖機的穩定工作以及減少能量的消耗起了重要的作用。  鑿巖智能化趨勢凸顯

隨著科技的不斷發展，世界各國研究采礦鑿巖裝備技術逐漸向更加智能化、人性化、綠色化和安全化的方向發展。而智能化技術的不斷提高，為智能鑿巖裝備的快速發展奠定了基礎。

近年來，數字化通訊技術、網絡技術的日益完善，采礦業越來越多地開始在地下礦山生產過程應用數字化化網絡技術。瑞典、加拿大等國開始研制并使用具備網絡通訊和智能化作業功能的新一代智能化鑿巖裝備，這些裝備普遍具有鑿巖參數回傳、與地下礦山數字化網絡互聯通訊等*功能，實現了設備的網絡化遠程控制、智能化調度。

鑿巖設備智能化程度的不斷提高，令地下礦山的生產效率、設備的利用率以及完好率也大幅提高。的鑿巖機器人進行采礦鑿巖作業，在鑿巖地點用一臺電視攝像機監視工作，通過寬頻帶將圖像傳輸到地表控制室的大電視屏幕上，僅憑一個變焦裝置便可使操作人員監視鑿巖機器人的任何部位，并借助遙控臺車操作鑿巖機器人工作。生產實踐表明，每班平均鑿巖進度為132米，比傳統液壓鑿巖臺車工人勞動生產率提高63%，同時每班多運轉1.5小時，設備利用率提高了19%。世界大型的地下礦山之一的澳大利亞的Olympic Dam 銅礦，在擴建中從Atlas Copco公司購置了兩臺鑿巖機器人，并投入使用，鑿巖速度達到35m/h，設備完好率94.2%，設備平均利用率82%。

國內研發尚存“升值區”

我國采礦鑿巖技術的研發起步較早，其發展經歷了以下三個階段：

*個階段是改革開放之前，我國在井下鑿巖裝備的研究主要采用多家單位聯合攻關的模式，裝備的整體技術性能基本上以仿制蘇聯的鑿巖裝備，研制的鑿巖產品以簡單的氣動鑿巖設備為主。

第二個階段是改革開放之后一直到上世紀末，我國鑿巖設備的發展是以引進、消化、吸收*鑿巖裝備技術為主。在此期間，國內企業大量引進國外設備，其中以引進歐洲技術研制的CT360、T150等裝備為代表。在引進設備和技術的基礎上，我國研發出多種型號的鑿巖臺車，產品以低氣壓潛孔鉆機居多。

第三個階段是本世紀，我國采礦領域的研究院所以自主創新為根本，突破了多項鑿巖關鍵技術，相繼研發出了高風壓潛孔鑿巖臺車、全液壓鑿巖臺車，在鑿巖設備智能化技術方面進行了卓有成效的探索。其中由長沙礦山研究院與湖南有色重型機器有限責任公司聯合研制的CS100D地下高氣壓環形潛孔鉆機、CSY50全液壓鑿巖臺車為代表，這兩種型號的鑿巖設備均采用了*的CANbus技術，實現了部分自動化作業，有效地提高了鑿巖效率，同時高度集成的液壓系統使能耗大大降低，代表了國內目前地下礦山鑿巖裝備的zui高水平。

目前，國外對于地下全智能化的鑿巖裝備的研究已經取得了相當的成果，并逐步投入到實用階段。然而，這些研究和嘗試與當前上的鑿巖技術之間仍然存在相當大的差距，后續發展空間較大。

大規模開發需過“三關”

與*進的智能化鑿巖設備相比，我國的鑿巖設備存在以下三個主要問題：

首先是在安全和簡易操作方面的設計考慮有待完善。我國鑿巖設備的設計應堅持以人為本，努力研究開發新一代裝備，確保駕駛環境舒適、安全、操作方便、勞動強度低并配置多種輔助機構，在動力頭與鉆架上裝有指示箭頭，使接卸桿的到位情況一目了然，操作快捷方便，工作效率高，并在接卸桿處都裝有急停拉線與控制傳感器，能及時防止事故的發生及擴大，防止人員的傷害及機器的損壞，安全保護措施到位。

其次是結構及參數沒有合理匹配。我國的鑿巖設備在系統匹配、熱平衡、油溫及可靠性等方面尚存在問題，外購、外協件質量難以保證，時常會發生漏油、滲油等現象，應該系統地從根本上解決這些問題，從而大幅提升我國鑿巖設備的質量。

此外，缺乏自動化程度高、智能高效的鑿巖設備正成為影響國內工程進度的主要制約因素之一。由于對井下鑿巖的要求越來越高，加之一些國家重點工程要求工期短，因此既能降低人力成本、又能提高勞動效率的高質量智能鑿巖設備越來越受到親睞。

對此，國內制造企業下一步應開發機動靈活、適應性強的臂架式一體化液壓潛孔鉆機，進一步開發液壓露天鉆車以及礦井下使用的潛孔鉆機與液壓鉆車。

全液壓掘進鉆車操作工操作規程 

一、一般要求 

1、司機必須經過培訓，熟練掌握液壓掘進鉆車的“結構、性能、基本原理”，做到“會使用、會維護、會保養、會處理一般性故障”。經考試合格并取得合格證后方可上崗操作。 

2、司機負責液壓掘進鉆車的操作及安全設施的維護保養工作。 

二、開車前準備工作 

1、檢查各部位軟管是否連接牢固，操作手柄是否復位。

2、檢查各運轉部位有無卡碰，雜物等。 

3、檢查各油箱的油位是否合適。

4、檢查操作手柄是否處于“零”位。 

5、檢查鑿巖機固定螺栓和釬頭扶釬器導向架螺栓是否緊固。

6、檢查推進器鋼絲繩和行走履帶松緊度是否合適；輔泵和空壓機皮帶松緊度是否合適，如不合適按要求進行調整。 

7、檢查行走機構驅動鏈輪、履帶、導向輪滑軌，鏈軌節、緩沖張緊彈簧等是否緊固正常。 

8、送電查看前后車燈是否正常。 

9、點動電機,查看主泵運轉方向是否正確（看電機標志和主油泵外殼標記方向是否*）；開動油泵后先排放油泵內空氣，觀察濾油器壓力表情況是否正常。 

10、打開供水開關、檢查供水泵是否正常，釬桿、釬頭供水暢通，水壓力應在1～1.5MPa。 

11、各油缸動作是否正常，注意是否有卡阻現象。

三、鉆車運轉 

1、啟動電機后，操縱各手柄，觀察各部位的運轉是否正常；檢查正常后，接通電源，操作油泵運轉。 

2、操作行走手把使鉆車前行至工作地點，行走前必須先抬起支腿，并觀察各部位的運轉和行走狀況。 

3、工作前鉆車停放位置要選擇適當，以適應全工作面鉆進的需求。推進器運動前定位*要離工作面600mm左右。 

4、水管和電纜必須有專人負責看管，不得拖地，以防損壞水管和電纜。 

5、鑿巖鉆孔步驟如下：    

5.1操作支腿手把放下兩側支腿，穩定機體。   

5.2操作滑架手把鑿巖機退到滑架后部。    

5.3操作鉆臂手把調整鉆孔位置，按規定方向定好孔位。   

5.4操作推進器手把將推進器定位補償機構頂緊工作面，打開補油開關閥。    

5.5打開沖洗炮孔的給水開關。    

5.6操作推進器手把推進釬桿使釬頭觸及巖石。   

5.7操縱轉釬閥手把，使釬頭旋轉。 

5.8操縱逐步打眼閥手柄，先慢開輕打，待釬頭進入巖石內定位后將閥柄推到底，強力沖擊。 

5.9待鉆孔達到深度后，將逐步打眼閥手柄關閉，操縱推進手柄，使鑿巖機滑架退回到原位。 

四、停車時的注意事項    

1、各操作手柄應回復到“零”位,各運動部位應恢復到停機狀態。停止供水并把鉆車后退至安全地帶。   

2、關閉車上的電器開關，切斷供電電源。    

3、清洗鉆車各工作部位，保持各部位清潔、整齊、美觀

五、其它注意事項

1、操作人員必須經過培訓考試合格，取得合格證后，方可持證上崗操作。 

2、要及時檢查機器各部件，清理機器上的雜物，加注潤滑油和液壓油。 

3、鉆眼完畢后應將液壓鉆車退出距工作面50米以外，切斷電源，將控制開關操縱桿打到停止位置，并閉鎖，以防放炮崩壞設備附件。 

4、將電纜盤好、并用篷布保護好機體免受外界環境污染。 

5、嚴禁用水沖方式清理設備主體。 

6、兩臂同時工作時，防止干擾碰撞，打底眼時防止卡碰油缸、油管等。 

7、沖洗炮孔水壓調整不低于1Mpa，鉆孔時沖洗炮孔水應正常流出，如發現水流不暢時，應立即退釬檢查處理。 

8、鉆進時嚴禁反轉（從操作方向看為逆時針旋轉），鑿巖機蓄能器沖氮壓力正常為6Mpa。    

9、鉆進速度一經調定合適后，一般不應變動，如需變動時按要求進行調整。 

10、鉆臂旋轉時不得超過180°，以免把油管和接頭扭斷。

11、鉆車運轉前要在工作面迎頭設置臨時泵窩和排水系統，確保鉆進期間所有積水及時排到后巷水溝內。    

12、每班要認真填寫機器操作、運轉和檢查記錄。