浅谈滩涧山锚索施工工艺改造论文_高金虎

一、施工概况

中国华冶科工集团西北分公司在青海大柴旦矿业有限公司（隶属银泰资源）青龙滩项目中标后，根据甲方施工进度的要求需要在各联巷口、岔子处进行长锚索施工，要求采用直径60mm钻头钻孔，孔深不低于6m，孔向垂直岩面而且角度偏差不超±150，甲方在以前施工的巷道断面为5m*5m的断面，在联巷口处高度可大5.5m-6m,今年银泰资源接手后将设计断面改为4.5m*4.5m，且超挖部分不予结算。给我方施工增加了很大困难，现有的设备施工条件难以达到甲方施工要求。

二、锚索施工设备选型

滩涧山项目部现场有七台掘进、支护设备，主要为阿特拉Boomer282（直臂），Boomer282（曲臂），Boomer281，Boltec235等几种设备。

根据施工要求可选：1、专用阿特拉斯锚索台车（800万左右，太贵了），且工程量较少，不适用。2、阿特拉斯K41（200多万）或1354（480万左右）、1254（300万左右 ）台车，价格比较高，而且只为打锚索投入太大。3、中孔机YGZ90，设备在4万元，但是现场只为喷浆接了一部分风管，如果打锚索需要所有岔子处都接风管，另外岔子处多数处于斜坡，岩石情况不太好，支中孔机有安全隐患。在安全上及供风管路、设备（空压机）投入很大，不易采用此方法。4、选现有的Boomer281台车，推进梁长大于5.5米，现场施工无法保证甲方要求角度，而且施工深度需要达到6米，281台车钻杆在4.3米或3.7米，无法正常施工。如果281要施工长锚索需要将推进梁（20万元左右）改短，另外还要加装阿特拉斯专用卡钎器（30万元左右），价格较高，而且施工完毕后还要改回来进行掘进，成本太高且工作量很大。Boomer282直梁同样无法进行锚索施工。5、现有Boltec235台车，倒是能满足使用空间需要，而且钻杆较短，考虑拆卸钻杆方便，采用中孔钻杆，该台车还具备卡钎器，能够牢固抓住钻杆。但是凿岩机为1132型，其功率为11kw，现场试验打眼速度很慢，功率不够，而且在4米以后基本钻不动，只能打4.5米左右深的孔，钻一个孔需要30分钟，效率太低，且易将台车凿岩机损坏，难以满足现场施工要求。

根据现场设备情况，为了完成施工，减少投入，经济适用，打完锚索后易于拆装，且不影响其他功能。又考虑到配套的钻杆、连接套、钎尾、钻头等钻具，综合考虑选型Boomer282（曲臂）台车。选型确定后要考虑配套机构及钻具:1、卡钎器如果采用阿特拉斯原厂的，供货周期较长，另外通过咨询在曲臂台车上很难安装。需要另外找合适的卡钎器。初期考虑采用车床C18卡盘。2、钎尾连接套，为了方便装卸钻杆，须要保证连接套一直在钎尾上（因为钻杆与钎尾螺纹不一致）。3、钻杆，考虑曲臂上层推进梁的最大钻进深度为2.5米，再加上卡钎器有一定的厚度尺寸，所以将钻杆考虑长度为2米。4、钻头采用中孔钻头R32-B55。

三、组装调试

1、选择机械式卡盘C20 K11-190型，此卡盘夹紧范围在4-70mm，是盘丝型三爪定心卡盘（见图1），这种卡盘具备在高速旋转时能够夹紧工件，提供很大摩擦力，能够防止窜动，基本满足施工需要。另外，由于该卡盘安装位置在台车的推进梁前端，不易人工将伞齿轮调紧或松开，为此我考虑将现有的一个小油马达的输出轴与伞齿轮的方形孔相连接，并将马达与卡盘壳体固定，再通过台车的主供油油路、减压阀、操作阀来控制卡盘的卡紧与松开即可。

将这些工作做好之后，将台车开到联巷口，把台车支稳进行打锚索试试验，试验开始卡盘卡紧、松开都很灵活，但是打了2个孔之后，就发现问题了：①卸钻杆比较困难，卡盘在夹紧后与钻杆产生轴向摩擦力，很大，使得卡爪的力量作用在大锥齿轮上，于是马达带不动大锥齿轮，难以打开卡盘。②由于在钻孔过程中产生很多岩粉或碎碴，掉入卡盘的缝隙中，造成卡盘的卡爪不灵活，卡爪与大锥齿轮的螺旋槽也不灵活致使卡盘卡死。试验失败，只能考虑其它方案。

2、根据锡铁山二矿探矿钻机的施工经验，当时采用的是青岛前哨的Z46150钻机，该钻机可实现360度进行探矿，在实际作业中也要装卸钻杆，但未有钻杆滑落现象，说明该钻机的夹持器（见右图）使用效果较好。该钻机的夹持器工作原理是弹簧夹紧液压松开，我们可以利用曲臂282 台车上的备用供油口，通过减压阀、操纵阀以及液压油管与其夹持器连接好，其工作原理如图所示。

现场测试，改造后Boomer282（曲臂）台车满足了生产施工的需要，完成一个孔的钻进大约需要时间10-15分钟左右（含拆卸），打完一个岔子的锚索孔需要3小时左右。该钻杆夹持器控制简单，操纵方便，在夹紧后没有窜动现象，即使在作业时意外停电，钻杆仍能被牢牢夹紧，并能保证向上钻孔的安全性。但时有一点要说明，在实际工作中要每班检查夹持器中的卡瓦，发现卡瓦磨损较大时立即进行更换，从而确保夹紧时所需的摩擦力。

为了安全，在拆装钻杆时需要安全作业平台（作业人员需登高到2米处），作业平台上操作人员必须系好安全带。

另外，钎尾与钎尾连接套（T38-R32）要固定在一起，如图3所示，钎尾连接套上好后加装止退环（其内径与钎尾最小直径一致），以保证快速拆装钻杆，还有为增强夹持效果（如采用中孔钻杆较细且易断），采用废旧的T38钻杆（新钻杆长3.7米或4.3米）进行车扣变为R32螺扣，然后与R32连接套配套使用（可提前抹上润滑脂），注意钻杆（见图4）长度在2米（第一根钻杆可以为2.8米，这样只需3根钻杆即可），不宜过长。整体安装图如图5所示，本次改造成功，满足了施工要求，经合计总改造费用不超3500元。如果与新购设备或在原有281上改造相比要省几十万元甚至百万元以上，大大的节省了投入，保证了施工的安全。

四、结束语

在本次改造中利用简单的探矿设备备件（夹持器）、增加了液压控制、设置了钎尾套止退环、利用废钎杆加工了钻杆、借用了中孔连接套。经过多方面的改造，最终实现并完成了长锚索的安全施工。

我们在施工当中不断总结，不断改进，不断创新，秉承“一天也不懈怠，一天也不耽误”的奋斗精神，为中国华冶科工集团有限公司的蓬勃发展做出自己应有的贡献。

论文作者:高金虎

论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期

论文发表时间:2020/1/2

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