松软煤层ZDY5000RF大功率两体式履带钻机研制

针对松软突出煤层钻进装备钻进与事故处理能力不足、体积大集成性差等问题,结合松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工需要,研制了ZDY5000RF型大功率两体式履带钻机。该钻机采用两体式安全布局,履带驱动行走,增加了安全防护系统和防护措施,整机功率达到75 kW,额定转矩达到5 000 N·m,给进起拔力达到210 kN。现场试验选择在淮北祁南煤矿进行,在f值为0.5左右的松软突出煤层中,完成孔深200 m以上钻孔5个。试验结果表明：该钻机具有功率大、体积小、搬迁方便、安全性高、钻进和事故处理能力强等等显著优点,在松软突出煤层中具备200 m深瓦斯抽采的钻孔施工能力,为松软突出煤层矿井瓦斯灾害治理提供了设备保障。     

高转速跨输送带钻机的研制与应用

为了减少瓦斯灾害,针对松软突出煤层钻孔施工的需求,研制了一款高转速、长行程的ZDY2800LG跨输送带螺旋钻进钻机。介绍了钻机的高转速动力头、长行程给进装置、吊装提升装置、具有保护功能的液压回路等关键技术。经过工业性试验表明:该钻机液压系统先进、搬迁方便、施工效率高,具备在松软突出煤层钻进200 m的能力。     

顶驱车载钻机空气潜孔锤钻进用低压防喷装置的研制

在空气潜孔锤钻进时,孔口安装防喷装置可将高速返出的粉尘或泥浆导离孔口,防止喷向工作台而污染孔口工作环境。综合考虑ZMK5530TZJ60型车载钻机孔口工作台结构特点、配套的斜坡钻杆外形特征、钻进工艺特点以及装卸操作环境等因素,设计了一款适用于顶驱车载钻机的空气潜孔锤钻进用低压防喷装置。该低压防喷装置具有结构简单、安装方便;通过胶芯与钻具之间的过盈实现孔口密封,密封胶芯补偿量大,可密封外径变化较大的斜坡钻杆;可在加接钻杆时更换密封胶芯;设置了2个导流口,上返流体在此压降变化小,有利于排渣的通畅等优点。现场试验表明,该低压防喷装置能够有效密封粉尘泄漏、明显改善孔口施工环境,达到了设计的目的。     

高转速螺旋钻进钻机在松软突出煤层中的应用研究

为了在有带式输送机的松软突出煤层巷道中高效抽采瓦斯,研制了具有高钻速、跨输送机施工能力、工艺适应性强等特点的ZDY2800LG型全液压钻机。文章介绍了该钻机的结构组成及主要参数,为检验钻机的性能,进行了工业性试验,通过地层摸索、寻求突破和高效钻进三个阶段详细介绍了钻机的工业性试验的整个过程,探索出了一条在松软破碎煤层中高效钻进的工艺方法。     

松软煤层狭窄巷道大扭矩两体式履带钻机的研制与应用

针对松软煤层狭窄煤矿巷道钻孔施工中需要大扭矩、小尺寸钻机的现状,研制了一种宽度尺寸小的两体式可独立行走的履带钻机。此钻机行程长,可满足1.5 m钻杆中间加杆;钻机宽度尺寸小,孔位移动方便;钻机起拔力大,处理孔内事故能力强;两体式可独立行走的结构比较适应狭窄巷道,尤其是运输巷道瓦斯抽采钻孔施工的要求。通过型式试验和工业试验验证了该钻机具有巷道适应性强,扭矩大、搬迁移动方便、性能可靠,钻进效率高等特点。     

高转速跨输送带螺旋钻机及其关键技术

针对当前松软突出煤层钻进用大扭矩钻机转速低、高转速钻机采用分体式结构搬迁使用麻烦等不足,结合松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工需要,研制了一款高转速、长行程、履带行走式的跨输送带螺旋钻机;开发了高转速动力头、长行程给进装置、吊装提升装置和具有保护功能的液压回路等关键技术;在晋城王坡煤矿现场试验结果表明:该钻机结构设计合理、液压系统先进、搬迁使用方便、钻进效率和钻孔成孔深度高,在松软突出煤层中具备200 m深的瓦斯抽采钻孔施工能力。     

大直径钻孔用煤矿车载钻机研制及应用

为满足地面电缆孔和矿山地面救援孔等大直径深孔钻进的施工需要,对现有MDY-60型车载钻机结构进行分析研究,针对大直径深孔钻进对车载钻机的功能性要求,设计了大转矩回转器总成、大转矩卸扣装置和大开口孔口装置,最终形成了MDY-60A新型钻机及配套装置,并完成了性能测试及工业性试验。试验结果表明,改型后的钻机转矩大,上、卸扣效率高,孔口大直径钻具通过性好,可适用于空气潜孔锤钻进、气举反循环钻进和定向钻进等多种钻探工艺,为高效安全钻孔施工提供了设备保障。     

松软突出不稳定煤层快速钻进技术

通过分析松软煤层瓦斯预抽钻孔施工常用的几种钻进技术原理及优缺点,针对义煤集团某矿煤层赋存不稳定,本煤层瓦斯抽放孔钻进难度大,钻孔深度浅、卡钻严重、喷孔等实际问题,选择不同型号钻机、不同钻具及工艺进行现场试验,初步形成了一套适用于该矿松软突出不稳定煤层快速成孔技术与装备,对其他矿区同类煤层钻进具有借鉴意义。     

松软突出煤层长钻孔装备及钻进工艺研究

为解决松软突出煤层瓦斯治理过程中,钻孔深度浅、钻进效率低、钻孔事故频发等长期影响煤矿正常生产的难题,从钻机的主要技术参数、负载敏感液压系统、高转速动力头和大行程推进机构等主要方面对高速钻机进行设计研究;并从可反旋转六方扣接头钻杆和高速切削松软煤层钻头2个方面设计长钻孔钻具;通过在具有代表性煤矿井下进行现场试验,对松软突出煤层长钻孔钻进关键工艺技术进行了分析和探讨,最终研制了一套松软突出煤层长钻孔装备与钻进工艺技术,实现了在松软突出煤层钻孔中施工深度不小于300 m的目标。     

ZDY2800LG高转速螺旋钻进技术装备应用

分析了松软煤层钻进的难点,提出了采用高转速螺旋钻进技术实现松软煤层快速钻进和高效排渣的解决方案,介绍了针对松软煤层钻进施工研制的ZDY2800LG型高转速履带钻机的结构和功能特点;对该钻机配套插接式螺旋钻杆采用高转速钻进工艺现场工业性试验进行了详细介绍。现场工业性试验验证了该套技术装备在钻孔成孔率、最大孔深、平均孔深、月均进尺和钻进效率等指标方面均有显著提升。     

松软煤层螺旋钻杆与压风复合排渣钻进技术装备

针对松软煤层钻进困难、成孔深度浅、成孔率低等问题,在广泛调研国内相关技术的基础上,提出应用软煤钻机与整体铣削式外平螺旋钻杆利用井下压风进行复合排渣钻进的技术,并集成了钻进参数监测、孔口除尘、矿渣输送等相关配套功能。通过煤矿现场工业性试验表明,该套技术装备整体运行可靠,大幅提高了松软煤层中的钻进深度与成孔率。     

ZDY2800LG高转速螺旋钻进钻机的研制及应用

为了满足松软煤层瓦斯抽放高效钻孔施工的要求,研制了ZDY2800LG高转速螺旋钻进钻机。介绍了钻机的研制思路和试验应用情况,解决了松软煤层钻进成孔问题。通过现场试验,钻机能力大、施工效率高,适合松软煤层钻孔施工,能为矿井高效安全开采提供设备保障。     

松软突出煤层工作面瓦斯治理实践

针对临涣煤矿松软突出煤层工作面顺层钻孔施工遇到的问题,在改进钻进装备、钻进工艺后,钻孔进尺效果仍不理想的情况下,根据工作面煤层赋存状况,重点从瓦斯治理工程方面进行方案调整,创新性采用高位钻场内施工顶板穿层钻孔预抽、工作面面内大功率钻机施工超前卸压排放钻孔等一系列消突措施,多措并举,避开了松软突出煤层顺层钻孔施工遇到的瓶颈,消除了煤层突出危险性,保证了工作面的安全回采,取得了良好的治理效果。     

ZYW-1900R松软突出煤层用全液压钻机的研制

介绍了ZYW-1900R松软突出煤层用全液压钻机的研制过程,针对松软突出煤层顺层螺旋钻杆钻进特点,阐述了钻机主要组成部分及结构设计型式,以及钻机应用情况。     

松软煤层深孔钻进工艺实践

为了避免在松软煤层中打深孔引发煤与瓦斯突出等灾害,保证施工安全,根据孔周围的应力应变分布规律,分析了松软煤层打钻时经常遇到的问题,总结了钻进工艺和参数与深孔成孔的密切联系,提出了打深孔的工艺措施和参数.实践应用表明,对于定型的钻机和钻孔设计,给进压力、钻进速度和钻机转速等参数的优化配合是提高钻孔深度、实现施工安全的关键.     

大倾角下行防突钻孔钻进成套装备研发

为有效解决大倾角下行防突钻孔孔口塌孔、孔内排渣困难及孔口瓦斯异常涌出等问题,研制了大倾角下行防突钻孔钻进成套装备。该成套装备由履带全方位液压钻机、双壁反循环钻杆、反循环钻头总成、快速水变接头、孔口防喷、防塌处理器、煤-水-瓦斯循环处理一体机、深孔钻杆阻水环、电液集成控制平台组成;具有体积小、行走灵活、集成化程度高,操作简单,工作效率高的优点。该防突钻孔钻进成套装备在仲恒煤矿3#大倾角煤层成功地进行了工业性试验,具有推广价值。     

高转速复合排渣钻进技术在松软突出煤层中的应用

针对松软突出煤层钻孔施工中钻孔深度浅、成孔率低的难题,分析并总结了松软突出煤层钻孔施工的几种工艺方法及存在问题,提出高转速压风—螺旋复合排渣技术。阐述了该工艺技术原理并分析确定了高转速复合排渣钻进工艺参数。现场实践表明,采用高转速钻机并配套Φ95/60. 3mm插接密封式螺旋钻杆及Φ98mm胎体弧角PDC钻头的钻具组合进行施工,成孔率提高到70. 6%,钻孔深度也显著提高,为松软突出煤层钻孔施工提供参考。     

郑州煤矿区井下水文观测孔施工技术

郑州地区煤矿水文观测孔以前均在地面施工,由于施工和维护成本较高,近年来逐渐推广在井下施工。2013年国家煤矿安全监察局将《高压水探放技术与装备》列入《水害防治关键技术与装备研究课题》。随着井下钻探技术和装备日趋成熟,特别是井下专用探放水钻机、孔口防喷装置、松软破碎地层跟管钻进技术、硬岩层高效定向钻进技术等方面的难题相继被攻克,煤矿井下钻探已实现了安全型作业。针对井下钻探施工的特殊性,主要从水文观测孔施工难点和解决方法进行了详细阐述,包括设备选型、钻孔定位、破碎地层潜孔锤跟管钻进、固井和井控防喷以及成孔后酸化洗井等方面。     

复杂松软煤层中风压钻进工艺技术

针对在祁南煤矿松软煤层中施工顺煤层瓦斯抽放钻孔较难的现状,采用ZDY-3200L型钻机等配套设备进行了中风压钻进工艺技术试验,并配套使用了自制的孔口除尘、瓦斯、集渣一体化装置,采用上述措施后,施工钻孔的平均孔深达到了127.9m,瓦斯抽放体积分数达到了30%～40%,并有效解决了钻进中的粉尘问题。     

针对松软突出煤层椭圆钻杆的研制

基于松软煤突出煤层中钻瓦斯抽放孔的施工特点和钻机已有配套钻杆特点的分析,设计了一种新型椭圆钻杆,并从该型号钻杆设计的理论基础、材料选择及传递的扭矩校核进行了探讨和计算。通过在松软突出煤层中打钻试验结果表明,该型号椭圆钻杆提高了钻机在松软突出煤层中成孔深度、成孔率及钻进效率,并为瓦斯抽放钻机增添了一种配套钻杆。