全方位调节式履带钻机在寺河煤矿的应用

针对常规履带钻机调角方式繁琐且辅助工时长的问题,研制了具有角度快速调节功能的全方位调节式履带钻机。采用双立柱快速调角机构,使得钻机的仰俯角和方位角的调节范围为-90°~+90°,水平开孔高度调节范围为1.25~2.25 m,可实现全方位、多层孔的施工要求。现场应用证明,全方位调节式履带钻机稳定性强,搬迁移位方便,是一款可适应多种施工方式的整体式履带钻机。     

煤矿井下穿层钻孔钻机模块化设计

针对煤矿井下运输巷、回风巷、底抽巷等常见钻场条件和全断面穿层钻孔施工需求,搭建了4 300 N·m转矩履带钻机通用化平台;采用模块化设计思路,快速开发设计了具有300 m钻孔深度施工能力的系列穿层钻孔钻机。钻机通用化平台包括动力头、夹持器等成熟装置和双立柱调角装置、给进装置、履带车体、液压系统等新型装置,为穿层钻孔钻机模块化快速设计提供了基础。根据不同巷道尺寸和井下运输条件,个性化设计了整体式履带钻机和分体式履带钻机,2款钻机均具有仰俯角/方位角调节范围大、机动性强、操作安全可靠等特点。     

ZDY4000LF型两体式履带钻机的研制

根据高瓦斯矿井瓦斯抽采钻孔施工特点及要求,研制了ZDY4000LF型两体式履带钻机。钻机结构新颖、功能齐全、操作便捷、体积小、机动性强,满足矿井的防突要求,钻机仰俯角、方位角和水平开孔高度调节范围大,适应顺层孔和穿层孔等多种钻探施工工艺。     

煤矿坑道钻机开孔定位参数自动调节系统研究

为实现精确调节煤矿坑道钻探钻机姿态,以满足钻孔设计的方位角、高度和角度等定位参数,确保钻孔走向精度,利用智能控制技术、电液比例控制技术,设计了煤矿坑道钻机开孔定位参数自动调节系统。基于钻机变幅机构的运动学模型,研究钻机的开孔定位调节控制原理及控制策略,基于控制需求设计了系统软硬件。试验表明:所设计的煤矿坑道钻机开孔定位参数自动调节系统,可以根据操作人员输入的参数,自动完成钻机开孔定位参数的调节,参数误差可以控制在钻孔施工许可的范围之内,相对于人工调节,该系统操作安全便捷,提高了工作效率。     

碎软煤层多层深孔钻进技术与装备

碎软厚煤层大采高工作面瓦斯治理时,采用多层钻孔才能覆盖整个采高,同时还须保证足够的钻孔深度,才能满足瓦斯抽采的需要。针对碎软煤层多层深孔施工对钻进装备的要求,研制了ZDY10000L大功率多层孔钻机,配套了宽翼片螺旋钻杆和优化了外平钻杆加三棱钻杆的组合式钻杆及配套压风排站钻进工艺。在赵庄煤矿1308工作面现场试验表明:钻机组合变幅机构开孔高度范围可达1.5~3.0 m,满足多层钻孔施工需要;钻机的自动升降装置提高了多层孔施工效率和安全性;采用该套技术与装备施工的瓦斯抽采孔平均孔深大于100 m,成孔率大于85%。     

ZDY4300LP型履带钻机的研制

研制了ZDY4300LP型整体式履带钻机。采用新型结构设计,使得钻机仰俯角调节范围为-50°~+60°,水平开孔高度调节范围为1.35~1.85 m,方位角调节范围为-90°~+90°;为提高钻机打钻效率,设计给进装置的行程为0.95 m;同时考虑到煤矿井下特殊的施工环境,设计了座椅、工具箱以及机车灯组件等配套附件。工业性试验表明,此款钻机具有调角方便快捷、运输方便、操作简便等特点,是一款可满足多种施工需要的新型履带钻机。     

ZDY3600LQ型全倾角钻机研制

为了减少施工大角度穿层钻孔时钻机角度调节辅助时间和工人劳动强度、提高综合钻进效率,通过对钻机结构功能、液压系统分析和设计,研制了ZDY3600LQ型全倾角钻机,达到了钻机稳固后仰俯角能大范围调节、施工巷道全断面扇形钻孔的目的。通过室内试验表明,新型全倾角钻机仰俯角调节范围大,角度调节方便、快捷,工作时稳定可靠,为煤矿井下大角度穿层钻孔施工提供了一种新装备。     

液驱双转盘窄体履带钻机的研制与应用

履带钻机因其具有井下机动性强、施工效率高等特点,满足煤矿井下安全、高效生产的需求,但受到外型尺寸的制约在一些小断面巷道难以应用,这些中小型矿井依然沿用分体式爬履钻机,为解决狭窄巷道的这一钻孔施工难题,研制了双液驱转盘窄体履带钻机。该钻机整机宽度窄、井下适应性强;双液驱转盘调角装置使钻机具有跨带式输送机、多层孔施工、巷道全断面施工、底抽巷穿层钻孔施工的能力。张集矿1313(1)运输底抽巷进行工业性试验表明,该钻机性能可靠、工艺适应性强、具有良好的推广应用前景。     

ZYWLS-3200型履带钻机的研制

为适用于狭窄巷道条件下施工预抽瓦斯孔,研制出ZYWLS-3200型履带钻机。该钻机采用分体式双履带车结构,外形尺寸小,独特的调角机构可实现大范围的钻孔俯仰角和水平方位角调节,无需人工辅助调节,使打钻更加安全简便,提高钻进效率。对钻机进行测试检验,结果表明,钻机整体运转正常,各技术指标达到设计要求。     

松软突出煤层大功率坑道钻机研制与钻进工艺研究

针对松软突出煤层钻孔施工中对大转矩、大给进和起拔力以及具有孔口防喷和除尘功能履带钻机的需求,研制了一种自带孔口防喷装置、变幅可靠、方便、可跨输送带施工、适合松软突出煤层多层孔钻进、孔内事故处理能力强的大功率履带式钻机,同时针对松软突出煤层进行了三棱螺旋空气钻进工艺方法研究,通过工业试验验证了该钻机具有工艺适应性强、转矩大、搬迁方便、性能可靠、钻进效率高等特点,钻进工艺具有针对松软突出煤层条件适用性强的优势。     

窄体全液压履带钻机的研制与应用

为了快速、高效的在义煤集团等矿区狭窄巷道条件下钻进,在现有履带钻机的基础上研制了窄体全液压履带钻机,并将国产泵、阀在履带钻机上推广应用,配合其它附件进一步提升液压系统的清洁度,延长了液压元件的使用寿命。通过现场工业性实验证明,该窄体全液压履带式钻机能够施工跨带式输送机钻孔和超前探及测压钻孔,对狭窄巷道-90°~90°倾角的多层孔、跨带式输送机本煤层、邻近煤层及穿层孔的施工具有较强的适应性。     

煤矿井下遥控式全断面钻进钻机研制

针对薄煤层瓦斯抽采钻孔施工综合效率低的问题,分析发现薄煤层巷道普遍低矮,现有分体钻机虽能满足施工需求且尺寸小,但机械化水平低及搬迁不便,而履带钻机难以水平低位开孔,在低矮巷道进行顺层、穿层钻孔施工及钻机运输、调角空间受限,因此选择合适的施工方法及提高钻进装备适应性是解决这一难题的关键。本文研制的全断面钻进钻机,其设计有双立柱变幅稳固机构,将调角动作按顺序分解,采用全断面钻进方式施工,解决了履带钻机施工时的空间受限问题;设计的液力制动锁紧装置,利用钻机液压系统提供高压油,将钻进装置与钻机液力固接,解决了全断面施工稳定性差的问题;采用遥控技术控制钻机,解决了全断面施工时视线遮挡的问题;针对全断面施工时钻机的特定姿态,设计的直角导轨及衬板,选用新型合金材料及特殊的热处理工艺,提高了全断面钻机施工的可靠性。经现场工业性试验验证,该全断面钻机对薄煤层巷道适应性强,全断面施工性能稳定,综合效率高,促进了薄煤层煤矿井下全断面钻进钻机的技术进步,为煤矿井下瓦斯抽采的安全性、高效性提供有力保障。     

切顶卸压自动成巷无煤柱开采切缝钻机关键技术北大核心

为解决切顶卸压无煤柱开采技术顶板预裂钻孔成孔效率低、钻孔角度调节偏差大、钻孔保直率差等问题,研制了ZDY2-300LM型切缝钻机,研究了切缝钻机的结构布局、车体平台、调角装置、施工钻具、水路系统和液压系统的关键技术和设计要点。进行了空载试验和负载试验,型式试验结果表明钻机各项指标满足设计要求。进行了3个煤矿井下试验,钻孔累计进尺近50000 m,井下试验结果表明:钻机满足切顶卸压无煤柱开采技术顶板预裂钻孔施工要求,并取得了良好的切顶卸压效果,有效解决了顶板预裂钻孔施工缺乏专用、可靠设备难题;且钻机具备施工作业高效、钻孔间距调节范围广、钻孔角度参数调节多,机身窄小及较好的钻孔保直率等显著特点。     

底抽巷全断面履带钻机关键技术

针对底抽巷抽采瓦斯保护煤巷掘进的施工要求,设计了底抽巷全断面履带钻机,介绍了钻机在研制过程中针对多自由度变幅机构关键部件选型、铰接式给进装置设计、对开式夹持器等关键技术的研究。钻机在义煤集团孟津矿和阳煤集团平舒矿分别进行了现场工业性试验,试验表明该型钻机在底抽巷施工全断面钻孔效率高、安全可靠,具有显著的技术优势。     

全方位调节式履带钻机研制

针对大倾角穿层钻孔施工的特殊工艺需求,研制了大倾角全方位调节式履带钻机。介绍了钻机的总体结构布局、主要性能参数、关键部件机械结构设计以及液压系统设计。型式试验表明,钻机各项性能参数达到设计要求,可满足大倾角穿层钻孔施工要求。     

底抽巷全倾角钻孔钻机及钻进技术

为了提高底抽巷穿层孔施工效率,研制了ZDY3600LQ型履带钻机;针对硬岩地层,开发了液动潜孔锤配PDC钻头的新型高效钻进钻具组合和多动力冲击回转钻进技术。通过试验验证:新型钻机满足底抽巷工况条件下快速移动与稳固、开孔全倾角调节等高效施工要求,新型钻具和钻进技术使硬岩孔段钻进效率提高了39.3%～78.9%,达到了预期研究目标。     

全液压履带钻机在本煤层瓦斯抽采钻孔施工中的应用

针对目前煤矿井下施工的瓦斯抽采钻孔布孔密集,成孔速度快,钻机搬迁频繁等特点,应用全液压履带钻机能够较好的完成钻孔施工。以最具代表性的ZDY4000L型全液压履带钻机为例,介绍了全液压履带钻机在本煤层瓦斯抽采钻孔施工中的特点,并以山西焦煤集团杜儿坪矿和山西新元公司的实际应用情况为例,阐明全液压履带钻机在本煤层瓦斯抽采施工中的优势,为同类矿井钻孔施工提供借鉴及指导。     

矿用浅孔探放水钻机的研制

研制了一种浅孔探放水钻机ZDY1300L,该钻机是一种能满足探放水钻孔施工要求、轻便强力高效的钻机,钻机移位和钻进效率高,辅助时间和工作量小,并具有大角度,多方位孔的施工能力。针对探放水工艺施工特殊条件,研制了配套装置和液压系统:长行程给进装置、手动夹持器、大倾角和方位角的调节装置、防水和导水装置、新型拖板及防动力头下滑的液压控制系统以及远离孔口操作的主操纵台。     

窄体式双转盘履带钻机关键技术研究

针对狭窄巷道钻机施工困难的问题,制定钻机设计方案及技术要求,研制了窄体式双转盘履带钻机,对变幅装置、履带车体、一体式操作阀等部件的关键技术进行了研究,并通过现场试验验证了钻机的可靠性。     

立柱稳固滑轨油缸及油路系统设计

为了提高履带钻机在施工钻孔时整机的稳定性、平衡主机钻具自身重量和其所受外力、实现多排孔位钻孔,对钻机所需的立柱稳固滑轨油缸的结构及油路系统进行了设计。使其在结构上实现了钻机的稳固、作为主机载体的滑轨使用,其油路的创新设计解决了立柱稳固滑轨油缸在使用中的诸多不便,使钻机更稳固、承载力更大、开孔范围更广。