摘要：潜孔钻机是目前大型露天矿山使用的主要穿孔凿岩设备，穿孔凿岩是露天矿山开采的主要生产工艺，在露天矿山穿孔作业期间易遇到采空区、地质节理层、裂隙等岩石地质结构，导致卡钻影响钻机正常运行，制约露天矿山后续开采工艺的有效推进，本文主要是对潜孔钻机在遇到卡钻时采取有效的处理处置方法进行探讨分析，对同行业潜孔钻机穿孔卡钻处理具有一定的实际意义和借鉴意义。
　　关键词：露天矿山；潜孔钻机；穿孔；卡钻；处理方法
　　引言
　　潜孔钻机在进行日常穿孔作业时，遇到空区或者地质节理层时，冲击器周边的破碎颗粒会坍塌挤压住冲击器和钻杆连接部位的凸起锥面处造成卡钻。发生卡钻时，钻机推进器既不能上也不能下，很难把钻具从孔内拔出。据统计，卡钻严重时，若钻6∽10m深的孔，提钻时间少则三四天，多则六七天。由于目前潜孔钻机一般均无非正常卡钻处理功能，大多数是经过数天处理，因钻具不能上提只好反转卸下几根钻杆，造成数根钻杆、冲击器、钻头留在孔内而造成数万元的经济损失。如果进行强行提升拔钻杆，更有可能会使设备负荷过大，造成设备损坏。
　　1出现卡钻现象的原因
　　出现卡钻现象的原因是多方面的，但可归纳为下述两种类型。
　　（1）钻孔发生偏斜或钻进过程中有扩孔现象，同时排渣不畅，当冲击器发生故障，不能正常通风，孔内岩渣全部返回孔底，包围钻头、冲击器及孔底下部钻杆，由于冲击器不通风，不能继续凿岩，所以推进器不能继续推进，而上提时，由于岩渣包围钻具形成自锁状态钻具上提使岩渣越压越紧，用多大的力也难以拔出钻具。
　　（2）当穿到空区或者地质节理层时，周边碎石坍塌挤压于钻杆和冲击器连接的锥面或大块岩石落入孔口，卡在孔壁与钻杆直径较小处，造成卡钻（见下图1）。这种情况就像在钻杆与孔壁之间加了一“定位销”要将钻具从孔内拔出，其提升力应大于“定位销”的抗剪强度，需要的提升力很大。
　　2 卡钻处理方法
　　因此，通过研究、试验、分析找出了一种合理有效比较快捷的卡钻时的处理方法，即临近卡钻位置重新穿孔（见图2），加大被卡钻杆的空间，使被卡钻杆可以轻松拔出。通过这种方法一方面可以在鉆机正常运行的情况下将卡钻问题解决处理，保护设备不会因强行提升拔钻杆而损坏设备，另一方面可以更快捷更有效的将卡钻钻杆拔出，大大缩短处理卡钻时占用的工时，减少因钻杆不能拔出而造成的材料消耗。
　　3 卡钻处理方案实施步骤
　　遇到卡钻时，在临近卡钻的孔位附近约3-5厘米的位置，依据原有卡钻定位时的角度重新定位穿孔至卡钻位置，增大被卡钻杆的空间，使被卡钻杆可以顺利拔出。具体操作方法如下：
　　在被卡钻杆露于地表位置焊接防钻杆掉落孔内横拌角铁→松开钻杆连接丝扣→收回钻架→另外重装钻杆和冲击器→按照卡钻钻杆的角度临近3-5厘米的位置重新定位→在临近被卡钻杆附近穿孔孔深至卡钻孔深位置，增大被卡钻杆的空间→取下钻杆和冲击器→在卡钻位置重新定位→对接卡钻钻杆→提出卡钻钻杆。
　　4结论
　　（1）经多次试用，此方法切实可行。提钻（或退钻）时间由原来的数天缩短为60分钟左右，使处理卡钻的效率提高了近百倍。通过此方法处理卡钻，不但方便快捷的解决了卡钻难处理问题，而且可以在不损伤设备的情况下进行卡钻处理，减少设备的材料消耗。
　　（2）依据某露天矿山统计，钻机卡钻难以退出大部分出现在施工探测孔时，该矿山探测孔设计要求孔深为24米，钻机每根钻杆的长度为6米，所以要完成一个探测孔的施工需要4根钻杆，依据统计，探测孔施工时均在20米左右的位置出现空区透孔卡钻现象，被卡难以拔出的钻杆有3根、冲击器1根以及钻头一个，依靠钻机自身旋转提升难以将钻杆拔出，通过临近穿孔增大被卡钻杆空间的方法快捷有效的解决了卡钻问题，挽回了钻杆、冲击器以及钻头被留于孔内造成的损失。挽回直接经济损失约3万余元每次。
　　（3）卡钻故障是由一些特殊的原因引起的，工况复杂，一旦发生很难处理，易造成很大损失。本文将其归纳为两种类型并就其原因进行了分析，提出了卡钻处理的解决方案，该解决方案在潜孔钻机钻孔作业中，成功地处理了多次卡钻故障。实践证明，该解决方案对卡钻的处理，工作可靠，处理速度快，降低设备材料消耗，在同行业具有较大的推广价值。
　　参考文献：
　　[1] 李东明.液压凿岩设备的防卡杆装置探讨[J].矿业研究与开发，1996，（2）.
　　[2] 赵宏强.等.潜孔钻机凿岩过程自动防卡钻理论与方安研究[J].机械科学与技术，2008，6.
　　（作者单位：栾川龙宇钼业有限公司）