1、1潜孔钻具的研究与应用武穴市长江工具有限责任公司 张艳兵摘要：通过对我国凿岩钎具的发展历程和现状分析，认为国内钎具工业通过近五十年的发展，已经形成了相当的生产规模，国产钎具的质量也有了很大的提高。但在钎具的选用上，受资金和认识上的局限，还存在较大的误区，凿岩安全、凿岩效率并未得到最好的体现。在今后的发展中，潜孔钻具在一定区域内代替手风钻凿岩已成为必然趋势。关键词：凿岩 手风钻凿岩 潜孔钻具在凿岩爆破、岩石及岩土钻凿工程中，大量使用各种类型的钻具产品。从产品类型上，可分为旋转式凿岩钻具、刮削式凿岩钻具、冲击旋转式凿岩钻具。我们行业所生产的凿岩钎具产品，只是冲击旋转式凿岩钎具的一种类型。1796
2、年，美国的英格索兰利用蒸汽驱动凿岩机，开创了机械凿岩时代。随着工业化进程加快，凿岩机械的输出功率不断提高，对凿岩钎具也提出了更高的要求。1940 年，瑞典人发明了镶嵌硬质合金片的凿岩钎具，极大的提高了钎具产品的凿岩效率。1950 年，凿岩钻车和潜孔钻具的出现，使凿岩爆破的生产效率更进一步提高。1970 年，随着法国第一台液压凿岩机问世，凿岩机械向着全液压、大功率、自动化的方向发展。同时，对钎具的性能要求也越来越高。目前，世界上工业发达国家已大量使第三代的全液压凿岩机械，正在向着自动化、智能化的凿岩机器人发展。凿岩钎具也将随着凿岩机械的进步，在使用性能、品种类型、质量要求上都会有越来越高的要求。
3、我国的凿岩钎具工业起步较晚，在工业发达国家已经普及气动凿岩机后，我国的凿岩作业仍停留在铁锤钢钎的原始作业方式。在以后近百年中，国内的采掘工业一直依靠这样凿岩工具。由于中国的历史状况，闭关自守和固步自封的思维方式，使我国的凿岩机械和凿岩钎具发展远远落后于工业发达国家。目前，凿岩钎具已成为基础设施建设中必不可少的工具。矿山、铁路、公路、电站、港口、城建、采石及国防施工中都大量使用各种不同类型的钎（钻）2具。先进的凿岩技术和优质的钎（钻）具产品，已成为衡量一个国家生产力发展的重要标志之一。作为广大工程和矿山部门，如何合理选用钻凿工具，对其发展将带来很大的影响。随着国家基础建设的迅猛发展，对矿山的开发
4、已进一步加大。一方面，随着铁路、公路、水电工程的项目增加，大量涉及到锚固、开挖、采石、支护等工程施工。我们可以看到，各地的采石场都是供不应求，过去所谓的穷山今天已成为老板们投资的热点。另一方面，随着国家对能源需求的不断增大，各个矿业部门也都在努力扩大生产规模。凿岩作为开采中的一个重要环节，他的好与坏已成为推动或制约企业发展的一个重要因素。不能忽略的是，在凿岩钎具行业高速发展的今天，采掘行业对凿岩钎具的选用仍处于一个相对滞后的状态，这一点在我们中部地区十分明显。一些老板为追求最大的利润，仍使用着最原始、最落后的凿岩工具，工人的劳动强度大，安全得不到保障，同时凿岩效率也很低，相对来说，经济上也是得
5、不偿失。其实，在采掘比较先进的矿山，现在都大量采用液压凿岩钻车。但是，由于液压凿岩钻车对施工场地及维修要求高，且国产配件及钎杆不能满足要求，加上液压凿岩钻车单机价格高（进口液压凿岩钻车单机价格 500850 万元/ 台） 。因此，在国内的许多工程场地，施工单位大量使用旋转式岩石钻机和潜孔钻机（钻架） ，而目前在采石场、小型矿井这一块，我们现在用得最多的仍然是轻型凿岩机（也就是通常所说的手风钻） ，也有零星少数的用潜孔钻机。作为上世纪后期国内应用比较广泛的一种凿岩机械，轻型凿岩机有其自身的优点。其质量轻，体积小，使用比较方便，适合于钻凿孔径 2045mm、深度 0.55m 的小直径炮孔。在一些场
6、地比较狭小的空间，能发挥其优势。但是，3其自身的弱点也是一目了然：1、其钻凿孔径小，深度较浅，在工作面上布孔较多，综合效率低；2、工人劳动强度大，因为在凿岩过程中，要始终握住操纵手柄，凿岩机的震动和反作用力会消耗工人的大量体力；3、安全系数低，特别在井下作业，工人要长时间站在岩石跟前，由于操作时必须要全神贯注，工人们往往注意不到上面岩石的变化，也就容易造成不应有的伤亡。越来越多的矿山部门的选择表明，在一定的经济条件下，潜孔钻具代替手风钻已成为必然。潜孔凿岩钻具是一种以压缩空气为动力源，将凿岩冲击动力部份潜入凿岩孔中，通过冲击器的配气装置控制活塞作往返运动、冲击配置在冲击器前端的潜孔凿岩钻头，将
7、冲击能量传递到钻头，由钻头破碎岩石的凿岩设备。值得注意的是，潜孔凿岩钻具中潜孔钻机与轻型凿岩机的最大的不同是，潜孔钻机的凿岩冲击动力部份潜入凿岩孔内，利用冲击器的配气装置控制活塞冲击钻头，而轻型凿岩机的凿岩冲击动力部分在机体上，活塞直接作用在钎杆的钎尾上，通过杆体将冲击功传递到钎头上。目前，潜孔凿岩钻具在露天和地下矿山、采石场、水电工程、水井钻进、矿物勘探、岩体钢索锚固、地热开凿、地铁工程开挖边桩支护等施工场地大量使用。由于潜孔凿岩钻具有钻孔平直度高、孔壁光整、钻杆、冲击器刚性好、不依赖高轴向推力，钻孔深度不受限制和设备投资低、便于维护等一系列特点，受到凿岩工程行业的普遍重视。潜孔凿岩钻具主要
8、包括潜孔钻机、潜孔钻杆、潜孔冲击器和潜孔钻头。作为一个生产凿岩钎具达三十年之久的专业厂家，武穴市长江工具有限责任公司拥有雄厚的技术力量和完整的质量保证体系，在潜孔钻具上具有品种多、规格4全、质量稳的特点。潜孔钻机方面，有CZJ60B、CZJ75D、CZJ100B、CZJ100D、CZJ100Y 、CZJ150 等一系列气动、气电联动、气液联动潜孔钻机，钻凿孔径从 50mm 到 185mm，钻凿深度从15m 到 40m。潜孔钻杆方面，有外径为 42mm 至 219mm 的各类钻杆，钻杆长度从 1m 到 12m 不等。潜孔冲击器方面，有 CHJ55 至 CHJ200 型低风压潜孔冲击器和各种高风压
9、潜孔冲击器。潜孔钻头方面，有外径为 55mm210mm 的各种规格低、高风压潜孔钻头。目前，公司生产的各类金龙牌凿岩钎具产品遍销全国各地，并出口到欧美多国。近几年来，随着铁路、公路建设的增多，周边各地采石场也是越来越多。一些采石场已经采用了潜孔钻机，但还有相当一部分采石场还是在用手风钻在钻孔。一方面，受资金的约束，一些采石场的老板无法更新设备，但更多的是，老板们对潜孔钻机没有进行深入的认识和探讨，觉得手风钻更便宜、简单，易操作。几年之前，在广东、浙江等经济发达地区，政府部门已逐步取缔了露天开采中手风钻的使用，大力推广使用潜孔钻具和液压凿岩钻车。究其原因，主要有两个方面：1、对资源的合理开采，这
10、主要体现在潜孔钻机和手风钻由于凿岩能力的不同而带来开采方式的不同上，潜孔钻机一般是向下凿岩，由于其钻孔孔径较大，深度是手风钻的 45 倍，爆破量非常大，所以露天矿山开采时一般采取层层向下的办法，水土流失较少，资源利用率高，而手风钻由于其钻凿深度较浅，一般采用平行凿岩，由于其钻凿的炮孔多，工作面不易控制，经常会引起坍塌。2、更主要一个方面是从安全上的考虑，潜孔钻机由于是采用层层向下的凿岩，爆破时会比较平缓，而手风钻因为是平行凿岩，爆破时不易5控制，弄不好是岩石满天飞，而一些当时未掉下的岩石会变松，容易在下一次钻凿时造成垮塌。所以，最近几年除了在二次爆破时会采用少量手风钻凿岩外，在这些地区，基本上
11、是采用潜孔钻机和液压凿岩钻车凿岩。其实在安全性方面，除了以上一些表现外，潜孔钻机还有很多优点。首先，手风钻凿岩时，由于机架本身不具备稳定性，工作时必须要由工人来掌握其方向和功率的大小，凿岩时卡钎、钎杆的强度、周边岩石稳固情况都会对操作者的安全产生影响。而潜孔钻机由于其机架可固定，钻凿时操作工除装卸钻杆外不需要接近钻机，基本上不存在安全问题。另外，由于是平行凿岩，在手风钻钻凿较高孔位时，工人必须要搭很高的架子，站在这么高的架子上工作，不用说也是很危险的。而潜孔钻机由于其从上到下层层开采，不存在类似问题。在钻凿效率上，潜孔钻机与手风钻相比，至少提高了 40%左右。目前市场上使用较多的潜孔钻机是 1
12、00B 型气动潜孔钻机，其钻凿孔径为 90mm，深度为 20m，而且换卸杆速度较快，操作简单。而目前市场上使用较多的手风钻为 YT24、YT27 、YT28 型，钻凿孔径一般为 38mm42mm，钻孔深度最深为 4m，而钻 4m 孔，也要换几次钎杆，先是 1.2m 的，再换 1.8m 的，再换2.8m、4m 的，特别在高空作业时，换杆非常困难。在经济效益上，一般 1 台潜孔钻机配齐 20 根潜孔钻杆、1 台冲击器、1 个潜孔钻头，价格在 1.2 万元左右，而 1 台 100 型气动潜孔钻机可配 1 台 12 立方米空压机使用，1 台 100 型气电联动潜孔钻机可配 1 台 9 立方米空压机使用
13、，1 台 100 型气液联动潜孔钻机可配 1 台 6 立方米空压机使用。其实潜孔钻机对于广大规模不大、资金并不十分充裕的采石场来说，的确是最佳选择。在使用环境和劳动强度上，潜孔钻机也比手风钻改善了很多。手风钻噪声6大，一般用水冷却钎头和排渣，而操作工因要始终握住操作手柄，操作时离孔口很近，且机械的反作用力和震动很容易让人疲劳，所以一个班下来，工人往往是筋疲力尽，又脏又累。而潜孔钻机除搬动时和换卸钻杆外，一般工人会得到些许时间休息，虽然也有粉尘，但工人的劳动强度并不大。综上所述，可以看出选用潜孔钻机凿岩具有很高的性价比。无论是安全方面，降低工人劳动强度，改善工作环境，还是提高凿岩速率、生产效率，增加企业效益，潜孔钻机都有手风钻不可比拟的优势。当然，潜孔钻机还存在粉尘较大的问题、钻凿效率与液压凿岩钻车相比仍有较大的差距。但是，与手风钻相比，毕竟是更进了一步。作为生产凿岩钎具（潜孔钻具）的专业厂家，我们武穴市长江工具有限责任公司真心地希望：能与各位矿山生产企业真诚地合作，并为你们提供最好的产品和服务，因为你们的满意，是我们永远的追求。
