煤矿井下钻探装备和钻探施工技术发展与探索

我国井下钻探装备经历了机械立轴钻机、全液压钻机和智能化钻机3个发展阶段,提高了井下特定环境下钻探安全可控程度和施工效率,但仍面临软岩钻进难题。开滦矿区结合自身大水、高瓦斯等矿井地质特点和矿井发展定位,引进国内外先进钻探装备和技术,探索实践综合配套钻探技术方法。     

我国地质找矿取心（样）钻探设备现状及提高效能的分析研究

概述了我国地质找矿钻探市场现状及前景，分析研究了地质取样钻探传统的立轴钻机及全液压动力头钻机的优缺点及综合效能，针对国家提出加强地质工作的形势及中国的实际状况，提出了完善和改进我国现有钻探设备、提高我国地质找矿取样钻探效率、降低能耗及成本的观点及建议。     

地质钻探技术与装备21世纪新进展

21世纪初,我国地质钻探技术处于立轴钻机普遍使用、国产绳索取心钻杆只能满足1000 m以内孔深钻进要求、钻探器具相对落后、硬岩地层钻进效率低、复杂地层取心效果差的落后局面。近10多年来,在多个国家重大科学工程项目、国家科技支撑计划、"863"计划、地质大调查专项等科技项目支持下,通过产学研联合攻关,形成了硬岩深井科学钻探技术体系和2000 m以内地质岩心钻探技术体系,浅层取心(取样)钻探技术、新能源勘探开发钻探技术、地质灾害调查和防治钻探技术、定向钻探技术、基础工程施工钻掘技术等都取得了飞速的发展和进步。本文对21世纪我国地质钻探技术与装备、关键器具新进展进行了阐述,并对经济新常态下的发展方向进行了展望。     

深孔地质岩心钻机发展方向——顶部驱动

通过分析深部地质岩心钻孔施工特点、国内地质岩心钻机的现状,借鉴石油钻井的前沿装备技术,研制适用于地质岩心钻探的深孔顶驱钻机,符合当今钻探技术发展的要求和创新理念,是今后深孔岩心钻机更新换代的发展方向,也将成为推动钻探技术发展的历史性新跨跃.     

深部找矿钻探钻机选择

钻机是实施深孔钻探的前提和必备条件.针对深部找矿钻探设备现状和发展趋势,分析了全液压动力头钻机和立轴钻机的特点,并运用技术经济学原理,重点对钻探效率和钻探经济性进行研究,指出钻机选择不仅要考虑钻探效率,而且更要考虑钻探经济性,提出了钻探经济性指数e概念,为深孔钻探钻机选择提供依据.     

5000m自动化地质岩心钻机的研制

随着我国深部找矿、科学钻探以及新能源勘探等深孔钻探需求逐步增长,同时人工成本也大幅提升,亟需开发自动化程度较高的深部钻探成套装备。本文对国家重点研发课题"5000 m地质岩心钻机关键技术与装备研制"样机研制情况进行了概要介绍。该钻机双速顶驱等主要钻进部件采用交流变频驱动,自动井架工、铁钻工、猫道机等井口自动化作业装置采用液压驱动,钻进过程智能化控制,管柱作业基本实现自动化,可以满足金刚石取心钻进和牙轮全面钻进等多种施工工艺要求。     

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。     

深孔岩心钻探装备配置应用技术趋势分析

在国内地勘钻探施工企业普遍开始对岩心钻探装备进行更新和升级的背景下,通过广泛调研,对深孔岩心钻探装备的配置、应用及技术发展趋势进行了分析,并从使用者的角度对我国深孔全液压动力头钻机等装备的研发提出了建议。     

推进钻探技术与装备现代化加快矿产资源勘查开发

本文作者长期从事钻探技术研究和管理工作,对国内钻探技术现状和国际上先进钻探技术和经验有很深的了解.作者认为我国目前地质钻探设备陈旧老化,技术方法落后,钻探效率低下,钻探工人劳动强度很大,远远不能满足加强地质工作,加速矿产勘查的要求.作者指出为加速矿产资源的勘探开发,应该大力推进钻探技术与装备的现代化,学习和借鉴国际上先进技术和经验,研究开发适用于我国国情的先进钻探技术、装备和工艺是十分重要的.对此,作者提出了七点具体建议:1)研发应用全液压顶驱型地质岩心钻机系列;2)研发第四代地质岩心钻机--自动化岩心钻机;3)研发并大力推广应用现代先进定向钻进技术;4)研发应用直升飞机搬迁钻探设备方法技术,加速难进入地区矿产勘查;5)加强对探矿工程研究开发机构的支持,促进研发先进实用的地质钻探装备;6)中国地质调查局加强与中国地质装备总公司的联系与合作,进行业务指导,继续促进产学研"三结合";7)加速培养钻探技术人员,建立先进地质装备推广应用机制.     

XD-3型全液压动力头式岩心钻机的研制与应用

根据我国地质钻探任务不断增加和向地层深部找矿的需求,研制了XD-3型全液压动力头式岩心钻机。介绍了该钻机的结构设计、工作原理、主要特点以及使用情况。     

HQY-500型全液压钻机的研制

分析了目前国内外钻机存在的不足,以及我国地质钻探的发展方向,研制了HQY-500型全液压钻机。介绍了该钻机的结构形式、技术参数、特点,以及该钻机的野外生产试验情况。     

轻型地质取样钻机车载化技术方案研究

分析了国内外车装钻机的现状;介绍了国外小型地质取样钻机装载形式、国内小型地质钻机及轻型越野车辆现状;提出了钻深15～30 m、50～60 m、100 m钻机的车载化技术方案。     

深孔小直径绳索取心钻进施工调研分析和技术建议

对深孔小直径绳索取心钻进技术设计进行了简要分析,论述了钻孔结构设计和施工中的技术风险因素和钻孔安全问题。同时,对合理选用金刚石绳索取心钻头、提高绳索取心钻杆使用寿命及其评价方法提出了建议。     

凿岩机具——我国新兴的“资源-高科技-外向型”支柱产业

面对我国加入WTO在即 ,提出了“实施四大技术改造 (‘钻孔法’新型钎钢 ,‘一步法’等优质凿岩硬质合金 ,复合片齿系列钎具 ,DZ系列全液压凿岩设备 ) ,建设凿岩机具强国”的战略性建议     

宁夏回族自治区岩心钻探发展综合研究

在介绍地质工作对钻探技术需求的背景条件下,从岩心钻探装备和岩心钻探技术两个方面分析了20年来宁夏地矿行业钻探技术的发展概况,指出了宁夏岩心钻探领域存在的突出问题,并提出了对未来地质岩心钻探工作的建议.     

新型高效节能立轴岩心钻机的开发与应用

介绍了新型绳索取心钻杆及新型机械传动不停车倒杆立轴岩心钻机的特点及应用效果。分析了提高岩心钻探施工效率、降低成本、节能降耗的技术措施,同时提出了未来地质岩心钻机的发展方向及建议。     

深孔取心钻探装备的优化配置

首先介绍了不同的钻探技术指标对钻探施工效率的影响作用,提出了“开展钻探装备优化配置是以获得最佳的钻探技术指标和最佳的钻探施工经济性为目标”的观点;然后逐项对深孔取心钻探装备的要素,包括钻机、钻进方法、绳索取心钻杆、钻头、定向钻进器具和泥浆泵,进行了分析,提出了对各要素优化的建议;在此基础上,形成了对深孔取心钻探装备优化配置的建议。