煤矿井下用钻孔与凿岩机具的现状和发展.pdf

凿岩机械气动工具,2 0 0 74 钎具 钻孔与凿岩机械是煤矿井下的重要机 械设备, 它们应用于煤矿井巷掘进、 放顶用 爆破孔、 锚杆孔、 瓦斯抽放与探测孔、 探水 孔、 注水孔、 煤岩层加固或防灭火用注浆孔 等小直径工程以及机械钻进成孔的大直径 煤岩孔等工程孔 井 的钻凿。煤矿的煤岩巷 道年掘进巷道量超过5 0 0万米, 煤岩孔钻凿 工程量居各类矿山与地下工程首位,另外, 出于煤矿安全生产的需要, 瓦斯抽放、 探水 与注水、 注浆以及大直径煤岩孔 井 等工程 大幅度增加,为了满足煤矿井下成孔多样 性、 提高作业效率、 减轻劳动强度的需求, 也 使得煤矿井下使用钻孔与凿岩机械在原有 机具的基础上, 不断有新型产品投入煤矿使 用。为适应我国煤矿安全生产的需要, 煤矿 井下用钻孔与凿岩机械被列入矿用产品安 全标志管理, 对减少钻孔与凿岩作业的机械 伤人等安全事故, 确保煤矿井下钻孔与凿岩 工程安全, 促是煤矿瓦斯与水患治理以及保 障煤矿事故抢险等顺利进行有重要作用。 1煤矿井下用钻孔与凿岩机械 的类型与基本特征 煤矿井下使用的钻孔与凿岩机械, 按煤 岩孔钻进方式分 回转式、 冲击回转式、 回转 冲击式 振动 、 冲击式等; 按产品动力分 电动式 机械式 、 气动 式、 液压式、 气动-液压式等; 按煤岩钻进机构的扶持方式分 手持式、 支腿式、 架柱式、 钻车式、 机载式 安装在其它 采掘机械上并利用该采掘机械的动力源进行 钻进作业 等。 1 . 1通用钻孔与凿岩机械 通用钻孔与凿岩机械主要用于钻进煤岩 爆破孔, 也用于钻进顶板孔 含锚杆孔、 放顶 孔等 、 探水孔、 瓦斯孔等。目前煤矿井下使 用的通用钻孔与凿岩机械的主要类型和基本 特征如下 1 . 1 . 1气动凿岩机械 煤矿井下使用的气动凿岩机械主要用于 井巷掘进爆破孔、 探水孔、 锚杆 锚索 孔、 放 顶孔钻凿作业, 其性能在符合凿岩机械与气 动工具的国家和行业标准的基础上, 根据煤 矿的安全与使用条件等特殊的要求, 也应符 合M T / T 9 0 3 - 2 0 0 2 煤矿用气动凿岩机通用技 术条件 规定的承压件耐压要求、 支腿与注油 煤矿井下用钻孔与凿岩机具的现状和发展 郭孝先 1 , 李耀武 2 1 .煤炭科学研究总院, 北京1 0 0 0 1 3;2 .国家安全生产北京凿岩机具检验检测中心, 北京1 0 0 0 1 3 摘要 介绍了煤矿井下目前实际应用的钻孔与凿岩机械的产品类型、 主要特征。 叙述了煤矿钻孔与凿岩机械配套钻具和钎具的基本情况,以及我国目前对煤矿用钻 孔与凿岩机械实行安全标志管理的概况与申办安全标志的基本要求,分析了煤矿用 钻孔与凿岩机械的现状与发展趋势,并对煤矿井下用钻孔与凿岩机械及其配套钻具 领域的工作目标提出了若干看法。 关键词 钻孔; 凿岩机具; 安全标志; 发展趋势 中图分类号T U 6 3 1文献标识码B 1 8 凿岩机械气动工具,2 0 0 74 器等含铝轻合金件、 非金属聚合物件阻燃抗 静电性能要求和抗撞击要求, 出于煤矿的供 气 特 点 规 定 了0 . 4 0 M P a、0 . 5 0 M P a、0 . 6 3 M P a 三个工作气压下的转矩、 转速、 冲击性能的要 求等。 目前煤矿井下使用的气动凿岩机械产品 有7 6 5 57 6 5 5 D 、7 6 5 5、Z Y 2 4、Z Y 2 6、Z Y 2 8、 Y Y 2 3、Y Y 2 4、Y Y 2 5、Y T 2 6、Y T 2 7、Y T 2 8、Y T 2 9、 Y T P 2 6型等 气 腿 式 凿 岩 机 ;Y S P 4 5、Y S P 4 6 型向上式凿岩机;Y 1 9、Y 2 0、Y 2 6型等手持 式凿岩机;YT2 4、Y 1 9 A型手持气腿两用 凿岩机;7 6 5 5 M Z、Z Y 2 4 M Z、Y T 2 5 M Z型等锚 杆孔凿岩机;G 7、G 1 0等型气镐以及K Q J T - 1 2 0型掘进工作面钻进掏槽孔的矿用井下 潜孔钻机等。 1 . 1 . 2气动回转式钻机 煤矿井下使用的气动回转钻机主要用于 探水孔、 注水孔、 注浆孔、 瓦斯探测与抽放孔、 锚杆 锚索 孔、 煤层水平孔、 放顶孔等钻进, 煤矿用气动回转式钻机的回转性能应符合 G B / T 5 6 2 1 凿岩机械与气动工具 性能试验 方法 、M T / T 6 8 8 煤矿用锚杆钻机通用技术 条件 等标准, 另外针对气动回转钻机制定的 煤炭行业标准 矿用手持式气动钻机 已通过 煤矿专用设备标准化技术委员会的审查, 不 久将正式颁布。 该标准规定了以下基本要求 给 出0 . 4 0 M P a、0 . 5 0 M P a、0 . 6 3 M P a工 作 气 压 下的转矩 额定转矩、 最大负荷转矩、 起动转 矩、 失速转矩 、 转速、 功率等性能参数, 并对 手持类气动钻机 含气腿式、 架柱支撑手持式 即手动推进式 的机重与最高转矩值作了限 制 手持式钻机的机重不超过1 5 k g, 额定转 矩 不 超 过6 5 N . m, 动 力 失 速 转 矩 不 超 过 1 1 0 N . m; 支腿式钻机机重不超过2 5 k g, 额定 转矩不超过7 5 N . m,动力失速转矩不超过 1 7 0 N . m;架柱支撑手持式额定转矩不超过 1 1 0 N . m,动力失速转矩不超过2 2 0 N . m ; 钻 机上的含铝轻合金、 非金属聚合物件阻燃抗 静电性能, 应分别符合G B / T 1 3 8 1 3 煤矿用金 属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规 则 、M T 1 1 3 煤矿井下聚合物制品阻燃抗静 电性通用试验方法和判定规则等标准的规 定; 钻机壳体、 支架等应具有一定的强度、 刚 度, 确保不发生机械操作事故, 进气开关应能 自动复位, 钻机脱落时自动关闭气源。 目前,在煤矿井下使用的气动回转式钻 机 主 要 有Z Q S 1 4 / 1 . 0 / 1 8、Z Q S- 2 0 / 0 . 8 / 1 4、 Z Q S- 2 2 / 1 . 2、E Z 1- 2 1 / 2 . 0、Z Q S- 3 0 / 0 . 9、Z Q S / 1 . 0 S、Z Q S - 3 0 / 1 . 5 / 7 . 6、Z Q S - 3 5 / 4 0 0、Z Q S - 3 5 / 1 . 5 / 1 1 S、Z Q S - 3 5 / 1 . 4 1 . 6、1 . 7 、Z Q S - 4 0 / 3 5 0、 Z Q S - 4 0 / 1 . 2 5 S1 . 8、1 . 9 、Z Q S 4 5 / 3 0 0、Z Q S - 5 0 / 3 0 0、Z Q S- 5 0 / 1 . 0 / 1 1 . 5 S、Z Q S 5 0 / 1 . 41 . 5、1 . 6、 1 . 7、1 . 8、2 . 1 、Z Q S - 6 0 / 1 . 92 . 1、2 . 4 型等气动 手 持 式 钻 机 ;Z Q S T - 3 5 / 2 . 0、Z Q S T - 5 0 / 1 . 7 D、 Z Q S T - 6 5 / 1 . 7 / 2 3型气动支腿式钻机;Z Q S J - 2 8 / 2 . 4 / 2 7、Z Q S J - 9 0 / 2 5型等气动手持架柱式 钻机 人力推进 ;Z Q J J - 1 2 0 / 2 . 3型等气动架 柱式钻机 机械推进 ;Z Q G - 5 5 / 1 . 6 S型导轨 式气动钻机等。气动回转式钻机主参数为转 矩、 功率, 上述产品中, 个别产品在主参数后 又给出了“ 机重” 或在额定转矩后给出了转速 值。 除国产气动回转式钻机外, 煤矿还使用了 德 国 哈 泽 玛 格 公 司 进 口 的F I V S / L型气动支腿式钻机、P 7 5 - 2 E S型与P 7 5 - 2 C型气动导轨式钻机等。 1 . 1 . 3电动回转式钻机 煤矿井下使用的电动回转式钻机主要用 于煤与煤质页岩、 砂质页岩、 砂岩等爆破孔、 抽放瓦斯孔、 探水孔、 煤巷帮锚杆孔等钻进。 煤矿井下用电动钻机有手持式与支架式两 类,煤矿用手持式电动钻机 常简称 “ 煤电 钻” 执行M T 1 3 6 隔爆型手持式煤电钻 标 准,现有M Z 2 1 2、M Z 1 2 S、M Z 1 5、M Z 1 5 S等型 号。 煤电钻的电动机为隔爆型, 外壳为含铝轻 合金, 其隔爆性能、 轻合金摩擦火花安全性必 须符合G B 3 8 3 6 . 1 爆炸性气体环境用电气设 备第1部分 通用要求 与G B / T 1 3 8 1 3 煤 矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判 1 9 凿岩机械气动工具,2 0 0 74 定规则 的要求。煤电钻电动机的转矩性能 高于通用电动机, 最大转矩与额定转矩的比 值达3 . 8。煤矿用支架式电动钻机主要有架 柱支撑手持式、 架柱支撑机械推进式以及导 轨推进式的“ 岩石电钻” 等类型。煤矿用支架 式电动钻机应符合M T 5 2 煤矿用岩石电钻 等标准, 煤炭行业标准 煤矿用支架式电动钻 机的制定已列入标准计划,该标准拟在 M T 5 2的基础上,补充近年煤矿市场上大量 应用的支架式电动钻机的有关内容。支架式 电动钻机主机的壳体材料为含铝轻合金时, 必须符合G B 3 8 3 6 . 1与G B / T 1 3 8 1 3的规定, 最大转矩与额定转矩的比值不应小于3 . 2。 目前,煤矿井下用支架式电动钻机产品主 要有Z D J - 4 0 / 2 62 8、3 0 、Z D J - 4 1 / 3 0、Z D J - 1 5 0 / 9 0、Z D J- 2 0 0 / 9 0、Z D J- 2 4 0 / 1 2 5、Z D J- 2 8 0、Z D J - 3 4 0 / 1 2 5等架柱支撑手持式电动 钻机;Z D J J - 2 7 . 6 / 1 6等架柱支撑机械推进 式电动钻机;K H Y D 3 2 A、K H Y D 4 0、 K H Y D 4 5、K H Y D 5 0、K H Y D 7 5、K H Y D 1 4 0、 K H Y D 1 5 0等 型 岩 石 电 钻 ;K H Y D 7 5 - Z J、 K H Y D 8 0 - Z J、K H Y D 8 5 Z J等 架 柱 支 撑 式 岩 石电钻。架柱式电动钻机的主参数为转 矩、 机重, 岩石电钻的主参数为机重。 电动回转式钻机中, 主要有煤电钻和岩 石电钻两类, 煤电钻一直在煤矿大量使用, 岩 石电钻从上世纪6 0年代起在煤矿使用, 驱动 功率已由原来的2 . 2 k W发展到1 0 k W;支撑 方式由单一导轨式发展到架柱支撑式、 架座 支撑式, 转矩由4 0 Nm已发展到3 4 0 Nm。 1 . 1 . 4液压回转式钻机 煤矿井下使用的回转式钻机有矿物油介 质的液压钻机和乳化液介质的钻机, 主要用 于探水孔、 注水孔、 抽放瓦斯孔、 煤层爆破孔 等钻进。煤矿用液压回转式钻机应符合 煤 矿用液压凿岩机通用技术条件 等煤炭行业 标准, 煤炭行业标准 煤矿用乳化液钻机 正 在制定。煤矿井下使用的回转钻机主要有 Z Y S - 5 0 / 4 0 0等型液压手持式钻机;Z Y J - 2 6 8 / 1 6 5、2 6 9 / 1 6 0、Z Y J - 2 8 0 / 1 5 0、Z Y J 3 0 0 / 1 2 0型等 架柱式液压回转钻机;Z R S - 5 0 / 3 5 0、Z R S - 5 0 / 4 0 0型等手持式乳化液钻机。 近年, 很多煤矿 还使用从波兰进口的W5 0、W- 8 0型手持式 乳化液钻机。新产品Z J Y - 6 5 0 E型机载式液 压钻机安装在E B Z 1 6 0型悬臂式掘进机上, 成为E B Z - Z 1 6 0 / 2 6 5 0型悬臂式掘进钻机 组, 该机组除掘进功能外, 还能适应在煤巷、 半煤岩巷钻进探水孔、 抽探瓦斯孔等工程孔。 1 . 1 . 5液压钻车与液压凿岩机 煤矿井下用液压钻车有全液压掘进钻 车、 全液压锚杆钻车、 深孔液压钻车等, 产品 应符合M T / 1 1 9 煤矿用液压钻车通用技术条 件 、M T / T 1 9 8 煤矿用液压凿岩机通用技术 条件 。煤矿用钻车的基本型式为履带式, 掘 进钻车配套钻孔机具为冲击回转式的液压凿 岩机,锚杆钻车与深孔钻车配套机具为液压 回转钻。煤矿用液压钻车的电气配套件与电 气系统, 须符合煤矿井下防爆要求, 使用矿物 油介质时, 应严防矿物油渗漏等防火问题, 并 应注意使用压力的控制以及蓄能器等压力 容器的安全问题。 目前, 煤矿机械使用的液压 钻 车 主 要 有 C M J 1 7、C J M 1 7 J、C J M 1 7 H T、 C J M 1 8、C J M 2 5等型掘进钻车;C M M 2 5 - 4 断 面-钻臂数 、C M M 2 - 3 62臂-断面 等型锚杆 钻车以及C M S2 5 0 0 / 3 0 J 转矩/驱动功率 型液压深孔钻车。此外, 上世纪9 0年代从法 国进口及后期国产化产品C T H 1 0 - 2 F型液压 掘进钻车, 仍有相当数量在煤矿井下使用; 为 解决单体锚杆钻机支护效率低的问题,近年 煤矿引进了德国D B T公司生产的C H D R - 2 型锚杆钻车。煤矿井下掘进钻车使用的液压 凿岩机, 多是国产化的H Y D 2 0 0、H Y D 3 0 0型 液压凿岩机,而煤矿用锚杆钻车用的钻孔机 械基本是液压回转钻,深孔钻车采用液压回 转钻机为主, 当钻进坚硬岩石时, 可采用气动 潜孔冲击器。 煤矿井下使用机械化钻车设备开始于上 世纪8 0年代, 曾在开滦、 邢台、 徐州、 七台河、 2 0 凿岩机械气动工具,2 0 0 74 晋城等矿区取得良好效果, 到1 9 9 2年, 每年 有1 5个钻车掘进队达到等级掘进队水平, 到 1 9 9 3年, 开滦煤矿采用液压钻车掘进巷道的 进尺,已达到开拓巷道总量的1 2 . 5 ,2 0 0 3 年以后, 煤矿对液压钻车的需求量急增, 国内 生产矿用型钻车的企业由初期的一家已扩大 到目前的7家, 生产量较2 0 0 0年扩大至3倍 以上。 1 . 2煤矿井下工程专用钻孔机械 煤矿井下工程专用的钻孔机械, 以用于 某一方面工程煤岩孔的钻进为主, 其基本机 构与技术性能主要适应某一方面工程的需 要。 1 . 2 . 1煤矿用坑道钻机 煤矿用坑道钻机, 主要用于煤矿井下勘 探以及瓦斯抽放孔、 注水探水孔钻进。煤矿 用坑道钻机应符合M T / T 7 9 0 煤矿坑道勘探 用钻机 或M T 3 5 6 煤矿安全工程用钻机 。 煤矿用坑道钻机有立式坑道钻机、 电动式坑 道钻机、 全液压坑道钻机、 履带式全液压钻机 等类型。立式坑道钻机多为可变速机械传动 回转机构钻进, 采用液压钻杆夹持器 液压卡 盘 与液压给进、 起拔机构等, 典型产品有 Z L J - 2 5 0、3 5 0、3 6 0、3 8 0、5 0 0、6 4 0、6 5 0、8 5 0;Z J - 1 5 0、3 8 0、5 0 0、6 0 0、6 8 0、7 0 0、7 5 0、1 2 0 0、1 2 5 0、 1 7 0 0、2 8 0 0等型,产品主参数为钻进回转机 构最大转矩值。 电动式坑道钻机结构较简单, 钻机回转机构为蜗轮蜗杆机构, 由电动机通 过三角皮带驱动。全液压回转钻机由主机 安装回转机构、 给进机构、 液压夹持器等构 件的架体 、 液压泵站、 操作台等组成, 典型产 品主要有Z D Y - 2 8 0、2 9 0、3 4 0、4 5 0、4 7 0、5 0 0、 7 0 0、8 0 0、9 0 0;Z Y - 4 0 0、4 5 0、5 0 0、5 0 0 S、6 0 0 S G、 6 5 0、7 5 0 G、1 5 0 0、1 9 0 0 S、3 2 0 0 S、4 0 0 0 S、8 0 0 0 S、 1 0 0 0 0 S等型,产品主参数为钻进机构最大回 转转矩值, 液压系统有双泵、 单泵、 高压泵之 分; 动力头按液压系统采用定量泵或变量泵, 有单速与双速之分。履带式全液压钻机类似 于履带式深孔液压钻车, 它将全液压坑道钻 机各部分集中于一体,并将各机构安装在履 带行走机构上, 其典型产品为Z Y - 6 0 0 0 L型, 回转机构转矩为6 0 0 0 Nm。煤矿坑道钻机按 产品类型不同,涉及安全的因素有电动机防 爆、 三角带阻燃抗静电、 铝合金与聚合物非金 属件阻燃抗静电、液压系统耐压、矿物油泄 漏、 蓄能器液压件等安全问题。近年, 煤矿还 从澳大利亚万德工业公司引进了V L D 1 0 0 0 型水平孔定向钻进钻机,该机具有完善的定 向钻进监控与纠偏系统,钻进深度可达 1 0 0 0 m。 1 . 2 . 2煤矿用锚杆钻机 煤矿锚杆与锚索支护工程用钻孔机械, 除了采用电动、 气动、 液压凿岩机、 回转钻机 以及派生出的产品 例如前面介绍的锚杆孔 凿岩机等 、 液压掘进钻车、 锚杆钻车外, 还大 量开发应用了各种类型的锚杆 索 支护工程 用锚杆钻机。 在专用的锚杆钻机产品中, 按产 品动力有电动锚杆钻机、 液压锚杆钻机、 乳化 液液压锚杆钻机、 气动锚杆钻机; 按钻机支撑 方式有支腿式锚杆钻机、 导轨式锚杆钻机、 手 持支腿式帮锚杆钻机、 手持式帮锚杆钻机、 机 载锚杆钻机; 按锚杆钻机破岩方式, 专用锚杆 钻机多数为回钻式,并有以回转为动力的回 转振动式锚杆钻机投入煤矿使用。 为适应煤矿用锚杆钻机的开发与应用, 煤炭行业已颁布了M T / T 6 8 8 - 1 9 9 7 煤矿用锚 杆钻机通用技术条件 、M T / T 5 3 9 - 1 9 9 6 煤矿 用电动锚杆钻机通用技术条件 、M T / T 9 7 4 - 2 0 0 6 煤矿用单体液压锚杆钻 等标准, 煤矿 用机载锚杆钻机通用技术条件等煤炭行业 标准的制订工作也在进行。 目 前 , 气 动 锚 杆 钻 机 有 M Q T - 8 5 / 1 . 7 1 . 7 5、1 . 8、1 . 9、2 . 0、2 . 2、2 . 5 J 、M Q T - 9 0 / 1 . 82 . 0、 2 . 1、2 . 2、2 . 2 5、2 . 3、2 . 4 C 、M Q T-1 0 0、M Q T 1 1 0 / 2 . 53 . 0 、M Q T - 1 2 0 / 2 . 12 . 2、2 . 3、2 . 7 J、2 . 8、3 . 0、 3 . 2 、M Q T - 1 3 0 / 2 . 02 . 1、2 . 2、2 . 3、2 . 8、3 . 0、3 . 2 等 气动顶板锚杆钻机 简称气动锚杆钻机 ; M Q S - 3 5 / 1 . 61 . 7 、M Q B - 3 5 / 1 . 7、M Q S - 5 0 / 1 . 4 2 1 凿岩机械气动工具,2 0 0 74 1 . 5、1 . 8、1 . 9等气动手持式帮锚杆钻机; M Q T- 6 5 / 1 . 7、M Q S- 7 0 / 1 . 4、M Q T B- 6 0 / 1 . 5、 M Q T B - 6 5 / 2 . 0等气动手持式帮锚杆钻机。气 动锚杆钻机的主参数为转矩、 功率。为使气 动锚杆钻机能钻进磨蚀性较强的砂岩, 有的 企业又开发了M K Q T - 8 5 / 1 . 6型气动回转振 动式锚杆钻机, 其回转机构前部设置了低振 幅机械振动机构。 在专用锚杆钻机中, 液压锚杆钻机使用 数量仅次于气动锚杆钻机, 用于顶板的锚杆 钻机 简称液压锚杆钻机 有M Y T - 1 0 0 / 3 8 0 4 0 0 、M Y T - 1 1 0 / 3 2 03 8 0 、M Y T - 1 2 0 / 3 2 0、 M Y T - 1 2 5 / 3 3 03 8 0 、M Y T - 1 3 0 / 3 2 0 R3 5 0 R、 3 5 0 S K 、M Y T- 1 4 0 / 3 2 0、M Y T 1 5 0 / 2 6 03 2 0、 3 2 0 C 、M Y T - 1 5 5 / 2 8 0 R等型; 用于钻帮锚杆 孔的液压手持式帮 锚 杆 钻 机 有M Y S - 5 0 / 3 5 0型等。液压锚杆钻机的主参数为转矩、 转速。 电动锚杆钻机曾有多种型号投入煤矿试 验, 但因其转矩特性不佳、 耐潮性能差、 机重 等原因, 目前的使用量不大, 代表性产品仅有 M D T J - 1 . 5型。 为适应煤巷、半煤岩巷掘进机掘进工 作面钻进锚杆孔的需要,煤科总院曾开发 机载锚杆钻机 掘进机机载或装煤机机 载 ,但目前只有M J H- 2 0 0 E 滑道式 、 M J B - 2 0 0 钻臂式 掘进机机载锚杆钻机申 办安全标志, 与E B Z X 1 6 0型悬臂式掘进机 组 成E B Z- M 1 6 0 / 2 2 0 0 B、E B Z- M 1 6 0 / 2 2 0 0 H型 普 通 型 悬 臂 式 掘 锚 机 组 ,E B Z - M 1 6 0 K / 2 2 0 0 B、E B Z - M 1 6 0 K / 2 2 0 0 H型遥 控监控悬臂式掘锚机组。悬臂式掘锚机组 的主参数由掘进机切割功率、锚杆钻机数 量与回转钻机组成。 1 . 3煤矿用井巷钻机 煤矿井下用井巷钻机主要用于煤矿井下 两个水平间大直径0 . 8 ～ 2 . 5 m 垂直孔或倾斜 孔钻进或由下一水平巷道向上一水平钻进的 反井钻机 我国冶金系统称反井钻机为天井 钻机 、 在煤层中一次钻进成孔 成孔直径一 般为0 . 6 1 . 2 m 的巷道成孔钻机。煤矿用井 巷钻机的煤炭行业标准主要有M T / T 2 1 3 - 2 0 0 2 煤矿用反井钻机通用技术条件 等。 煤矿用井巷钻机产 品 主 要 有Z F Y 0 . 9 / 1 0 0 A、Z F Y 1 . 2 / 1 2 0、Z F Y 1 . 4 / 2 0 03 0 0 、Z F Y 1 . 5 / 1 0 0 A、Z F Y 1 . 8 / 2 5 0、Z F Y 1 . 2 / 2 0 0 D、Z F Y 1 . 5 / 1 0 0 D、 A T 1 2 0 0 B 孔径1 . 2 m型等反井钻机以及 Z M H 2 8 0 0 转矩2 8 0 0 Nm 型巷道钻机。 煤矿用 反井钻机是煤矿井下主要钻进机械设备, 它广 泛用于煤矿井下溜煤井、 溜渣井、 溜材料井、 瓦斯抽放井 孔 、 通风孔或通风井等大直径 孔的钻进。 反井钻机的主要技术参数为转矩、 转速、 推进 给进 力、 拉拔 起拔 力、 驱动功 率等。目前市场上的反井钻机, 驱动功率为 4 5 1 2 0 k W, 钻机转矩为1 4 7 0 k Nm, 能钻 进 直 径0 . 9 2 . 5 m的 反 井 深 度 达1 0 0 2 0 0 m。由于反井钻进施工方法安全、 快速, 从而在煤矿广泛应用。煤矿用反井钻机涉 及到的安全问题有防爆电动机与配套电 气元件、高压液压胶管等非金属件与含铝 轻合金件、 液压系统承压、 液压系统应用矿 物油介质时渗漏控制与泄漏物清理、设备 运行与钻进时的稳定性等。 2煤矿用钻孔与凿岩机械配套 钻具和凿岩钎具 煤矿生产建设中煤岩孔钻进工程种类 多、 工程量大、 工作条件严酷, 需要大量的配 套钻具与凿岩钎具, 据有关信息, 煤炭系统每 年消耗的回转钻进钻具与冲击凿岩钎具的数 量, 为我国年产量的1 / 3以上。因此, 煤矿用 钻孔与凿岩机械配套钻具和凿岩钎具的问 题, 既涉及钎钢钎具行业的市场, 又直接影响 煤矿用户使用钻孔与凿岩机械的经济效益 反映在对钻孔与凿岩机械钻进效率和材料 消耗等方面 和施工安全 因钻具与凿岩钎具 质量不佳或使用不当造成的人身与机械安全 事故, 一直受各方关注 , 研究煤矿用钻孔与 2 2 凿岩机械气动工具,2 0 0 74 凿岩机械的问题, 不能不涉及与之配套用的 钻具与凿岩钎具。 2 . 1煤矿用凿岩机械用钎具 煤矿井下广泛用的气动凿岩机械用凿 岩钎具,多为B 2 2六角中空钢钎杆与3 8 ～ 4 2 m的各种类型凿岩钎头。煤矿井下岩石 抗压强度不是很高, 但其节理发达、 磨蚀性 大, 使用条件严酷; 使用时容易造成卡钎事 故, 凿岩钎头与钎杆消耗量大, 且易发生意 外断钎伤人事故。采用锚杆孔气动凿岩机 钻进锚杆孔时, 因尚无可靠的小直径钎杆与 其配套, 目前不得不采用B 2 2的钎杆, 配用 3 2m m的钎头,钻进大于3 2m m的锚杆 孔 按锚杆支护需要, 钻进2 7m m的锚杆 孔即可 , 不仅降低了钻进速度, 还大大增 加了树脂锚杆锚固剂的消耗, 严重影响煤矿 锚杆支护效果与经济效益。目前急需适应 7 6 6 5 M Z、Y T 2 5 M Z、Z Y 2 4 M Z等锚杆孔气动凿 岩机使用, 钻进直径2 7m m、 孔深6 ～ 1 0 m 岩孔的小直径钎杆B 1 9钎杆即可 、 钎头。 近年, 由于国家经济发展对煤炭的需求 以及煤矿安全生产的需要, 煤矿对液压掘进 钻车、 液压锚杆钻车、 液压深孔钻车、 悬臂式 掘锚机组、 悬臂式掘钻机组等高档钻孔与凿 岩机械设备有了需求, 必然要求具有一定技 术水平、一定数量的煤矿液压凿岩机用钎 钻 杆、 钎 钻 头, 去满足煤矿用钻进设备的 需要。 煤矿井下用凿岩机械的配套凿岩钎具, 需符合相关的国家标准、 行业标准 气动凿岩 机械用钎具应符合G B / T 6 4 8 0 凿岩用硬质合 金钎头 、G B / T 1 3 0 1 凿岩钎杆用中空钢 等 标准;液压凿岩机用钎具应符合M T / T 5 1 6 . 1 煤矿液压凿岩机用钎具 波形螺纹 、M T / T 5 1 6 . 2 煤矿液压凿岩机用钎具 钎头 、M T / T 5 1 6 . 3 煤矿液压凿岩机用钎具 钎杆 、M T / T 5 1 6 . 4 煤矿液压凿岩机用钎具 接杆套 、 M T / T 5 1 6 . 5 煤矿液压凿岩机用钎杆 接杆钎 尾 等标准。 2 . 2煤矿井下回转钻孔用小直径钻具 煤矿回转钻机配套用小直径钻具,指钻 进2 7 m m ～ 6 0 m m煤岩孔的钻具,主要用 于钻进采掘工作面爆破孔、 锚杆孔、 放顶爆破 用顶板孔以及必要的探水孔、 抽水孔、 探瓦斯 孔、 注浆孔等。 煤矿井下用回转钻杆有螺旋钻 杆 煤钻杆、 焊接结构软岩钻杆 、 圆形中空钢 钻杆、 六角中空钢钻杆等。钻头有煤钻头 多 为两刃结构, 公称直径为4 2 m m 、 硬质合金 岩石钻头 可为两刃或三刃结构, 公称直径为 2 7 m m、3 2 m m、4 2 m m 、金 刚 石 复 合 片 P D C 锚杆钻头 公称直径有2 5 m m、2 7 m m、2 8 m m、2 9 m m、3 0m m、3 2m m、3 6 m m、4 2m m 、 金刚石复合片钻头 适用于 小直 径 的 不 取 芯 结 构 的 钻 头 直 径 为5 6 m m、6 0m m 、 金刚石钻头 适用于小直径 的取芯结构的最小直径为2 8m m 等。 在小直径回转钻具中,钻进锚杆孔的锚 杆钻杆与锚杆钻头,是煤矿井下大量使用的 消耗性产品,特别是煤巷锚索支护使用的钻 具, 要求有适应钻进孔深达6 m ～ 1 0 m的能力, 对钻杆与钻头的产品性能和质量要求很高。 煤矿用小直径钻具产品的开发与生产, 应符合M T / T 5 3 6 煤矿用岩石钻头 、M T / T 5 3 7 煤 钻 头 、M T / T 5 3 8 煤 钻 杆 、M T / T 9 0 42 0 0 2 焊接结构软岩钻杆与钻头 、 M T / T 9 0 5 - 2 0 0 2 煤矿锚杆钻机用回转钻杆 等标准。“ 金刚石复合片锚杆钻头” 煤炭行业 标准, 正在报批。 2 . 3煤矿井下大直径钻孔用钻具 煤矿井下大直径钻孔用钻具主要用于钻 进孔径6 0 m m ～ 3 0 0 m m的瓦斯抽放孔、 探 水孔、 爆破孔等。 这类钻具的钻头有硬质合金 钻头、 金刚石复合片P D C 钻头、 金刚石钻头 等; 从钻头结构上分, 有取芯钻头与不取芯钻 头。大直径钻具的钻杆为煤矿坑道地质钻探 用钻杆,适应目前坑道钻机使用的钻杆直径 为4 2 m m～ 8 9 m m。鉴于煤矿井下大直径 钻孔的孔深较大,大直径钻孔用钻杆基本是 2 3 凿岩机械气动工具,2 0 0 74 接杆式钻杆。 由于煤矿井下抽放瓦斯的需要, 各种煤矿用坑道钻机与回转钻机大量在煤矿 井下使用, 也必然消耗相当数量的钻具, 特别 是各种不同类型的钻头。在抽放瓦斯工程孔 钻进时, 钻进的对象是硬度不高的煤层, 且因 钻进过程中, 会顺煤层裂隙渗出具有一定压 力的瓦斯 , 当 钻 进 深 孔 时 深 度 达5 0 ～ 3 0 0 m , 确保钻进过程不塌孔, 就必然对钻具 提出严格的要求。 目前, 煤炭行业的大直径钻具的标准主 要有M T / T 5 2 1 煤矿坑道常规地质钻探用钻 杆 、M T / T 7 8 5 金刚石复合片取芯钻头 、 M T / T 7 8 6 金刚石复合片不取芯钻头 、M T / T 7 8 9 煤田钻探金刚石取芯钻头 等。 2 . 4煤矿井巷钻机用钻具 煤矿使用的井巷钻机主要是反井钻机 按其机械特点分为有导孔钻进与无导孔钻 进 , 反井钻机用钻具包括普通钻杆、 稳定钻 杆、 过渡接头、 导孔钻头、 扩孔钻头。导孔钻 头一般为自洁式镶齿三牙轮钻头, 扩孔钻头 为安装盘形滚刀或镶齿滚刀的钻头, 滚刀型 式根据所钻进岩层特点进行选择。反井钻机 用钻具的具体技术与石油钻机钻进系统基本 相同, 并根据煤炭行业特点, 制定了M T / T 6 6 4 煤矿用反井钻机钻杆 、M T / T 4 6 2 多刃镶齿 盘形滚刀 等标准, 煤炭行业标准 煤矿反井 钻机用钻杆失效技术条件 的制定正在进行。 3煤矿用钻孔与凿岩机械产品 的“ 安全标志” 煤矿矿用产品安全标志的工作开始于 1 9 9 0年, 并对煤电钻、 岩石电钻、 电动凿岩机 等进行了安全标志管理。为推进煤矿安全生 产工作,国家煤矿安全监察局于2 0 0 0年1 1 月3 0日, 颁发了“ 关于公布执行安全标志管 理的煤矿矿用产品目录 第一批 的通知” 的 “ 煤安监装字[ 2 0 0 1 ] 1 0 9号” 文件, 共有电气设 备; 照明设备; 爆炸材料; 通信、 信号装置; 钻 孔机具及附件; 提升、 运输设备; 动力机车; 通 风、 除尘设备; 阻燃及抗静电产品; 环境、 安 全、 工况监测监控食品与装备; 支护设备; 采、 掘机械及配套设备等1 2类产品列入煤矿矿 用安全标志管理目录。1 2类产品中的“ 钻孔 机具及附件” 含电动、 液动、 气动凿岩机具; 电 动、 液动、 气动锚杆钻机; 钻车; 井下移动式空 气压缩机; 瓦斯抽放、 探水、 防瓦斯突出、 防 顶、 注水、 防灭火用钻机。在“ 钻孔机具及附 件” 中, 不包括各种配套钻具与钎具。 煤矿矿用产品安全标志管理的具体工 作, 由国家安全生产监督管理局授权、 设在煤 炭科学研究总院的 “ 矿用产品安全标志办公 室” 进行, 该办公室下设综合部、 技术部、 质检 部、 评审部、 监督部、 进口部等业务部门。 产品 取得矿用产品安全标志准用证,需经过 “ 申 请” 、 “ 技术审查” 、 “ 现场评审” 、 “ 产品抽样检 验” 以及“ 综合审查、 发证、 公告” 等环节。 企业 申办安全标志的有关文件 企业资格等 由 “ 综合部” 初审合格后, 转入技术审查; “ 技术 审查”由安全标志办公室技术部组织有关专 家进行 包括委托有关检验中心的专业人员 审查 , 并由安全标志办公室技术部终审; “ 现 场评审” 由安全标志办公室评审部组织“ 现场 评审员” 进行具体工作; “ 产品抽样检验” 由安 全标志办公室检验部组织有关国家安全生产 检验检测中心进行。承担煤矿用钻孔与凿岩 机械产品抽样检验工作的单位有国家安全 生产北京凿岩机具产品检测检验中心、国家 安全生产重庆通风防尘产品检测检验中心、 国家安全生产西安地质勘探机械产品检测检 验中心等。 申办安全标志的产品, 在技术文件 审查合格、 现场生产条件评审合格、 产品抽样 检验合格基础上, 由安标办进行终审、 证书发 放、 备案公告。 煤矿用钻孔与凿岩机械类矿用 产品安全标志的有效期,目前规定为3 ～ 4 年, 其中, 锚杆钻机、 坑道钻机等工程类产品 的有效期为4年; 各种凿岩机、 回转钻机、 液 压钻车等产品的有效期为3年。办理钻孔与 凿岩机械产品安全标志时,对于安全标志管 2 4 凿岩机械气动工具,2 0 0 74 理的“ 新产品” 、 “ 未定型产品” 、 “ 已定型产品” 的申办程序, 有不同的规定。 煤矿矿用安全标志产品管理工作中, 有 一系列的文件、 规定做为具体工作的依据, 例 如 矿用产品安全标志申办程序 、 矿用产品 安全标志申请细则 、 矿用产品安全标志技 术审查细则 、 矿用产品安全标志现场评审 细则 、 矿用产品安全标志抽样检验细则 、 矿用产品安全标志管理细则 、 矿用产品安 全标志审查、 发证、 公告细则 、 矿用产品安 全标志证书管理细则 、 矿用产品安全标志 标识管理细则 、 矿用产品安全标志监督管 理细则 、 矿用产品安全标志投诉、 申诉与争 议处理工作细则 等。对每一具体产品, 还制 定有产品技术审查准则、 产品检验细则等规 范性文件。 申办煤矿井下用钻孔与凿岩机械产品 “ 安全标志” 时, 应注意提供依据的有关国家 标准、 行业标准 必要时, 应提供产品的企业 标准 、 产品使用说明书、 总图 含电气系统 图、 液压系统图等 等技术文件。技术审查需 要的产品企业标准,应符合G B / T 1 . 1 - 2 0 0 0 标准化工作导则 第1部分 标准的结构和 编写规则 、G B / T 1 . 2 - 2 0 0 2 标准化工作导则 第2部分 标准中规范性技术要素内容的确 定方法 、 煤矿安全规程 以及相关产品的国 家标准、 行业标准, 在多个行业标准中, 应注 意符合涉及煤矿井下安全性能与煤矿特殊使 用要求的煤炭行业标准。产品的使用说明书 是体现产品质量是否符合要求的法定文件, 产品使用说明书应符合G B 9 9 6 9 . 1 工业产品 使用说明书 总则 的规定。在煤矿井下用钻 孔与凿岩机械产品的各种技术文件中, 应注 意安全因素, 例如电动机与配套电气系统的 防爆、 气压与液压的压力限制与系统承压、 压 缩空气压力容器、 液压系统蓄能器、 含铝轻合 金与非金属聚合物材料、 液压系统矿物油渗 漏限制与泄漏物清理、 手持式机械安全转矩、 钻车与履带式坑道钻机等机械设备的整机移 动与工作的稳定性、 产