ZYWL-4000SY遥控自动钻机试验研究

为消除突出工作面钻进施工安全隐患,提高煤矿钻探装备自动化程度,减少井下工作人数,采用ZYWL-4000SY型双履带式自动控制钻机在淮南谢桥煤矿施工瓦斯抽放孔。根据试验矿井的地质条件与巷道瓦斯赋存情况,选择了钻具及排渣方式。试验过程中,分别对钻机的综合台效、自动换杆系统、自动钻进系统、控制系统等进行了考察。试验结果表明,遥控自动钻机各项功能均能满足现场需求,为煤矿的安全高效生产提供了可靠的装备支持。     

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。     

ZYWL-2000Y地面控制钻机现场试验研究

为改善传统钻机施工井下工程孔时存在的缺点,采用ZYWL-2000Y地面控制钻机在松藻逢春煤矿施工瓦斯抽放孔。根据试验矿井的地质条件、突出事故特征以及工作面情况,设计了抽放孔直径、深度与布局,选择了钻具及排渣方式。试验过程中,分别对钻机的地面控制、自动钻进、自动上下钻杆等功能进行了实用性、稳定性考察。试验结果表明,地面控制钻机各项自动化功能均能满足现场需求,达到了实用化标准,为煤矿的安全高效生产提供了可靠的装备支持。     

可可盖煤矿全矿井机械破岩智能化建井关键技术与装备

我国西部煤矿资源开发是保障煤炭资源供给的战略性任务,少人、安全、绿色、机械化、智能化矿井建设是现阶段煤炭智能化发展的必然趋势和重要方向。首先梳理了我国煤矿斜井和竖井全断面机械破岩掘进技术和装备现状,分析了适用煤矿井筒掘进的不同类型装备机械破岩掘进工作面临的共性难题;针对可可盖煤矿典型的西部富水弱胶结地层条件,确定了可可盖煤矿斜井和竖井联合开拓方案,并从地层条件、装备性能、围岩控制和经济合理性等方面,研判了采用斜井TBM掘进和竖井钻机钻井的可行性,提出了智能化建井建智能矿井的理念,构建了可可盖煤矿全矿井机械破岩智能化建井模式;针对可可盖煤矿地层岩石强度低、扰动敏感的特性,突破了斜井敞开式TBM掘进高效破岩与围岩控制、连续排渣、装备推进与支撑协同控制等技术,实现了TBM姿态大幅度调整,一次掘进断面面积40 m2,形成了“探-破-支-运”一体化连续掘进技术体系,单月最高掘进进尺523.8 m;首次在西部富水弱胶结地层中采用竖井钻机钻井,提出了全岩地层竖井“一钻完井”工艺,形成了适用我国西部煤系地层钻井法凿井的大型竖井钻机及其配套装备体系,包括大直径全断面钻头结构、稳定钻杆、大型门式起重机以及竖井钻机高效集中控制系统,攻克了竖井钻机配套大型门式起重机安装、起下钻智能控制、竖井钻机高效钻进等关键技术与智能监控难题,实现了西部富水弱胶结岩石地层8.5 m大直径井筒高效钻进,单日最高钻进进尺10.8 m。     

可可盖煤矿全矿井机械破岩智能化建井关键技术与装备

我国西部煤矿资源开发是保障煤炭资源供给的战略性任务,少人、安全、绿色、机械化、智能化矿井建设是现阶段煤炭智能化发展的必然趋势和重要方向。首先梳理了我国煤矿斜井和竖井全断面机械破岩掘进技术和装备现状,分析了适用煤矿井筒掘进的不同类型装备机械破岩掘进工作面临的共性难题;针对可可盖煤矿典型的西部富水弱胶结地层条件,确定了可可盖煤矿斜井和竖井联合开拓方案,并从地层条件、装备性能、围岩控制和经济合理性等方面,研判了采用斜井TBM掘进和竖井钻机钻井的可行性,提出了智能化建井建智能矿井的理念,构建了可可盖煤矿全矿井机械破岩智能化建井模式;针对可可盖煤矿地层岩石强度低、扰动敏感的特性,突破了斜井敞开式TBM掘进高效破岩与围岩控制、连续排渣、装备推进与支撑协同控制等技术,实现了TBM姿态大幅度调整,一次掘进断面面积40 m2,形成了“探-破-支-运”一体化连续掘进技术体系,单月最高掘进进尺523.8 m;首次在西部富水弱胶结地层中采用竖井钻机钻井,提出了全岩地层竖井“一钻完井”工艺,形成了适用我国西部煤系地层钻井法凿井的大型竖井钻机及其配套装备体系,包括大直径全断面钻头结构、稳定钻杆、大型门式起重机以及竖井钻机高效集中控制系统,攻克了竖井钻机配套大型门式起重机安装、起下钻智能控制、竖井钻机高效钻进等关键技术与智能监控难题,实现了西部富水弱胶结岩石地层8.5 m大直径井筒高效钻进,单日最高钻进进尺10.8 m。     

煤矿井下智能化钻探装备发展现状及展望

经过近60年的发展,煤矿坑道钻探装备已经形成满足多种用途、适用于多种钻进孔深要求的多规格、多系列产品,但现有成熟钻探装备主要以全液压驱动和人工操作为主。随着我国煤矿企业在智能化方面建设的大力投入,传统全液压驱动的坑道钻探装备已无法满足当前煤矿智能化发展需要。结合坑道钻探的施工特点,分析了国外典型坑道钻探装备的技术现状和功能特点,以及存在的问题,重点针对国内坑道钻探装备不同施工需求的智能化方面的进展情况进行概述,分别介绍了常规自动化钻机、钻孔机器人、大功率自动化定向钻机、自动化防冲击钻机等方面的研究进展,提出了我国煤矿井下钻探装备智能化建设方面还需解决的关键问题,并通过分步实施方式,加快推进煤矿井下钻探装备的智能化水平。     

煤矿主排水系统自动化控制研究

以某煤矿井下主排水为例,为了加强对煤矿主排水系统进行自动化控制,介绍了排水系统机械设备应满足自动化控制的要求,水泵自动化控制遥控、自动、手动等各种工作方式,及各种工作方式的工作过程,排水自动化控制系统组成部分。本项目的研究为煤矿井下排水系统的自动化控制设计提供了一种借鉴。为矿井的排水安全提供了有力的保障。     

大海则煤矿智能通风系统可视化管控平台搭建及应用

矿井通风是保障矿井安全最主要的技术手段之一,通过对大海则煤矿智能通风系统可视化管控平台的搭建及应用进行研究,该系统基于蓝光智能化矿井通风系统,结合安全监测监控系统、通风自动监控系统,以及智能风门和风窗装备,通过通风系统三维可视化、通风网络实时解算、通风系统实时监控及在线预警、远程可视化控制等功能,实现通风系统的可视化、自动化和智能化管理,为安全开采和智能开采提供保障。     

贵州省煤矿瓦斯抽采技术装备现状与展望

针对松软低透煤层需应对瓦斯治理问题与如何应用瓦斯抽采装备的科学难题,基于贵州省瓦斯抽采技术装备取得的代表性成果,选取典型矿井介绍了定向和大功率钻机及瓦斯抽采成套附属装备现状,总结概括了其适用条件、使用过程中存在的优缺点,并对瓦斯抽采效果进行了评价。从支管抽采瓦斯浓度、钻孔的孔深、支管抽采瓦斯浓度衰减速度指标侧面反映ZDY-6000LD（F）定向钻机使用效果优于ZDY-4000LR大功率钻机。通过贵州省瓦斯抽采技术装备存在的问题,提出对定向钻机升级改造、随钻测量设备的开发与煤岩智能判别机制分析、定向钻机联合孔代巷技术进行瓦斯抽采研究以及基于钻孔大数据云技术的理论模型等研究方向进行概述,对贵州省煤矿抽采技术与装备发展进行展望。研究为未来矿井工业实现由劳动密集型向智能化、自动化等特点的技术密集型转变提出新的技术路径。     

伊泰宝山煤矿薄煤层智能化综采工作面建设和应用

智能化技术的引入在一定程度上实现了多年来无人化开采煤矿的目标,为煤矿自动化开采带来了巨大的进步。煤矿综采工作面无人化和少人化开采对于煤矿的安全生产至关重要,因此,智能化开采对图像采集、视频传输、无线通信、自动跟踪等技术提出了更高的设计要求。薄煤层智能化综采工作面建设与应用是伊泰宝山煤矿重点推进实施的项目,当前煤矿自动化开采技术虽已经成熟,但薄煤层自动化开采技术还需要进一步探索、研究。为了解决目前矿井薄煤层采煤工作面自动化采煤存在的问题,重点介绍了薄煤层智能化综采工作面自动化控制系统的建设和应用、管理经验和做法及应用效果,并对应用过程中出现的问题提出解决办法。     

煤矿井下坑道钻机电液控制系统的设计

为了缩短煤矿井下坑道钻机电控程序调试周期、方便程序开发人员调试程序、同时更好地展示电液控制钻机的动作,设计了一种煤矿井下坑道钻机电液控制系统。研究了无线遥控模块、电液控制器模块、钻机模拟实验台和智能控制算法四大模块的融合,实现对钻机模拟实验台状态参数和遥控器输入参数的读取和解析,以及对钻机行走、稳固、姿态调整、钻具装卸和钻进过程的远程遥控控制。该系统最大程度还原了煤矿井下坑道钻机的真实动作和工况特点,电液控制程序的调试可预先在钻机模拟实验台上进行,缩短了程序开发调试时间,提升了程序开发人员的工作效率,增加了实验室内钻机工况和动作展示的直观性。     

煤矿智能打钻造穴一体化技术应用

为了进一步提高煤矿安全生产效率,改进防突治理工艺,保障作业人员的身体健康,释放人力资源,研究了煤矿智能打钻造穴一体化技术。以某煤矿具体巷道为例,分析了智能钻冲一体化成套装备,主要为自动化控制打钻车和自动化控制钻杆车,并对比分析了智能打钻造穴一体化装备与普通打钻造穴设备的平均钻进速度、平均扩充速度等指标。研究表明,引入自动化施工设备来代替原始设备,配套使用智能水力冲孔造穴来提高防突治理效率,保障煤矿安全生产,降低人力资源输出和工人的劳动强度,保障工人作业安全。     

ZDY6000LD（A）型履带式全液压坑道定向钻进钻机的设计

 ZDY6000LD（A）型履带式全液压坑道定向钻进钻机是一种适用于煤矿井下瓦斯抽采（放）定向孔施工的新产品。钻机采用开式三泵系统,应用了负载敏感和恒压比例变量等先进的液压技术,系统能耗低、稳定性高;钻机一体化程度高,平台上集成了主机、泵站、操纵台、履带车体、水泵、电磁起动器、稳固油缸、照明灯等钻探装置和设备,整机机动性好、搬迁快捷、井下使用方便。在钻机设计中,结合数字化设计方法,利用软件对虚拟样机进行建模和分析,缩短了设计周期,提高了钻机性能。通过室内试验和工业性试验,钻机性能达到设计要求,具有良好的推广前景。     

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。     

基于人机交互的钻机遥控面板优化设计

为了改善智能遥控钻机使用时的用户体验,提高产品的易用性,从而达到安全、舒适、高效的目标,对ZDY4300LK型煤矿用履带式全液压坑道钻机遥控器面板进行分析,将人机交互设计引入钻机遥控器交互面板的设计流程中,通过分析明确原有遥控器面板设计的人机交互缺陷,以CATIA软件人机分析结果为基础进行相应的改进设计,使产品在煤矿巷道的特殊环境下,用户的操作行为能够符合其生理特征、行为习惯及心理认知模型,实现人机环境协调性的高度融合。     

煤矿区地面注浆多分支水平井装备及技术

地面注浆技术是煤矿水害防治的有效方法,注浆多分支水平井是地面注浆技术实施的基础。结合矿区地质条件、钻井工艺、注浆工艺等特点,优选注浆井施工用车载钻机、稀土永磁直驱泥浆泵、电磁波无线随钻测量系统、固控系统等装备,并对注浆井钻孔结构、轨迹控制、套管施工等关键技术进行研究。形成一套适用于注浆多分支水平井用钻井装备及关键技术,对煤矿水害防治工作具有重要意义。