国外坑道用钻机概况

近年来,国外在地质勘探工作中,坑道钻进所占比重不断增加。美国目前开动的地下坑道钻机约为500台,年进尺达150万米左右。与地表钻进相比,采用地下坑道钻进方法(包括垂直及水平钻进),不仅可以节省钻进工作量,而且可以根据岩层形状和特征,在必要的层位布置钻孔,以便取得更为准确的地质资料。本文概括的介绍了目前国外广泛采用的几种坑道钻,包括结构特点和技术参数,可供参考。     

掘进巷道顶板岩层随钻识别研究

为了在巷道掘进过程中随时识别顶板岩层,提出一种通过检测锚杆钻机液压系统的压力和流量来探测巷道顶板岩层的方法;推导出顶板岩层随钻探测的钻进参数计算公式;研制了顶板岩层随钻识别试验系统,并将随钻识别试验数据与单轴抗压强度试验数据进行比较分析。研究表明:1)当检测到锚杆钻机液压系统中的压力和流量发生阶跃响应或脉冲响应时,可以判断钻头通过了顶板岩层分界面或软弱夹层;2)实验测得钻头穿过软弱夹层时,钻进速度的最大值与最小值之比为12.4,表明钻进速度在几种钻进参数中是最敏感的;3)通过检测锚杆钻机液压系统的压力和流量可以推算出顶板各岩层强度和层位。     

基于负载反馈技术的履带式钻机液压系统

针对分体式全液压坑道钻机适用钻进工艺单一、控制精度低、搬迁困难,现有履带式全液压坑道钻机辅助工作时间长的问题,采用负载反馈、恒压变量和远程控制技术,设计了ZDY6000LD(A)型履带式全液压坑道钻机的液压系统,包括回转、给进、行走、主轴制动等多个执行回路以及起下钻、夹转、卸扣等联动功能。通过采用AMESim软件对回转回路的负载特性进行仿真分析和现场应用,结果表明:负载敏感系统理论特征和实际钻进工况相吻合,ZDY6000LD(A)型钻机适用于回转、定向、复合等多种钻进工艺,液压系统有较强的工艺适应性、节能性和远程操控性。     

基于AMEsim的坑道岩心钻机减压钻进回路分析

对坑道岩心钻机减压钻进回路进行了研究,在对比分析了节流减压钻进回路及溢流减压钻进回路的优缺点的基础上,提出恒压变量泵控减压钻进回路。结合ZDY1000G型坑道岩心钻机的减压钻进回路,利用AMEsim软件模拟不同回路的压力流量特性,得出恒压变量泵控减压钻进回路具有钻进操作方便,安全性高,负载适应性强的结论。     

坑道钻机参数测量系统及其在煤矿中的应用

针对现有钻机显示仪表位置分散、种类有限、无法存储的特点,应用坑道钻机参数测量系统能较好的完成煤层钻孔。介绍了坑道钻机参数测量系统的特点,并以淮北矿业集团祁南煤矿中的工业性试验为例,阐述了该系统的钻参仪和轨迹仪的应用情况。应用结果表明,系统在发现钻孔异常时能实时进行报警,并通过钻参仪软件的钻进参数来判断是否属于卡埋钻事故,可预防孔内事故,通过对轨迹仪的二维或三维图可了解钻孔的偏差,两者结合可指导后期钻孔施工,提高煤层瓦斯抽放效果。     

坑道高转速取心钻机钻具扶正装置

结合现有坑道钻机的结构形式,设计一种新型坑道高转速钻机扶正装置。在机身前端靠近夹持器位置设置前扶正装置,通过轴承对高速旋转的钻具提供支点;在主轴后端设置后扶正装置,与卡盘同轴高速旋转,提供后支撑点;前、后扶正装置和卡盘对钻具形成稳定的支撑点,避免钻具在孔口的振动,提高了钻进的稳定性。该扶正装置首次在ZDY1200G型全液压坑道勘探钻机上使用,在牛家沟金矿完成孔径■ mm、孔深235.7 m钻孔1个,取心率达到91.2%。施工过程中,钻机的转速550～980 r/min,扶正装置能对钻具起到良好的支撑作用,钻具运转平稳。     

坑道钻机钻进控制回路集成式设计

依据煤矿井下坑道钻机的实际钻进工况需求,基于集成式设计思想与螺纹插装阀技术,将钻进控制执行模块及其钻进功能进行集成式设计,设计了一种集成式钻进控制回路,减少了液压系统泄漏点,简化了坑道钻机的操作,具有液控锁止功能,保障了操作人员的施工安全。     

多自由度坑道钻机机架设计与仿真分析

机架是煤矿用坑道钻机的主要承载与稳固机构,影响煤矿用坑道钻机的性能。对比当前主流煤矿用坑道钻机机架的区别,设计了一种多自由度煤矿用坑道钻机机架,能够实现竖直方向±90°,水平方向±180°机身旋转。多自由度机架满足一次稳固,多角度钻孔施工要求,提高了钻进效率。利用有限元方法对钻机机架进行强度分析,掌握机架应力分布状况,确定薄弱部位,为机架强度优化提供重要依据。     

坑道钻机回转驱动用液力制动锁紧装置设计

针对煤矿井下坑道钻机用回转驱动存在结构性间隙而造成的钻进施工晃动问题,设计了一种液力制动锁紧装置,利用回转驱动现有空间与其装配固定,通过钻机液压系统为其供油,将液力转换为制动扭矩,消除了回转驱动间隙,提高了钻机施工稳定性及安全性。     

大直径倾斜炮孔的钻进

从爆破的观点上看,钻进斜孔大为有益,而就穿爆的经济效果而论,用大直径深孔时成本最低。然而,钻进大直径深孔最常用的牙轮钻机适于钻进垂直孔,而不宜钻进斜孔。牙轮钻机穿孔所需的钻压为每厘米钻头直径0.8～1.4吨。用牙轮钻机钻进垂直孔时,为了平衡垂直的反作用力,机重约2倍于钻压力值。用牙轮钻机钻进斜孔时,向后作用于钻机上的反力,其水平分力会引起钻     

常闭式夹持器液控增压原理设计与仿真分析

针对煤矿井下坑道钻机常闭式夹持器在现场施工中出现的夹紧力不够问题,介绍了一种液控增压原理,并通过使用AMESim软件对其钻进停止、反转卸扣2种增压工况进行仿真分析,得出设计的液控增压原理与理论分析相符,满足实际工况需求,解决了大角度、深孔钻进时夹持器夹紧力不足的问题,可广泛应用在各种常闭式夹持器液控系统中,提高钻机使用的安全性。     

新式地下勘探钻机

美国Longycar公司制造了一种在坑道内勘探用的新式绳索钻机,它可钻进任何方向包括水平钻进。这种钻机与现有钻机的区别主要在于它不是以重力作用下降岩心钻头和提取工具,而     

我国煤矿坑道钻机研究现状及发展趋势

介绍了常规煤矿坑道钻机的研究现状,探讨了定向钻进、远程自动控制等新技术在煤矿坑道钻机研制过程中的应用,指出了我国煤矿坑道钻机的发展趋势。根据国内煤矿坑道钻机及其相关技术的发展,构建智能化钻探工作面,全面提高煤矿坑道钻机的适应性和可靠性,对于确保煤矿安全、高效生产具有非常重要的意义。     

煤矿钻机液压系统计算分析及相关部件选型

针对煤矿井下履带全液压式坑道钻机,结合现场实际应用,主要对其液压系统的主要管路、压力损失、系统发热三方面进行了分析及部分理论计算。根据相关分析计算,对钻机液压系统中的相关部件进行了设计选型,为钻机液压胶管优化布局乃至后期钻机整机优化提供了一定的理论参考,并对提高钻机液压系统的可靠性与稳定性具有重要的指导意义。     

KD-100型坑道钻机动力及钻架的改进

坑道钻进是加快勘探速度、提高经济效益的一种有效勘探手段，是地矿系统目前推广的项目。我们自1982年以来，根据省局安排开动三台坑道钻机，钻孔均为100米以内的水平孔和300米以内的85°斜孔，全部采用金刚石小口径钻进，现已完成工作量5000多米，使用的设备为XU-300-2型及KD-100型钻机。为了更好地适应坑道钻进的特定条件和提高钻进     

FDP-25型非开挖导向钻机

主要特点： 由中装集团技术中心设计,连云港黄海机械厂制造的FDP-25型非开挖导向钻机为全液压履带式钻机。该钻机结构先进简洁,采用负载敏感系统,效率高,发热低,主要液压乖件均为进口配套。钻机桅杆可移动,可保证钻机在全钻进角度范围内方便备钻。整机重心低,稳定性好,整体造型美观。     

ZYWL-4000 SY型遥控钻机设计及关键技术研究

针对煤矿井下钻探工作环境恶劣,工人劳动强度大,容易发生安全事故的情况,设计开发了ZYWL-4000SY型遥控钻机,介绍了该钻机的总体方案,简述了钻机的基本性能参数和主要结构特点,并结合井下钻进施工的流程,详细论述了钻机的液压系统、自适应钻进技术及关键零部件的优化设计等关键技术问题。通过智能防卡钻技术,降低了钻进作业中因地压、瓦斯压力突变导致的抱钻等事故发生的概率,提高了接、卸扣过程中电控比例电磁阀的控制精度及增设溢流系统,满足了动力头钻进与旋转速度的匹配需求,使主动钻杆使用寿命延长2倍以上。通过四关节机械手实现了将钻杆箱中的钻杆准确运送至双夹持器,并与主动钻杆轴线保持一致,为接扣做好准备;并将夹持器卸完扣的钻杆准确送回至钻杆箱,代替人工操作。钻杆箱作为钻杆的盛放系统,与机械手配合实现了打钻和卸钻的完整结合,为钻机连续性工作提供了保障。通过对现场生产应用案例分析证明,遥控钻机可以通过机械手代替工人进行上下钻杆工作,实现一键自动化打钻卸钻,有效降低了工人的劳动强度,实现减人增效;钻机通过防卡钻程序控制钻进过程,有效避免卡钻事故的发生;通过遥控无线操作,避免施工过程中工人与钻机的接触,提高了钻机的安全系数。     

用红旗—100钻机钻凿仰孔

红旗—100钻机是一种螺旋差动式坑内水平钻机。1973年,我们用这种钻机在9～11级的坚硬石英岩中进行人造金刚石坑内水平钻探,效果良好。1976年初,为解决我矿二层探矿及矿体尖端的探矿问题,我们试用这种钻机进行人造金刚石仰孔钻探,基本上获得成功,自1976年初至1977年4月,已打仰钻孔1100米,代替坑道约800米。钻孔直径为46.5毫米和36.5毫米,岩芯直径分别为31.5毫米和21.5毫米,仰孔角度一般为35～45°,孔深为50～70米。钻进工艺与水平钻相同,即:双层岩芯管,皂化海解油和岩粉循环水钻进。台班工效与钻进速度同水平钻探一样,可达4～6(米/台班)、1.5～1.9(米/小时),岩芯采取率在95％以上。每班操作人员仅3人。钻杆提升用卷扬机,钻杆卡持用卡板,卡板装     

快速大孔径钻孔装置有创新

最近，山东省煤炭科学研究所和究州矿业（集团）公司兴隆庄媒矿对煤矿坑道大孔径岩石钻机钻进速度慢的状况，改革了坑道钻机的钻杆结构，采用快速大孔径钻进技术，在钻头部位增加冲击能量，使钻进速度明显提高。     

BCK-3型自动传动新钻机

BCК—3型自动传动新钻机是苏联地质保矿部中央设计局设计的。在1961年成功地进行了试验。第一批钻机制造30台,已开始使用。该钻机系采用金刚石和硬质合金钻进。在坑道内可钻直孔、水平孔及抑角5°的斜孔。适用于交通不便地区。钻机最大分解部件重不超过50