ZLY2500L型煤矿用履带式坑道钻机的研制

针对我国煤矿松软突出煤层中的煤巷、高应力巷道等小断面巷道,以及皮带运输巷中钻机需频繁让道、在掘进巷道中钻机需绕前施工等通过空间狭小的复杂钻孔施工条件,结合煤矿钻孔现场施工对孔比较繁琐及搬运迁移比较困难的现状,进行了ZLY2500L型煤矿用履带式坑道钻机的研制。目前常用的整体式履带钻机大多存在不能将井下机动灵活、外形尺寸小、操作人员安全性高等特点高度融合的缺陷,导致瓦斯抽采钻孔施工效率低,钻机对复杂钻场和矿井条件适应性差。该机型结构布置合理,辅助功能齐全,它能有效地改善中小煤矿钻孔施工效率,提高钻掘产量,降低工人劳动强度,可用于瓦斯抽采穿层钻孔、瓦斯抽采顺层钻孔和探放水以及底板注浆等钻孔施工。本文主要介绍ZLY2500L型煤矿用履带式坑道钻机的主要技术参数、结构布局特点及液压系统。经试验表明,对于中小煤矿钻孔施工具有良好的应用前景。     

窄体式分体履带钻机关键技术研究

为了解决狭窄巷道瓦斯抽采钻孔施工中钻机搬迁、稳固、调整方位角等辅助时间长、工人劳动强度大、综合钻进效率低等问题。分析了履带钻机的结构特点,通过创新性布局,将动力单元和钻进单元分别布置在两台履带上,研制出ZDY4300LF窄体式分体履带钻机,钻机采用模块化设计思路,将泵站和操纵台布置在泵车上、给进回转装置和稳固装置布置在钻车上,钻车和泵站通过高压胶管连接,瓦斯抽放钻孔施工时可根据地形条件布置钻车和泵车位置,可获得钻孔施工最佳方位。钻机工业性试验表明,ZDY4300LF型窄体式分体履带钻机具有结构尺寸紧凑、操作便捷、移动搬迁方便等特点,能够解决煤矿井下狭窄巷道瓦斯抽采的难题。     

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。     

近水平千米定向钻机在矿井瓦斯抽采中的应用

针对目前井下常规钻机能力偏小,瓦斯预抽期较短,矿井掘抽采比例严重失调的现象,采用VLD-1000型和ZDY6000LD型井下千米定向钻机,根据工作面掘进、回采接续和目标区域瓦斯赋存的特点设计、布置钻场钻孔。详细介绍了钻孔施工过程、施工情况及瓦斯抽采效果,千米定向钻进相比于传统常规钻进工艺,定向钻孔的单孔成孔距离、钻孔煤孔比例、瓦斯抽采浓度分别为原穿层钻孔的6.0、2.3、2.0倍,具有瓦斯抽采率高、预抽期延长、钻孔施工适应性强、钻孔覆盖范围大等特点。     

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。     

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。     

分体式履带坑道钻机的研制与应用

为适应高瓦斯矿井瓦斯抽放钻孔高效施工的需要,研制了ZDY4000LF分体式履带坑道钻机。通过现场试验,钻机能力大、施工效率高、功能齐全、操作简单,适合狭窄巷道和高瓦斯矿井防突要求,能为矿井高效安全开采提供设备保障。     

ZDY3600LQ型底抽巷全倾角瓦斯抽采孔钻机应用研究

为了解决煤矿井下巷道全断面扇形瓦斯抽采孔快速施工的技术难题,通过对自行走式履带钻机结构和液压系统的设计,研制了ZDY36000LQ型巷道全断面扇形瓦斯抽采孔钻机,钻机的调角机构通过液压马达驱动回转减速器使给进机身在一个断面内进行360°全倾角快速调角,减少钻孔施工的辅助时间,液压系统采用单动控制,操作安全可靠。通过赵庄矿现场试验证明,该钻机结构稳定性强、搬迁方便,是一款可适用于巷道全倾角瓦斯抽采钻孔施工的整体式履带钻机。     

6000ZYWLDF分体式定向钻机的研制与试验

为了提高煤矿企业在瓦斯抽采的效果和降低抽采成本,解决长距离抽采孔、注浆孔和穿层孔等各种瓦斯抽放孔,研制出了6000ZYWLDF分体式定向全液压钻机。通过井下工业性试验情况,总结了该钻机在粉砂岩以及破碎煤层中钻孔施工情况,施工结果证明6000ZYWLDF分体式定向全液压钻机比同类型的钻机在成孔率和钻孔深度方面有着明显的优势。     

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。     

煤矿用遥控式低位孔全倾角履带钻机的研制与应用

为了提高薄煤层瓦斯抽采施工效率,解决煤矿井下钻机操作复杂、工人劳动强度大以及存在安全隐患等问题,研制了一种具有遥控功能的全倾角履带钻机。该钻机将全倾角变幅稳固机构、制动锁紧装置、液压系统及电控系统等有机集成,可实现遥控钻进和行走,为煤矿井下的安全生产提供保障。工业性试验表明,该钻机钻孔效率高、安全可靠,具有显著的技术优势。     

ZDY4000LS型煤矿用履带式全液压坑道钻机的研制

一般传统钻机主要由主机、操作台、泵站三大件组成,质量大,搬运不方便。ZDY4000LS型煤矿用履带式全液压坑道钻机是一种新型的钻机,结构布置合理,辅助功能齐全,它能有效地改善中小煤矿钻孔施工效率,提高钻掘产量,降低工人劳动强度。主要介绍了ZDY4000LS型煤矿用履带式全液压坑道钻机的主要技术参数、结构布局特点、液压系统及生产试验情况。试验应用表明,对于巷道较小或者有运输皮带限制的煤矿巷道,该钻机具有推广价值。     

薄煤层用低矮履带钻机的研制及应用

针对在低矮巷道进行薄煤层全断面低位孔钻探施工,分析了薄煤层矿区地质条件、巷道条件和钻探设备的需求情况,研制了一种薄煤层用低矮履带钻机。钻机从整体结构上控制了外形尺寸,设计了履带车体、翻转式调角装置和多级可放倒式稳固装置,配套成熟的动力系统及执行机构实现其功能的匹配,可远控操纵台及独立控制的行走操纵机构提高了钻机的高效性及先进性。在现场进行了工业性试验,钻机技术参数完全符合施工要求,验证了该钻机在低矮巷道、薄煤层进行低位孔全断面施工的适应性,为推动薄煤层安全高效开采发挥了重要作用。     

FRD-15型全液压钻机研制

研制的适用于煤矿井下防爆环境的全液压钻机、能根据岩层变化情况和施工要求自动调整钻进速度。全液压钻机解体性好、拆装搬运方便、安全性能好、钻进能力强、操作简单,主要用于煤矿井下钻凿钻孔。     

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。     

步进式复扩刀盘及天井钻机的应用研究

随着科技的进步和社会的发展,地下大直径竖向工程的施工需求越来越多,已由传统的地下矿山开采领域延伸到水力发电、公路铁路隧道、人防工程、军事工程、市政工程等各个领域。长期以来,我国地下大直径竖向工程的施工主要以人工、半机械化为主,安全风险高、劳动强度大、工作效率低,如果采用大直径天井钻机施工则由于一次性投入购置成本较高制约了大直径竖向工程施工的机械化。本文详细介绍了步进式复扩刀盘的结构组成、工作原理、施工工艺,分析了液压系统,测试了不同预充氮气压力条件下油缸复位时间,提出了地下矿山复杂条件下远程通信控制系统解决方案,并将该技术应用于矿山实际生产,结果表明步进式复扩刀盘可实现小井径天井钻机施工大井筒,对推动我国地下中小型矿山等领域大直径竖向工程施工的机械化意义重大。     

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。     

松软破碎煤层定向长钻孔高效抽采技术研究

为有效解决松软破碎煤层透气性低导致的抽采效率低的问题,利用超大功率的ZYL-17000D定向钻机实现在松软破碎煤层中进行长距离钻进,采用随钻测量装置对长钻孔施工时出现的实际钻孔轨迹与设计钻孔轨迹进行实时比对,对存在偏差的钻孔进行及时纠偏,实现钻孔轨迹的实时跟踪控制。并在长平矿松软破碎煤层中进行现场施工,实现了钻孔长度达到300m的技术突破,每米钻孔抽采纯流量达到0.025m/min,与同一区域的普通顺层钻孔相比,抽采量提高了20.8倍,施工周期缩短了78d。大功率定向钻机长距离钻进的实验成功,验证了大功率定向钻机满足松软破碎煤层瓦斯治理需要,为松软破碎煤层的瓦斯治理提供了一种新的瓦斯治理思路。     

煤矿瓦斯抽采定向长钻孔高效成孔工艺研究

通过对国内外煤矿井下瓦斯钻孔技术现状的分析,介绍一种本煤层近水平定向长钻孔施工装备和技术,并通过实例将本煤层定向长钻孔和本煤层普通直钻孔的瓦斯抽采效果进行对比,得出定向长钻孔的潜在优势。同时,指出我国煤矿井下近水平定向长钻孔施工中普遍存在的影响钻孔钻进效率及深度的问题,为了解决这些问题,提出了一种定向长钻孔施工工艺技术及其关键的开分支技术,最后通过现场试验验证了其有效性。     

采动区地面井煤层气开发井位布置技术研究现状及发展趋势

随着煤矿的高强度开采,井下抽采已不足以解决瓦斯问题,地面钻井抽采煤层气的研究正成为国内的研究的热点。通过对国内采动区地面钻井相关资料的整理分析,阐明了采动区地面钻井抽采卸压瓦斯机理,明确当前采动区地面钻井布井技术研究现状。指出利用应力场、渗流场、裂隙场耦合关系,考虑不同矿区、不同地质条件下对地面钻井控制范围进行系统研究,将为采动区地面钻井在采场走向间距布置提供理论支撑。