浅谈CM351钻机使用中常见的故障与排除

中图分类号：P634.3+1 文献标识码：A 文章编号：

宣化英格索兰CM351全气动履带式高风压潜孔钻机，是一种全气动露天行走式凿岩机械，以下简称CM351钻机。它由额外匹配的空气压缩机提供风源后驱动马达完成各项预定工作，它装有伸缩臂，在垂直、水平及斜角方向都可凿岩钻孔，该钻机与空气压缩机为铰接式连接，必要时可脱开空气压缩机，仅依靠延伸高压风管行驶至作业掌子面，具有很大的灵活性，再则底盘稳、爬坡能力强可适用于崎岖路面凿岩钻孔施工。我局就曾先后在公伯峡水电站、苏只水电站、拉西瓦水电站、官地水电站等基础开挖中均使用过该设备，并取得良好的开挖效果，但该钻机与其它凿岩钻机一样不可避免的存在一些不足之处，如钻孔过程中的偏孔、钻头易堵、回转马达和油泵发达的风叶片因油雾不当易早期磨损等问题。要充分发挥CM351钻机的工作效率，需要钻机操作与管理人员根据施工条件灵活解决。本人结合多年水电站凿岩钻孔施工经验，就该钻机在使用中常见故障的排除和对钻具及风源配置问题提出些许个人看法，试浅谈如下。

1、钻机主要的性能参数及其工作原理

CM351钻机，长×宽×高的外形尺寸为2780×2210×1470 mm，自重约5T，履带式行走速度为3km/h，爬坡能力≤26o，钻孔直径为105~165mm（注：水电站基础开挖中，通常选用Φ115钻头，Φ76*3m型的钻杆）， 额定工作风压为10.5~24.6 bar，额定耗风量为17~21m3/min, 视岩石情况和匹配风压大小, 最深钻孔及水平钻孔可达 30m，垂直钻孔为 25m 左右，钻孔速率最高可达 2m/ min 以上。

凿岩钻孔作业时，空气压缩机正常供风，压缩气体经过油雾器后高压气体呈油雾状进入控制主阀，一路经减压阀减压后进入风控阀，然后驱动马达转动，钻杆在回转机构作用下带动回转；另一路不经减压直接进入冲击器控制阀，凿岩过程中，冲击器潜入孔底，压缩空气由钻杆内部直接送入冲击器中，经配气装置带动锤体以高频冲击钻头，岩石在钻头的冲击和回转作用下被破碎成岩粉，再由压缩空气吹出孔外。另推动行走风阀，行走马达启动，并经两次减速后实现整机前进、后退、转弯等动作；打开液压控制泵控制阀，油泵马达启动，操纵液压泵控制各个油缸，可完成钻臂的倾斜、摆动，滑架的倾斜、摆动以及左右履带的摆动动作等。

2、操作中常见的问题与机械故障排除

2.1 钻头易堵问题

钻机在作业过程中，随着钻杆不断深入，钻头所触及到的地质条件也在不断变化，一旦碰上较松软的基岩，钻头极易出现被堵现象；解决这一问题的方法是，操作手把钻杆提出孔外，找块较硬的地方进行冲击，就能快速地解除钻头被堵故障。当然要是凿岩钻孔深度＞3m以上时，把钻杆拔出孔外处理显然不便利，若要克服或在最大程度上减少钻头被堵现象，应注意: 一方面，操作人员在作业过程中，当听到钻头声音不正常时，马上提钻并将钻杆上下移动，直到有明显的气流从钻头处窜出来为止；另一方面，在钻头型号选择上，要考虑作业面的地质情况，对于松软的基础，尽量采用通气孔多的钻头。

2.2 凿岩钻孔作业过程中的偏孔问题

钻机在正常凿岩钻孔作业过程中，钻孔应呈直线型，如果不是这样，操作人员则应该从以下三个方面入手来解决: ①凿岩钻孔前，先检查钻头硬质合金柱是否存在严重磨偏或报废情况，必要时更换钻头；②检查左右履带不应有悬空，推进梁前端支点应顶住地面，凿岩钻孔时不得发生漂移；③岩层的状况发生变化时，操作人员应随时调整推进速度必要时提钻吹渣，以防偏钻或卡钻。

2.3 钻机回转机构和液压系统常见故障的诊断与排除（列表如下）：

3、合理配套资源，充分发挥钻机性能

3.1 空气压缩机的配套选用

要让一好的CM351钻机充分发挥效率，就必须配备合适的空气压缩机，CM351钻机工作风压在10.5 ~ 24.6 bar 时的耗风量为17~ 21m3 / min， 该参数是施工管理人员及设备管理人员配置空气压缩机用于施工的参考标准，空气压缩机供给的风压、输风量必须大于或至少等于CM351钻机的耗风能力，因为，风源配置过剩势必造成资源浪费甚至发生钻具损耗过快增大耗材成本，过低则钻机的凿岩钻孔速度慢生产效率底，所以必须合理配套空气压缩机。目前，我国在水电站基础凿岩钻孔开挖中，通常有这几类空气压缩机均能满足CM 351 钻机的使用要求，列表如下供参考：

合理配置空气压缩机投入凿岩钻孔过程中，还应注意以下要点: ①掌子面凿岩钻孔施工时，钻机与压缩机的位置应尽可能近一些，以减少风耗和压缩机的移动，但两者间的距离应尽可能的保持在≥20m；②压缩机应放在上风口的位置, 以减少灰尘对压缩机的影响，避免压缩机、发动机早期磨损；③空气压缩压缩机务必放置在水平位置，以防止因油面倾斜过大造成不良损坏设备耽误生产。④高压胶管必须锁紧确保牢固，以免接头处冲开伤人。

3.2冲击器的配套选型

CM351钻机配备合适的空气压缩机后，还必须视钻孔直径、风压、岩层状况选择合适的风动冲击器（又称风动潜孔锤），它以压缩空气为动力介质，利用压缩空气的能量产生连续冲击载荷的孔底动力机具，压缩空气同时可以兼作洗孔介质。所以，必须选择好合适的风动冲击器才能与优化配置的空气压缩机相得益彰，才能淋漓尽致的发挥出CM351钻机的生产效率。目前，国内市场上风动冲击器无外乎高压、中压、低压三个层次，生产厂家大致有英格索兰、嘉兴、无锡等几大品牌的冲击器，它们总的特点是耗风量低、构造简单、维修方便。通常，水电站基础凿岩钻孔开挖中CM351钻机匹配英格索兰DHD340A型冲击器凿岩钻孔效果良好。

CIR低风压、WC中风压、DHD高风压冲击器主要性能参数列表如下，供参考选择：

4、综述

CM351钻机是我国引进美国英格索兰公司技术生产的一种高速、 高效、 高质量的钻机，以其灵活性、耗材成本低、性价比高等优势备受施工投资者青睐。目前，该钻机在我国已被广泛应用于露天矿山开采，建筑基础开挖，水利、电站、交通及国防建设等多种工程中的凿岩钻孔作业，以及钻锚固孔、排水孔等特殊用途的岩石孔。做为施工单位设备物资管理人员仅仅掌握理论知识是不够的，应当紧密结合生产施工实际并不断强化和深入挖掘该型钻机性能和特点，只有这样才能事半功倍的发挥该钻机的生产效率，也只有这样才能使施工单位以低成本高效率完成钻爆作业并取得良好的经济效益。

参考文献：《宣化英格索兰CM351使用及维护保养手册》

《工程机械使用手册》

《机械设备管理大全》