刘 峰

（中国神华哈尔乌素露天煤矿， 内蒙古 鄂尔多斯 017100）

牙轮钻机是露天矿山常用的钻孔设备[1-4]。哈尔乌素露天煤矿采用的1190E 型牙轮钻机是山特维克矿山工程机械有限公司生产的的钻孔设备[5]，研究其主要工作参数，对提高矿山钻孔效率、增加钻机寿命具有重要的意义[4-6]。

1 钻机的破岩机理

1190E 牙轮钻机钻孔时通过牙轮钻机带动牙轮钻头垂直向下凿孔。其破岩机理是通过推压和回转机构给钻头施加高钻压和扭矩，牙轮钻头的牙轮不仅绕牙轮轴颈自转，同时绕钻头轴线（钻杆中心线）公转，使岩石在静压、弱冲击和剪切作用下破碎。当矿岩较软时，主要通过推压作用，钻头冲击矿岩，再加以牙轮钻头的旋转剪切，达到破碎岩石的目的；当矿岩较为坚硬时，钻机施加足够大的轴压作用在牙轮钻头上，将镶嵌在牙轮上的合金齿嵌入岩土表层，同时主机钻杆带动牙轮钻头做旋转运动，在摩擦力作用下带动三个牙轮分别围绕各自的牙爪轴颈作自转运动，产生强大的剪切力，从而使矿岩破碎。

2 钻机主要工作参数的分析

牙轮钻机的基本工作参数有轴向压力、回转力矩、钻进速度、钻头转速、和排渣风量。正确选择这些参数，特别是其中的轴压力、钻头转速和排渣风量，可提高成孔效率，降低成孔成本。

牙轮钻机钻进参数有两种不同的预设方案：一是高压低速工作制，轴压力为300～600 kN，转速小于2.5 r/s；二是低压高速工作制，轴压力为150～300 kN；转速为4.2～5.8 r/s。实践证明，轴压力为300～600 kN、转速为0～2.5 r/s、排渣风量为0.42～1.17 m3/s 的钻进工作制度效果较好。……