瓦斯抽采履带式坑道钻机的研制与应用

目前煤矿井下瓦斯抽采用全液压动力头式钻机以分体式为主,钻机搬迁费时费力,钻孔施工效率较低,履带式钻机的研制有效地解决了这一问题。从4种新型履带式坑道钻机的研制及现场应用情况看,采用整体式履带车载结构,可在井下自行搬迁,方便快捷,工人劳动强度低;机身倾角调整方便省力,钻机固定安全可靠;钻机设计参数合理,配套高强度钻杆处理卡钻事故的能力强;采用全液压驱动,各执行机构既可实现联动,又可单独控制工作;液压系统采用多泵系统,可独立调节各机构工作参数、转速和扭矩无级调整;采用具有节能效果的负载敏感技术,泵控变量便于实现远程控制,符合钻进工况特性要求,可满足煤矿坑道不同孔深钻探施工需求。     

ZDY1200L型履带式全液压坑道钻机的研制

为适应当前煤矿井下小直径浅孔瓦斯抽放钻进的需要,研制了ZDY1200L型履带式全液压坑道钻机。钻机带有履带行走机构,机动性强;液压系统为开式循环双泵系统,采用负载敏感技术,降低系统功耗;具有可快速方便地调整钻孔方位角的转盘;自带电磁起动器及照明灯,使用方便,安全性强,便于钻孔作业和钻机维修。现场试验表明:该钻机操作简单,移动性好,钻进效率高,性能可靠,钻孔定位和稳固快捷方便。      

"岩石长钻孔成孔设备及工艺的研究"课题

该课题是国家“九五”攻关项目“改善煤矿安全状况综合配套和关键技术的研究”的子专题,由煤科总院西安分院与阳泉煤业(集团)公司共同完成。攻关合同确定的目标是:“开发研制能钻进600m大直径近水平岩石孔的钻机、钻具及成孔工艺,为以岩石大钻孔逐步代替走向高抽巷创造条件。”西安分院研制成功的长钻孔钻机——MK—6型全液压坑道钻机是目前国内能力最大的坑道钻机,液压系统的设计采用了回转系统和给进系统分别供油的双泵系统,实现了回转压力与给进压力的独立控制;调速系统采用范围很宽的无级调速系统;此外还增加了副泵辅助功能,行星减速,…     

ZDY1000G型全液压坑道钻机的设计

ZDY1000G型全液压坑道钻机是一款主要面向坑道勘探而设计的装备,可用于煤矿瓦斯抽放孔、探放水孔和其他工程钻孔的施工。介绍了该钻机的设计思路、机械系统和液压系统,并对具有复合缓冲张紧装置的双油缸链条倍速给进机构和具有减压钻进功能的双泵液压系统进行了详细描述。      

非开挖钻机智能化控制研究

为提高我国非开挖装备的智能化水平,将钻机液压系统由传动功能提升至智能控制功能,实现科学钻进,研发了一款智能化多功能定向钻进系统。该系统还针对施工中容易出现的马达“超速”、“超压”、“吸空”现象,对马达进行了保护,通过对泵排量的补偿缓解了系统压力冲击,并能根据负载智能匹配发动机功率,防止发动机熄火。     

ZDY4000LS型煤矿用履带式全液压坑道钻机的研制

一般传统钻机主要由主机、操作台、泵站三大件组成,质量大,搬运不方便。ZDY4000LS型煤矿用履带式全液压坑道钻机是一种新型的钻机,结构布置合理,辅助功能齐全,它能有效地改善中小煤矿钻孔施工效率,提高钻掘产量,降低工人劳动强度。主要介绍了ZDY4000LS型煤矿用履带式全液压坑道钻机的主要技术参数、结构布局特点、液压系统及生产试验情况。试验应用表明,对于巷道较小或者有运输皮带限制的煤矿巷道,该钻机具有推广价值。     

螺纹插装阀在煤矿坑道钻机中的应用

介绍了螺纹插装阀的技术特点及其在煤矿坑道钻机中的发展应用情况。煤矿坑道钻机应用螺纹插装阀技术不仅可以实现复杂的液压控制系统,还能简化管路,方便整机布局。通过几个典型实例展示了螺纹插装阀在煤矿坑道钻机中的具体应用情况,验证了螺纹插装阀技术在煤矿坑道钻机液压系统中的实用性和良好的应用前景。      

轻量化坑道钻机的研制及应用

为解决坑道钻机质量大，在巷道中搬迁运输困难的问题，采用轻型结构设计与模块化组装思路，结合轻质材料应用，研制了由5052-H38态高强度铝合金作为主材的ZDY1200G型轻量化坑道钻机，钻机快速拆解后单部件最大质量292.5 kg。采用三维DIC散斑变系统对钻机铝合金给进机身在极限载荷下的应变与位移进行了测量分析，测得最大回转负载工况最大主应变为0.87%，最大起拔工况机身关键部位最大位移6.317 mm，未产生塑性变形，满足使用需求。钻机研制成功后在云南省沧源县某矿进行了现场工业性试验，完成了斜向下43°、深度512.68 m的取心钻孔。试验结果表明，采用铝合金的坑道钻机在强度、刚度、可靠性上与碳钢为主材的坑道钻机相当，并且具有搬迁运输方便的优点，能较好地应用于坑道钻探施工。      

“煤矿用履带式全液压坑道钻机”研制成功并投入生产

煤炭科学研究总院西安分院日前推出新产品“煤矿用履带式全液压坑道钻机（简称ZDY6000L型全液压履带钻机）”。该钻机是国家科技部科研院所技术开发研究专项资金项目“ZDY6000L型履带自行式水平深孔瓦斯抽放钻机”的科研成果，主要解决了煤矿井下钻机搬迁运输难的问题，而且在技术上有新突破。与以往MK系列钻机所采用的手动控制、手动变量的液压系统相比，该钻机采用了负载传感变量控制技术和液压反馈控制等先进技术，整体技术水平迈上了一个新台阶。     

CYS-300型全液压地热水井钻机的研制

本文介绍了CYS300型全液压地热水井钻机的性能参数、关键机械部件结构及液压系统的设计。钻机选用齿轮泵作为液压系统动力元件,配合液压多路阀实现对动力头双液压马达和给进油缸等执行元件液压油的合流,通过液控二速阀实现动力头双液压马达的串并联工作,输出4种转速和扭矩,在满足钻机性能参数设计要求的同时,简化液压系统的设计,减少液压系统能量损耗,降低维护和使用成本。钻机采用油缸三链条倍速机构实现动力头的给进提升,具有结构简单、性能可靠、抗冲击能力强、提升平稳等优点。现场工程施工应用表明：CYS300型全液压地热水井钻机性能稳定可靠,工艺和复杂地层适用能力强,操作安全舒适,钻进效率高。     

井下?550 mm超大直径煤层孔钻进技术装备及工程应用

为提高“U”型通风工作面采空区瓦斯治理效率、降低瓦斯治理成本,提出采用?550 mm 超大直径钻孔替代横川埋管的技术方案进行采空区瓦斯抽采。针对井下超大直径钻孔技术特点及施工中存在的技术难题,研制了一款最大扭矩 15 000 N·m、最大给进力 700 kN、最大行程 1.3 m 的ZDY15000LP 型煤矿用超大直径螺旋钻进钻机,采用主机和泵站分体式布局,并创新设计了主机、泵站、机械臂、动力头等关键零部件;配套开发了?426 mm 大螺旋钻杆和?550 mm 大直径扩孔钻头,开发了基于“先导孔+二次扩孔”的超大直径钻孔成孔工艺,形成了成套的超大直径钻孔施工技术装备。在山西天地煤业有限公司王坡煤矿 3307 工作面进行了工业性试验,共施工大直径瓦斯抽采钻孔17 个,累计进尺 583 m,施工周期 30 d,综合施工效率提高 20%。试验结果表明:钻机输出扭矩大,整体稳定性好,能够实现跨皮带施工以及快速移位等功能,配套钻具性能可靠,钻进工艺可操作性强,能够满足超大直径煤层成孔需求。研究成果为超大直径煤层钻孔施工提供了技术装备支撑,为地质条和开采条件类似矿井瓦斯治理提供了技术经验。      

地面救援车载钻机的研制

矿山发生事故导致人员被困井下时,通过地面钻孔进行救援是一种有效的手段。救援车载钻机可适应多种钻进工艺,具有地层适应性广、机动性高、事故处理能力强等优点,是矿山事故救援的理想机型。鉴于国产车载钻机在生命保障孔及大直径救援井施工中存在的不足,研制了ZMK5550TZJF50/120型车载钻机,开发了适应多种工艺的大能力动力头,采用大通孔主轴、大通径冲管、气举反循环气管安设接口等设计,转速转矩调节范围宽,可满足多种钻进工艺,实测最大转矩51350 N·m,具备施工大直径钻孔和处理事故能力;设计了油缸?钢丝绳伸缩式桅杆给进装置,实现长工作行程14 m,短运输尺寸13.6 m,实测最大起拔力1205 kN,具备孔内事故强力解卡的能力。将动力及电液控制系统集成至动力泵站,为车载钻机、钻杆输送系统、井口平台提供动力源和控制源,分体式布局解决了钻进能力提升与整机质量尺寸间的矛盾,满足道路运输要求,能充分发挥钻机的高机动性。为提高起下钻效率、机械化程度,减少工人数量并降低劳动强度,研制了钻具自动加卸系统,通过HG2-01型换杆装置、液压提引装置、自动拧卸装置协同作业,实现起下钻具效率小于3 min/根。钻机在宁夏梅花井矿完成了直径830 mm、深度624.1 m救援井的施工,平均机械钻速3.1 m/h,透巷井深654.1 m,具备600 m深度的钻孔救援能力,为我国矿山灾害救援提供了装备保障。      

煤矿坑道钻机用履带式泥浆泵车及其应用

为实现煤矿坑道钻机钻进时搬迁便捷、作业安全、配套设备高度集成化,研制了煤矿坑道钻机用BLY 260/9型履带式泥浆泵车。泵车采用整体履带式结构,将钻机配套用附属装置集成到有动力、可自主行走的履带平台上。在晋煤集团成庄矿和寺河矿的现场试验表明,泥浆泵车配套坑道钻机尤其是定向钻机,技术方案先进可靠,瓦斯抽采钻孔施工效果良好,为煤矿坑道钻机的设备配置提供了一种有效的解决方法。      

煤矿井下钻探用系列泥浆泵车研制

为了解决煤矿井下大功率钻探设备外形尺寸增大而带来的井下运输和钻场使用不便等问题,基于将大功率设备多体化的思路,提出了煤矿井下钻探用泥浆泵车这一煤矿井下新型钻探设备。通过对泥浆泵单元水力端与液力端参数计算及低速大扭矩液压马达特性的匹配设计了泥浆泵单元,泵车总体设计集成了履带车体、操纵台、泵站等关键部分,并且对泵车完成了以人机工程学为基础的工业设计。泥浆泵车系列化扩大了该类型产品的应用范围,为煤矿井下钻探装备在瓦斯抽采、防治水、底板治理、大直径高位钻孔等煤矿安全治理方面提供关键设备。      

工程地球物理勘探随钻测量钻机的研制

为提高我国工程地质勘察钻机的技术水平,研制了JDD-100型全液压动力头式工程地球物理勘探多功能钻机。钻机具有静力触探、动力触探、回转钻进、高频振动回转钻进等功能,配有钻进参数检测和自动钻进控制系统,可随钻检测９个钻进参数,并可随钻测量地层密度、地层电阻率等地球物理参数。根据回转动力头的结构和液压马达的工作特性,研制了适用于全液压钻机的输出扭矩检测方法。经实验,钻机对黏土层、卵砾石地层、破碎层的适应性较好,复杂地层的勘察速度提高1.5倍。     

YCJF20型冲击反循环钻机进行地下 连续墙成槽施工技术

成槽施工是地下连续墙施工的重要工序,厦门地铁3号线湖滨东路站地下连续墙施工中采用YCJF20型冲击反循环钻机冲击钻进法进行成槽施工。介绍了YCJF20型钻机的主要技术参数、特点和工作原理,以及导墙和导孔施工、钻机布置、泥浆制备、冲钻成槽等成槽施工过程。     

15 000 N·m大功率定向钻机关键技术研究

基于本煤层超长距离定向钻孔和顶板高位大直径定向钻孔施工对钻机的实际需求,以及复合定向钻进技术对于钻机的功能配套问题,提出了采用模块化方式对大功率定向钻机进行功能开发的技术思路。针对大功率配套、大能力输出和产品紧凑布局设计存在的矛盾,对15 000 N·m大功率定向钻机的总体布局设计、大能力回转器与托板分析、大开口夹持器设计、动力与液压系统设计、关键部件的模块化设计等关键技术进行研究,并对钻机进行了负载性能测试,钻机的各项性能参数达到设计要求。钻机的设计可有效提高各类瓦斯抽采钻孔施工效率,对于煤矿瓦斯的综合治理和降本增效具有明显作用。      

非开挖导向钻机中几种主要结构的设计

近年来非开挖钻机飞速发展,水平定向钻进及导向钻进技术在管道建设中占主导地位。着重介绍了目前国内外水平定向钻机的动力头传动和驱动方式,给进机构的给进方式,夹持-拧卸装置、底盘、钻杆装卸装置的机构,并分析了它们的优缺点。