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。     

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。     

大角度多层孔履带式全液压坑道钻机的研制与应用

传统的履带式全液压坑道钻机虽然效率高,工人劳动强度小,但是受限于变幅装置的自身结构,大多履带钻机调角范围较小,且开孔高度调节范围十分有限。在黑龙江鸡西和山西晋城等煤层较厚矿区往往需要进行多层瓦斯抽采孔施工,因此研制了新型履带钻机。新型钻机的主机可以±90°方位角旋转,新型的变幅装置能够轻松调节钻孔角度和钻孔高度,可以进行大角度、多层孔和跨胶带钻进施工。通过现场工业性试验,验证了新型履带钻机性能的稳定性及多种工况下施工的适用性和可靠性。     

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。     

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。     

ZDY4000LD(B)窄体定向钻机的设计

针对云贵矿区巷道窄、煤层薄、工作面起伏大等特殊施工条件,现有钻机均无法满足跨输送带穿层孔定向钻进的功能这一问题,研制了一种ZDY4000LD(B)窄体定向钻机。钻机检测试验表明,该钻机转速和扭矩等参数达到了设计要求,开孔高度及倾角调节范围满足设计需求,各个部件设计合理,液压系统工作稳定,整机可靠性强。     

ZYW-4000型煤矿井下跨输送带钻机设计

为解决煤矿井下输送带运输巷两侧面瓦斯抽采钻孔施工时不影响带式输送机正常工作,提出了一款ZYW-4000型煤矿井下跨输送带钻机,叙述了该钻机总体结构布局、跨输送带底架结构型式及各部件功能。     

高转速跨输送带螺旋钻机及其关键技术

针对当前松软突出煤层钻进用大扭矩钻机转速低、高转速钻机采用分体式结构搬迁使用麻烦等不足,结合松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工需要,研制了一款高转速、长行程、履带行走式的跨输送带螺旋钻机;开发了高转速动力头、长行程给进装置、吊装提升装置和具有保护功能的液压回路等关键技术;在晋城王坡煤矿现场试验结果表明:该钻机结构设计合理、液压系统先进、搬迁使用方便、钻进效率和钻孔成孔深度高,在松软突出煤层中具备200 m深的瓦斯抽采钻孔施工能力。     

分体式履带钻机的研制与应用

目前常用的分体式钻机和整体式履带钻机存在这样的缺陷：不能将井下机动性高、外形尺寸小、操作人员安全性高等特点融合在1台设备上,使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。分体式履带钻机是一种新型瓦斯抽采钻孔施工装备,由于采用分体式履带结构,新型钻机外形尺寸小、井下移动灵活,工人可远离孔口和主机对钻孔施工进行控制和操作。结合复杂条件矿井煤/岩层赋存条件与钻场施工条件,通过分析和研究分体式履带钻机的结构特点、主要功能、关键技术和液压系统,设计了适用于不同工况和施工环境的分体式履带钻机系列。工业性试验表明,分体式履带钻机外形尺寸小适中、井下机动性能强、综合钻进效率高、工艺适应范围广,在复杂条件矿井具有良好的应用前景。     

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。     

薄煤层全断面履带式钻机关键技术

为加快解决薄煤层瓦斯抽采问题,促进先进的瓦斯抽采设备在薄煤层施工中应用,针对适应低矮巷道、薄煤层低位、全断面钻孔施工的钻机进行了深入研究;主要对钻机的整体结构布局及关键技术进行了研究,详细介绍了翻转式调角稳固装置、内嵌式低矮履带车体和钻机低矮功能整体实现的设计;同时对钻机的操纵系统包括移动式主操纵台、行走操纵台及功能切换阀进行了研究,研制出了低矮全断面薄煤层施工用履带钻机。通过现场应用进一步验证了该钻机在低矮巷道钻探施工中良好的适应性及针对薄煤层钻探施工的高效性。     

煤矿井下履带钻机下稳固装置的设计

设计一种煤矿井下全液压履带钻机的下稳固装置,该稳固装置可向外翻转以便在钻机施工时增加钻机的稳定性。应用有限元软件对下稳固装置中的关键部件转臂进行三维建模和静力学分析,得到了转臂的应力云图,验证了设计的可靠性。为同类产品的设计提供参考。     

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。     

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。     

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。     

钻机新型万向轴式后稳固装置的研制与应用

在煤矿履带钻机整机结构优化的过程中,针对目前煤矿履带全液压坑道钻机各稳固装置的结构,结合目前实际应用对设计中的缺陷不足进行了分析,通过采用万向轴式的结构,设计出一种煤矿钻机新型后稳固装置。经过煤矿现场样机应用和推广,证明了该后稳固装置能有效地适应煤矿巷道的复杂情况,对提高煤矿全液压坑道钻机使用的可靠性与稳定性具有重要意义。     

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。