大直径反井钻机及反井钻进技术

为了满足煤矿快速建设采区风井需要,大直径反井钻机研制和反井钻井施工技术需进一步发展.针对大直径反井钻机技术关键,对大直径反井钻机技术参数、主机系统和钻具系统进行分析说明.介绍了国内大直径反井钻机开发研制情况,并给出工程实例.     

李家壕煤矿大直径反井钻井施工工艺研究

根据李家壕煤矿的地质水文特点,采用大直径反井钻井施工工艺对李家壕煤矿大直径立井进行了施工,钻井设备选用北京中煤矿山工程有限公司研制的BMC600型反井钻机。从李家壕煤矿井筒、巷道、硐室的具体情况出发,选择反井钻机的配套设施,针对井下施工的难点,提出大直径反井钻井施工工艺相应的解决办法,探索出一条适用于李家壕煤矿大直径反井钻井施工的工艺路线。     

PLC控制及交流变频技术在大直径钻机中的应用研究

综合运用PLC控制技术和交流变频调速技术,研制了大直径钻机控制系统,实现了钻机主机(绞车、转盘)精确调速,以及恒钻压和二位式钻压自动送钻等功能。该控制系统具有整体性能先进、适应性强、维护简单、可靠性高等特点,满足大直径钻机成井和复杂地质构造下钻井的需要。     

反井钻机钻井在井筒施工中的应用

随着煤矿井工开采技术的进步,不仅要求快速机械化掘进,且对井筒工程提出了新要求.采用反并钻机工艺实现井筒快速施工,充分利用反井钻机施工小直径钻孔速度快、质量好、钻爆法破岩效率高等特点.这种工艺主要包括用反井钻机钻井和钻爆法刷大,并通过实例介绍了反井施工工艺技术.     

我国反井钻机钻井技术与装备发展历程及现状

反井钻机钻井技术是煤矿、金属矿山、水利水电、隧道等地下工程中井孔钻凿的根本性变革技术。介绍了近40 a来我国反井钻机钻井技术与装备的发展历程、反井钻机钻井理论与技术以及反井钻进工艺与应用的发展与现状;梳理了反井钻机钻井领域获批科研项目,以及围绕反井钻机钻井发表的论文和专利、出版的论著与标准;进一步介绍了反井钻机钻井围岩预加固和支护等稳定性控制技术,反井钻井机械破岩机理与破岩技术,反井钻机钻架稳定控制技术与动力驱动控制技术,反井钻机导孔钻具、导孔钻进排渣技术、导孔钻进偏斜控制技术以及导孔钻进风险分析与防控技术;反井钻机扩孔钻进钻头滚刀布置形制、扩孔排渣技术、扩孔钻进偏斜控制技术以及扩孔钻进风险分析与防控技术;反井钻机钻井降温除尘技术;给出了反井钻机在矿下溜矸孔、深大斜井、立井井筒延伸、双风井井筒和一次钻成大直径风井等工程中的应用,以及富水冲积层、冻结地层、注浆加固地层和瓦斯地层中反井钻井的应用。经过40 a的研究与实践表明,我国在反井钻机钻井领域已经形成以机械破岩理论和钻进技术为基础的反井钻机钻井成套技术与装备体系,为地下工程中井筒的安全、高效、绿色钻进提供技术保障,为我国无人化、机械化和自动化全断面钻井技术与装备的进步做出了重大贡献。     

硬岩大直径钻机用球齿滚刀破岩分析

从硬岩大直径竖井钻井工程的实际要求出发,分析了硬岩大直径竖井钻机用球齿滚刀破岩与轴压力、转速及洗井排碴等钻井工艺参数之间的关系,并给出了相关的计算公式;提出合理使用刀具应考虑的因素,并参考美国(休斯公司)、俄罗斯等国家的相关研究和试验结果,以某型钻机为例进行了定量分析。     

大直径深孔钻机在我国一些地下矿山的使用状况和发展前景

大直径深孔钻机是发展大直径深孔采矿技术的关键。在总结我国井下大直径深孔钻机的使用情况和存在问题的基础上，文中对其发展前景提出了看法，特别指出了自行研制钻孔直径１００～１２０ｍｍ井下高风压潜孔钻机的必要性和可能性。     

大直径反井钻机金属矿山下井运输技术

金属矿山井下反井钻井施工时,大直径反井钻机下井、运输、安装通常占用大量的辅助时间,工作量大,劳动强度高,效率低。夏甸金矿井下专用回风井工程采用BMC400型大直径反井钻机施工;通过对设备进行拆分,合理吊装,通过明井罐笼、斜坡道等运输通道下井等措施,实现了反井钻机等设备的安全快速下放,并顺利完成了设备组装。     

大直径竖井钻机发展现状与我国钻机发展建议(二)

竖井钻机以全断面机械回转钻进方式钻凿各种竖井。文章以我国近年来研制的AS和AD系列大型竖井钻机为重点,并兼顾国外掘井设备(包括竖井钻机)的发展情况,论述了国内外大直径竖井钻机的发展现状、技术特点,并提出今后我国大直径竖井钻机发展的建议等。     

定向导孔全角变化率对大直径反井钻具扫孔影响研究

定向反井钻井施工时,首先使用定向钻机钻进先导孔并实现钻孔轨迹控制,随后使用反井钻机扫孔扩大先导孔。但由于先导孔存在偏斜,导孔轨迹的全角变化率会对大直径钻具的扫孔产生较大影响。通过弯曲应力理论分析,建立先导孔轨迹全角变化率与大直径反井钻具之间的关系|通过先导孔偏斜实测数据分析,建立先导孔轨迹模型|通过定向反井钻井工业性试验,研究导孔全角变化率对大直径反井钻具扫孔的影响程度。结果表明：该方法能够准确预测钻具扫孔时的状态,为保证大直径深井反井法施工过程中的钻具安全顺利扫孔提供理论与技术支撑。     

大直径钻机钻井参数探讨及应用

对大直径钻机钻井的主要参数——钻压、转速和冲洗量进行了初步分析,就这几个参数与钻进速度的相互关系进行了探讨,对其合理选择和在实际钻井中的调整做了论述。     

ZDY4000S型全液压钻机的设计与应用

文章介绍了ZDY4000S型全液压钻机研制的背景和过程,简述了钻机主要组成部分的设计思路、加工和型式试验,以及典型的应用情况,钻机经多家用户使用后反应非常好,被证明是一种性能可靠、钻进效率高、应用广泛的设备,一定会促进煤矿瓦斯预抽技术水平的提高,为煤矿安全生产提供必要保障。     

负载敏感技术在全液压动力头式坑道钻机上的应用

液压系统是全液压钻机的核心,对整机性能影响很大.为了提高全液压钻机的性能,分析了国内全液压动力头式坑道钻机液压系统的现状,研究了负载敏感技术的节能、流量稳定、操控简便等特性,并将该技术应用在ZDY6000L型履带式全液压坑道钻机的回转回路上.结合钻探工艺及操作控制等方面分析该回转回路的节能、启动特性好以及保护钻头等优点,经型式试验和工业性试验表明,该技术完全满足钻机回转的性能要求,在全液压钻机的回转回路上有良好的应用前景.     

大直径竖井钻井钻速多元回归模型分析及应用

分析了地层可钻性系数K、钻压P、转速n、井深H和洗井液冲洗量Q等5个因素对钻速的综合影响,建立了大直径竖井钻井钻速多元非线性回归模型。选用历史录井数据作为样本数据,利用多元线性回归的方法,获取了该类大直径竖井钻井对应的钻速回归方程。通过模型检验和残差分析,结果表明,所建立的钻速回归方程合理并具有实际意义,方程对样本数据的拟合精度较高。使用该钻速方程进行钻速预测,预测钻速与实际钻速间的平均相对误差为7.66%,预测效果较好,在优化钻井工艺和提高钻井效率方面具有现实意义。     

我国煤矿坑道钻探装备技术进展与展望

煤矿坑道钻探装备技术在发展过程中受到诸多不利条件的限制,导致新技术发展滞后,随着我国煤矿大力推进智能化建设,给煤矿坑道钻探装备技术带来了革命性的发展机遇。通过分析国外坑道钻探装备的技术特点和发展状况,以及国内坑道钻探装备技术的3个阶段发展,包括初级阶段的分体式钻机与稳定组合钻具轨迹控制方法,蓬勃发展阶段的履带式钻机、定向钻进装备技术及松软煤层钻进技术,新发展阶段的自动化和智能化装备技术,提出了今后我国煤矿智能化发展阶段钻探装备技术需要解决的关键问题,为推进钻探装备技术智能化水平的提高提供支撑。     

定向钻进技术在煤与瓦斯突出矿井中的试验研究

定向钻进技术是一种高效的区域瓦斯治理措施,可大幅节约施工成本、缩短施工周期,地质条件及钻进层位对定向钻进效果有直接影响,因此对定向钻进技术适用性的现场试验研究决定了该技术能否在施工现场成功运用。以平煤股份十一矿己_16-17-24070、己_16-17-24090工作面为试验地点,采用2种不同型号的定向钻机,分别沿煤层走向、倾向在顶板施工梳状定向分支孔,在平顶山矿区开展以孔代巷现场工业性试验,积极探索适用于平顶山矿区的新的瓦斯治理模式。依据VLD-1 000型千米定向钻机前期沿煤层走向的钻进效果,分析钻进效果不甚理想的原因;后期采用ZYWL-6000DS型煤矿用双履带式全液压定向钻机,沿煤层倾向施工定向钻孔,取得了良好的钻进效果。以2种定向钻机的钻进效果为依据,平煤股份十一矿确定了施工定向钻孔的钻机类型及钻孔设计,初步形成了适用于平煤股份十一矿的新的瓦斯治理模式。     

彬长矿区大口径井钻杆断裂事故分析与处理

大口径井扩孔钻进过程中,由于钻头和钻杆的尺寸差异,钻杆在承受扭矩和轴向力的同时,产生较大的纵向振动、横向振动以及扭转振动,极易发生断裂事故。文章以彬长矿区某大口径井钻杆断裂事故为例,科学分析并成功处理了大口径井钻杆断裂事故,提出了一套安全实用的事故预防与处理方法,为类似情况的事故处理提供实例示范与借鉴依据。     

煤巷液压锚杆钻机随钻参数采集系统及其应用

围岩岩性随钻识别技术能够实时获取巷道围岩力学参数，为煤巷围岩支护提供基础保障。本文基于煤矿巷道液压锚杆钻机研发了煤巷液压锚杆钻机随钻参数采集系统，包括钻进系统、动力系统、监测系统及试件平台。利用该系统进行了不同强度砂浆组合试件的钻进实验，结果表明，系统性能良好，随钻参数变化规律明显，扭矩和推进压强在不同岩层交界处有明显的跃迁现象。为了验证岩石强度随钻识别的可靠性，通过随钻参数计算破岩比能，进一步分析了随钻参数与抗压强度的关系。基于破岩比能法该系统可以实现随钻参数对岩石力学性能的识别。     

TXU—150型钻机的研制

介绍了TXU— 15 0型钻机的功能、技术参数、结构及其特点