ITH钻孔技术应用分析

摘 要：本文通过普通凿岩机与ITH凿岩设备钻孔方式的应用对比，分析了ITH钻孔技术在凿岩钻孔应用中的优点和缺点，从而为操作使用者选择使用普通凿岩设备或ITH凿岩设备提供应用指导依据。

关键词：ITH；钻孔技术；应用分析

InTheHole（简称ITH）钻孔技术将钻杆、导杆、钻头等有机地结合在一起，凿岩机冲击活塞将冲击能量传递给钻杆，内部的钻杆传递冲击能量给钻头，外部的导管通过回转驱动套传递旋转扭矩给钻头，同时导管保证钻头的沿直线钻凿，提高冲洗效率。在矿山开采生产中， ITH钻孔技术在地上采掘应用中效果明显。

一、普通凿岩机与ITH钻孔技术

用普通的凿岩机钻孔的主要缺点是实际钻孔角度与设置的钻孔角度有很大偏差。而且孔的偏差与钻孔的长度有直接关系，钻孔长度越长偏差越大。利用普通凿岩机钻孔通常最大钻孔长度为30米。当岩石具有较坚硬的层面叶理结构时，钻孔可引起的510%的偏差。因此，许多矿井钻孔凿岩时的孔深不超过20米，除非在钻头后面加导杆或导管以确保钻进方向。在这种情况下，可将孔的偏差降低到35%。

在地下掘进钻孔，通常采用水雾结合的湿式钻孔，这对地下除尘是非常有效地。然而，与地上干式钻孔相比，湿式钻孔会有20%能量损失。新型的ITH凿岩设备钻孔效率与凿岩机应用的空气压力几乎是成正比的，如果将气压增加到28bar时，获得的功率几乎是使用气压为10.5bar凿岩机功率的三倍。因而，ITH钻孔技术的应用越来越普遍，并且其用途也越来越广，包括炮孔、水井、基础设施、石油、天然气等工程的施工都可以采用ITH钻孔技术。

二、 ITH钻孔技术的特点

1. ITH钻孔技术的优点

（1）钻孔偏差小

采用ITH钻孔技术时，钻孔的偏差一般在0.5%（最高1%），在大型矿山中钻凿孔长度达到75米时，通常采用ITH钻孔技术，可增加钻孔的精度，节省钻孔时间，提高钻孔效率。在矿体有足够的规模和正规有序的结构时，可以使钻孔间距进一步分开。

（2）钻孔精度高

较小的钻孔偏差意味着钻孔精度的提高，从而减少钻孔障碍，减少重复钻孔的次数，减少孔道的堵塞，并且增加钎具的使用寿命，节约原材料。

（3）凿岩效率高

一台凿岩机每年工作能力大约为6000080000米，这要取决于凿岩机的工作条件。如果在现场工作条件良好的情况下，每2（或3）天换一次班，一台ITH凿岩设备的掘进量很容易超过1亿立方米。利用连接式钎具钻孔时，大约5%的冲击能量损失在钎具的连接处，而ITH凿岩设备冲击器与钻头直接相连，在连接点无冲击能量损失。因此，即便钻凿很深的孔，钻进效率也不会降低。

（4）有效控制超、欠挖

实际钻孔与设计孔的模式和位置吻合，使超、欠挖得到有效控制。

（5）有利于钻凿深孔

钻孔精度越高越有利于钻凿深岩孔，减少在有裂缝岩石或结构不稳定岩石中钻孔的风险。

（6）噪音低

在工地工作噪音低，因为钎具在孔内工作，且靠近钻头。

（7）操作简单

维修和维护保养方便。

2. ITH钻孔技术的缺点

（1）耗气量高

必须在设备上安装625bar压缩空气管道，以提供必需的增加压力，工作过程耗气量较高。

（2）钻孔范围有限

ITH凿岩设备正常的钻孔范围是110178mm，与之相比，普通的凿岩设备钻孔范围在51102mm。对于不规则的或狭窄的矿体，不能利用ITH凿岩设备钻凿直径较大的长孔。

（3）爆破用药量大，爆炸裂缝长

ITH凿岩设备只能钻凿直径90254mm大孔，爆破时孔越大需要的炸药量越高，爆炸产生的裂缝就会越长。一般说来，钻孔直径每增加25mm，爆炸产生的裂缝就会向外增加一米。导致放矿点和支柱有可能被损坏或炸裂。

（4）钻顶孔危险大

尽量避免钻顶孔，除了在分段崩落采矿法中应用，这是因为向上钻孔时会有大量较湿的岩石掉落到工地，有可能造成危险或事故。即便凿岩设备安装保护设施，有可能也会受到岩石损伤。

（5）钻凿部分生产用孔必须引进新的方法

常规凿岩设备在开挖平巷、断面、坡道、加固岩石等工作时方法是唯一的，对ITH凿岩设备必须引进新的方法才能实现。

三、 ITH钻孔技术应用分析

1.露天采掘效果好

由于ITH钻孔技术具有很高的适应性和生产效率，对露天采矿是非常有利的。露天采矿采用ITH钻孔技术，会获得较好的采掘效果，这种方法可有效避免坍塌，实现光面爆破。尤其在比较大的采石场，最佳钻凿孔径110140 mm，采用ITH钻孔技术，生产效率会大大提高。

2.钻凿高质量孔应用多

随着当今对钻孔精度的要求越来越高，尤其是在居民区钻孔爆破，要求更高的钻孔精度时，采用ITH钻孔技术可钻凿出更高质量的孔，从而提高爆破精度，大大降低事故发生的概率，是目前采矿者使用最广泛的方法。

3.在孔径100254 mm的范围内，采用ITH钻孔技术是当前的主流钻凿方法

在100254 mm钻孔范围内采用ITH 钻孔技术有以下特点：精确的钻孔精度，不使用导向装置的情况下，钻孔偏差仅为1.5%；采用高压气冲渣，具有良好的冲渣效果；钻孔质量高，孔直且平滑，利于爆破；钻凿深孔能力强，钻凿效率保持不变，且在钎具接合处无能量损失；能量传递效率高，能量通过冲击活塞直接传递给钻头。

四、 结语

钻孔时定位不准确以及岩石的质量都会影响钻孔的偏差。在钻凿深孔时，不同的钻孔方式产生的钻孔偏差也是不一样的。每种方法都有利弊，选用哪种钻孔方式，我们要考量的是多大的钻孔偏差在成功爆破的前提下是可以接受的。哪种钻孔方式能获得最佳的经济效益，哪种方法就是最可取的。