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。