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。     

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。     

KD600型全液压坑道岩心钻机的研制

在数百米深的地下坑道或采区内采用设备进行深部岩心钻探工作,可以充分利用现有条件钻更深的孔,节约钻探费用和时间,提高生产率,为此,研制了KD600型全液压坑道岩心钻机。介绍了该钻机的研究背景、项目来源、研究现状、研究成果,野外生产试验等情况。     

全液压坑道钻机动力头转矩特性分析与试验研究

全液压坑道钻机是一种用于地下坑道钻孔的钻探设备,其动力头的转矩输出特性直接影响钻机的钻进参数和成孔工艺。利用UG软件建立全液压坑道钻机动力头的参数化虚拟样机模型,通过ADMAS动力学分析软件对虚拟样机模型进行动态仿真分析,得到动力头的动态转矩输出曲线,验证钻机设计的合理性。试制1台ZDY2300S型全液压坑道钻机的实物样机,并对实物样机进行转矩测试试验,将其试验结果与动态分析数据进行对比,分析误差产生的原因。     

市场引导下我国煤矿钻孔与凿岩机械的发展趋势

跟据2005─2009年期间煤矿钻孔与凿岩机械安全标志产品准用证及其生产企业基本状况,分析了产品发展的变化趋势。目前,各类煤矿钻孔与凿岩机械生产企业达200多家,获安全标志准用证700多份。煤矿钻孔与凿岩机械90%以上的产品,用于煤矿锚杆支护、瓦斯治理、井下采掘和放顶爆破,其中,煤矿专用产品又占85%以上。各种类型产品中,手持式电钻的市场急剧收缩,已逐渐被手持式气动钻机替代;电动锚杆钻机和电动凿岩机已被淘汰,气动锚杆钻机以及各类气动回转式钻机、液压坑道钻机和液压钻车发展较快。分析认为,锚杆支护和瓦斯治理使用的钻孔与凿岩机械将进一步发展,特别是锚杆钻车、深孔钻车、钻装锚机组和履带式液压坑道钻机等机械化设备将大力发展;液压凿岩机与液压掘进钻车是岩巷机械化的主要发展方向;气动钻孔与凿岩机械将长期存在;煤矿用回转钻具与锚杆支护用钻具有广阔市场。     

机械传动多功能坑道钻机的研发及性能分析

为解决普通立轴式岩心钻机和全液压钻机在坑道内钻探施工存在的问题以及满足用户的需求,研制了KDZ-300型多功能坑道钻机。该钻机利用机械传动立轴钻机回转器可以旋转360°,并结合机械传动动力消耗低、便于维修等优点,采用现有GXY-2型机械传动立轴钻机的主要零部件,增加上、下液压卡盘和上、下支撑固定等机构,在坑道内可实现向下、水平和仰孔施工,大大降低了制造、使用和维修成本。厂内调试和初步生产试验证明,钻机性能完全实现了设计的目的。     

钻机转速与配油套密封性能关系的研究

配油套是全液压坑道钻机中重要的密封元件,其密封性能的好坏直接影响到液压系统效率的高低.论文通过对钻机转速和配油套密封性能关系的试验研究,得出了配油套泄漏量和主轴转速之间的关系,并结合煤矿坑道钻探钻进工艺的要求,提出了钻机在不同工况下合理的回转速度.     

青海省都兰县五龙沟矿区坑道钻探工艺研究

针对青海五龙沟矿区3320平硐89线中段布设的坑道钻孔(SZZK8905、孔深700.20 m)在钻探施工中遇到的憋泵、孔壁坍塌、缩径、回次进尺少、岩心采取率低等问题,在钻机选取、钻孔结构设计、破碎带取心技术、钻井液等方面开展坑道钻探工艺研究,成功完成了该孔的钻探任务。     

北京天和众邦勘探技术股份有限公司一流的勘探设备制造商

<正>www.cortech.cn主流产品线:地表钻机-为固体矿产岩心钻探而设计,全液压驱动,操作方便,控制精准,搬迁方便,取心率高。坑道钻机-专门为地下固体矿藏取心作业而设计,吸收先进的设计理论,给进效率高。多功能钻机-具有世界先进水平的高性能、多工艺快速无障碍切换能力等技术特点。煤矿坑道钻机-专门为煤矿瓦斯抽采和其它钻孔施工而设计的坑道钻机,能满足绳索取心施工工艺要求。煤层气钻机-应用于矿山快速救援,煤层气、页岩气的施工。机动性强,现场就位准确快捷。     

一种煤矿坑道钻机控制系统软件设计

针对煤矿井下坑道钻探恶劣环境对现场操作人员带来的作业危险隐患,设计了可以实现自动操作和人工远程操作双重模式的坑道钻机电控系统,开发了整套自动控制系统软件和远程控制软件,钻机可以实现实时可靠的监测和记录。钻机具备自动钻进和装卸钻杆功能,降低了工人的劳动强度。该电控系统软件的开发,可极大降低操作人员危险性并提高钻进效率。     

浅谈甘肃玛曲大水金矿坑道水平钻探施工

介绍了甘肃玛曲大水金矿初次使用CKD600A型钻机在坑道中施工水平钻孔的生产过程。以实际生产为主,从矿区地质、、地质对坑道水平钻探的要求、钻探设备的选型、钻窝的技术处理方法及钻进工艺方法、技术参数方面,详细介绍了大水金矿水平钻孔施工过程,强调了安全生产的重要性,并对大水金矿未来的坑道水平钻探工作中存在的问题,提出了良好的建议。     

坑道钻机性能试验台模糊控制系统的研究

论述了钻机性能参数测试台模糊控制的理论基础;介绍了坑道钻机检测检验试验台测控模糊控制系统的原理、组成、性能指标、测试参数、抗干扰设计以及运行情况;分析了钻探测控模糊控制应用技术的发展前景.     

煤矿坑道钻机开孔定位参数自动调节系统研究

为实现精确调节煤矿坑道钻探钻机姿态,以满足钻孔设计的方位角、高度和角度等定位参数,确保钻孔走向精度,利用智能控制技术、电液比例控制技术,设计了煤矿坑道钻机开孔定位参数自动调节系统。基于钻机变幅机构的运动学模型,研究钻机的开孔定位调节控制原理及控制策略,基于控制需求设计了系统软硬件。试验表明:所设计的煤矿坑道钻机开孔定位参数自动调节系统,可以根据操作人员输入的参数,自动完成钻机开孔定位参数的调节,参数误差可以控制在钻孔施工许可的范围之内,相对于人工调节,该系统操作安全便捷,提高了工作效率。     

负载敏感技术在全液压动力头式坑道钻机上的应用

液压系统是全液压钻机的核心,对整机性能影响很大.为了提高全液压钻机的性能,分析了国内全液压动力头式坑道钻机液压系统的现状,研究了负载敏感技术的节能、流量稳定、操控简便等特性,并将该技术应用在ZDY6000L型履带式全液压坑道钻机的回转回路上.结合钻探工艺及操作控制等方面分析该回转回路的节能、启动特性好以及保护钻头等优点,经型式试验和工业性试验表明,该技术完全满足钻机回转的性能要求,在全液压钻机的回转回路上有良好的应用前景.     

我国煤矿井下坑道钻探技术装备40年发展与展望

煤矿井下坑道钻探在保障煤矿安全高效开采、增加清洁能源供给、实现绿色发展等方面发挥着不可替代的作用。改革开放以来,我国煤矿井下坑道钻探技术与装备实现了"由无到有"向"由弱到强"的历史性跨越,依靠坑道钻探技术与装备科技创新,支撑煤矿地质保障能力持续增强。首先从矿井灾害防治、隐蔽致灾地质因素探查、煤层气资源开发和其他工程应用等方面,全面阐述了安全高效绿色开采对煤矿井下坑道钻探的需求,并结合煤矿井下坑道钻探领域专著、专利、论文、标准规范、获奖情况,系统回顾和总结了40年来我国煤矿井下坑道钻探技术与装备的发展历程和代表性成果。在坑道钻探技术与装备方面,提出和发展了煤矿井下坑道回转钻进技术、稳定组合钻具定向钻进技术和随钻测量定向钻进技术,实现了煤矿井下钻孔施工由"无控钻进"到"受控钻进"再到"精确定向钻进"的跨越;研制了坑道钻机、泥浆泵(车)、钻杆、钻头、螺杆钻具、随钻测量系统、冲洗液循环净化系统等装备,促进了煤矿井下坑道钻探装备国产化进程及其升级换代,形成了适应于我国煤层赋存地质条件和开采条件、同时具备自主知识产权的坑道钻探技术与装备体系,尤其是大功率定向钻进和自动化、智能化钻进技术与装备研发,使我国煤矿井下坑道钻探技术装备水平跃升到新的台阶,推动了煤矿地质保障技术的进步,支撑了我国煤炭科学产能的释放和煤层气高效开发。面对新一轮能源科技革命,针对新形势下煤矿安全发展新要求,以信息化、智能化为特征的精准快速坑道钻探技术与装备的发展已迫在眉睫,在此基础上,提出了煤矿井下坑道钻探技术与装备发展方向及建议。     

大直径近水平长钻孔瓦斯抽采全液压坑道钻机的研制

用大直径长钻孔进行瓦斯抽采是近几年一直受到广泛关注的技术,我国大部分煤矿矿井巷道条件一般、地层条件较复杂,以大扭矩孔口回转钻进方式为主的瓦斯钻机仍会是大直径长钻孔瓦斯抽采钻机的主导机型。文章介绍了大直径长钻孔施工常用的几种全液压坑道钻机的结构和性能特点。以期为我国煤矿推广应用大直径长钻孔瓦斯抽采提供技术保障,同时促进我国煤矿坑道钻探水平的进步。     

坑道定向钻进系统在隧洞水平勘探工程中的适应性分析

随着城市地铁隧洞、铁路隧道等工程建设的推进,水平孔定向地质勘探法已成为一种新的勘探手段,相较于传统的竖向孔施工,其能回避复杂的施工环境,节省大量钻探工作量,技术经济优势明显。坑道定向钻进系统用于地表或隧洞勘察具有传统优势,但以取心为主的水平勘探要求更高,坑道定向钻进技术在取心工艺适应性和钻机功能模块等方面需要针对性地改进升级。围绕水平定向勘察的技术特点,对比分析了典型坑道定向钻进系统在钻杆体系、水平勘察钻机、钻具组合与取心工具、定向钻进仪器和钻探信息化等方面的适应性,总结了构建隧洞水平勘探工程技术体系必须依托的技术集成。针对高效取心作业和可变轨钻探作业的要求,明确了水平勘探钻机大扭矩强给进能力、多工艺适应能力、高效钻进能力、高效起下钻能力、取心能力和动力头结构的改造方向。分析了在轨迹变化频繁的定向孔中应用绳索取心钻具的不足和限制,并探索了钻探信息化进程中的信息参数类别和传输路径。     

煤矿坑道钻机模拟实验台及关键技术

为了准确呈现煤矿井下坑道钻机的结构和工作状况,缩短煤矿井下坑道钻机电液控制程序调试周期,在分析现有多变幅履带钻机的基础上,研制了煤矿井下坑道钻机模拟实验台。重点介绍了钻机模拟实验台整体设计、调角装置设计计算和铰轴式给进装置设计要点等。该钻机模拟实验台可为煤矿井下坑道钻机电液控制程序预先调试提供平台,加快钻机电液控制程序的调试进程。     

坑道钻机设计中的若干新技术探讨

坑道钻机是煤矿瓦斯灾害治理的重要施工设备,传统的设计方法无法完全满足当前产品可持续发展和用户个性化定制的需求。结合坑道钻机设计的实际需要,综合介绍了几项可用于坑道钻机设计的新技术,以及这些新技术在坑道钻机设计中的应用思路。     

坑道钻机台硐室的设计与开凿

近年来各地采用坑道钻找矿代替部分坑探和节约钻探进尺，显示出较好的经济效益，越来越广泛地受到重视。坑道钻施工前，首先应在井下开凿安装钻机、钻塔的硐室。俗称“机窝”其规格的设计和开凿方法，安全、质量，支护结构直接关系到井下钻探的施工速度和安全生产。我队自81年底开始井下钻探施工，对机窝规格的设计和开凿，作了大量的工作，初步形成一套较完整的设计和开凿规范，现简要介绍如下：