轻便快速钻机在煤矿地质的应用.pdf

62 技术应用与研究 2020 ・ 15 当代化工研究 Modem Chemiad Remearch 轻便快速钻机在煤矿地质的应用 *李国栋 （山西阳煤集团翼城山凹煤业有限公司 山西043500） 摘要阳煤山凹煤业釆掘头面广，构造复杂，致使“有掘必探”及探构造、瓦斯却压孔等钻探工程钻探量大，现有的钻机功率大餉设备 比较笨重，移钻稳钻比较耗时耗力，需要4-6人搬运，且钻探速率不高，小功率的钻机又不能满足钻探需求，而且煤层较软，特别是水钻 在煤层中探测或是穿越煤层时容易塌孔压杆，钻探成孔率不高，既浪费了时间更严重制约了生产衔接，为了保证生产衔接我们急需引进适 合我矿煤岩层情况的轻便快速钻机.通过市场调查研究及其他矿的实际应用情况，类比山凹煤业实际情况选择适合我矿时轻便快速钻机并 在我矿进行实际应用.一种是山东青岛达邦钻机有限责任公司的ZQJJ-160/3. 5S型气动架柱式钻机，一种是河北菲克森煤矿机械制造有限 公司ZQJC-1000/11. OS气动架柱式钻机.上述两种钻机各有优缺点，结合探测任务，我们在应用时灵活选取，可以大大减少钻探对生产 的影响，保证生产衔接. 关键词轻便快速钻机；煤矿地质；应用 中图分类 TD163 文献标识码A Application of Portable Fast Drilling Machine in Coal Mine Geology Li Guo d o n g Yic h en g Sh a n a o Co a l In d ust r y Co ., Lt d ., Sh a n xi Ya n gmei Gr o up, Sh a n xi, 043500 Abstractz Yangmei Shan “ao coal industry has a wide mining head and complex structure, which leads to exploration is necessary when there is excavation, And exploration structure, gas relief hole and other drilling projects have a large amount of drilling. The existing equipment with high power of drilling rig is relatively bulky, and it is time-consuming and labor-consuming to move and stabilize the drilling. It needs 4-6 people to carry it, and the drilling rate is not high. The low-power drilling rig cant meet the drilling demand, and the coal seam is relatively soft, especially when the water drill is used to detect or cross the coal seam, it is easy to collapse the hole pressure bar, and the drilling rate is not high, which not only wastes time but also seriously restricts the production connection. In order to ensure the production connection, we urgently need to introduce a portable fast drilling machine suitable for the coal seam situation of our mine. Through the market research and the practical application of other mines, the portable fast drilling rig suitable for our mine is selected and applied in our mine by analogy with the actual situation of Shan ao coal industry. One is ZQJJ-160/3.5S pneumatic frame column drilling machine of Shandong Qingdao Daba ng drilling machine Co., Ltd. and the other is ZQJC-1000/11.OS pneumatic frame column drilling machine of Hebei Feikesen Coal Mine Machinery Manufacturing Co., Ltd. The above two kinds of drilling rigs have their own advantages and disadvantages. Combined with the exploration task, we can select them flexibly in application, yvhich can greatly reduce the impact of drilling on production and ensure production convergence. Key words portable fast drilling machine coal mine geology application 1. 前言 阳煤五矿采掘头面广，构造复杂，致使“有掘必探” 及探构造、瓦斯卸压孔等钻探工程钻探量大，现有的钻机功 率大的设备比较笨重，移钻稳钻比较耗时耗力，需要4-6人 搬运，且钻探速率不高，小功率的钻机又不能满足钻探需 求，而且五矿煤层较软，特别是水钻在煤层中探测或是穿越 煤层时容易塌孔压杆，钻探成孔率不高，既浪费了时间更严 重制约了生产衔接，为了保证生产衔接我们急需引进适合我 矿煤岩层情况的轻便快速钻机。 通过市场调查研究及其他矿的实际应用情况，类比山凹 煤业实际情况选择适合我矿的轻便快速钻机并运用在我矿进 行实际应用。 2019年我们共引进两种型号的轻便快速钻机，一种是山 东青岛达邦钻机有限责任公司的ZQJJ-160/3. 5S型气动架柱 式钻机，一种是河北菲克森煤矿机械制造有限公司的ZQJC- 1000/11. 0S气动架柱式钻机山。 通过上述两种钻机在我矿实际进行了钻探试验，对钻探 效果及钻机应用条件等进行了现场验证，为下一步应用奠定 了基础。 2. ZQJJ-160/3. 5S型气动架柱式钻机的应用 ZQJ-160/3. 5S型（图1）气动架柱式钻机主要用于具有 煤与瓦斯突出和爆炸危险性的煤矿，也可用于一般煤矿钻机 探水和瓦斯抽（排）放孔、煤层注水孔、灭火注浆孔及其它 工程孔。使用于岩石坚固性系数f 6的各种煤层、岩层炉％ 图1 ZQJJ-160/3. 5S型气动架柱式钻机外观图 钻机整体结构主要由气动马达、变速箱、控制系统、 机架、钻具等组成。气动马达和变速箱连成一体称为主机； 通过气缸推动在滑道上进行工作。该钻机以压缩空气为动 力，要求供气量大于6m3/min ,管径25mm,供气压力0. 4〜 0. 63MPao可用麻花和地质钻杆，钻头242-4）89可用煤岩钻 头和硬岩钻头。 （1）旋转时压缩空气经控制阀驱动马达输出轴旋转， 当代化工研究 Modem Chemical ReseaFch UQ2020 ・ 15 技术应用与研究 再经2级齿轮减速箱并带动主轴、钻具旋转，控制阀可控制 钻具的转速。 2推进时经控制阀实现，左旋前进、右旋后退，中 间停止，可用控制阀调节推进速度。 运用该钻机在我矿8506工作面探测陷落柱，该陷落柱主 要填充岩性为砂岩、泥岩硬度较大，该钻机轻便两个人很轻 松就能搬运，实际探测中2分钟就能钻进一根钻杆，一个班 既搬运了钻机到钻场稳定了钻机还钻进了32米，取得了预期 的效果。 ① 通过实际应用我们发现该钻机有以下优点 A. 轻便，两个人就能搬运。 B. 打钻效率高，配备通水麻花钻杆，煤、岩中均能快速 钻进，在硬岩中平均2分钟钻进一米。 C. 该钻机为风动钻机，井下使用方便。 ② 缺点主要有 A. 钻进50多米后钻进速率下降较快。 B. 该钻机不能反转，拉杆不便。 C. 该钻机噪音大，粉尘大。 3. ZQJC-1000/11.0S型气动架柱式钻机的应用 ZQJC-1000/11.0S型图2气动架柱式钻机由主机与 支架组合而成，主机为便携式，具有转矩大、转速高、质量 轻、体积小、效率高、结构简单、维修方便等特点，适用于 地质构造煤层、探放水、抽放瓦斯、煤体注水、卸放压力 孔、巷道贯通超前孔及其他用途⑷。 图2 ZQJC-1000/11. OS型气动架柱式钻机外观图 主机动力源为压缩空气，它由下列机构组成，回转机构 和给进机构，回转机构由一对大齿轮构成齿轮马达，两对齿 轮构成减速器，进气手把控制正反转和停止。给进机构由马 达和减速箱组成，通过手把可以控制钻机前进和停止。 钻机支架由立柱、导轨、托盘、斜拉杆组成，四部分主 要通过销轴连接，使机架调节方便，灵活；关键的牢固部分 通过螺母连接，和机架的刚度得到保障。支架可灵活调节高 度和倾斜角度。 运用该钻机在我矿83207工作面回风巷向高抽巷钻探， 共探测3个孔，设计孔深80米，分别钻进80m、79m、83m平均 耗时3-4个班，最多当班钻进46米，且未出现塌孔、堵钻现 象，由于该钻机单柱架设存在跑钻，对要求较高的定向孔探 测，钻孔轨迹偏差较大，虽未能完成探测任务，但该钻机的 钻探效率明显较高。 另运用该钻机在8720回风探构造，在煤层中当班最多钻 进70米，大大提高了钻进效率，且未出现卡钻、堵钻现象。 1通过实际应用我们发现该钻机有以下优点 ①钻探速度较快，比五矿现有的所有型号的风动钻机效 率高，总体提高效率60以上。 ② 在煤层、岩层中均可钻探，探测距离能达到85m左 右。 ③ 比ZDY1200S型液压钻机轻便。 ④ 钻探时比较稳定，不会出现卡钻、堵钻现象。 2缺点主要有 ① 必须使用①38mm的专用高压胶管，要求气压达到 0. 5mpa。 ② 该钻机不能反转，拉杆不便。 ③ 该钻机噪音大。 4. 经济效益及推广前景 1 ZQJJ-160/3. 5S型气动架柱式钻机适用于探测距离 50米左右的钻探孔，即可在煤层中探测也可在岩石中探测， 可广泛应用与瓦斯卸压孔、“有掘必探”验证孔等，可以 大大节约钻探时间，可以充分利用8点检修班的时间进行钻 探，减少对生产的影响。 2 ZQJC-1000/11. OS型气动架柱式钻机适用于探测 距离85米左右的钻探孔，即可在煤层中探测也可在岩石中探 测，可广泛应用与探测构造、煤层等，可以节约钻探时间， 可以充分减少对生产的影响⑸。 上述两种钻机各有优缺点，结合山凹煤业的探测任务， 我们在应用时灵活选取，可以大大减少钻探对生产的影响， 保证生产衔接，上述两种钻机不仅在山凹煤业有针对性、适 用性也可推广到阳煤集团其他矿井。 5. 结束语 1 QJJ-160/3. 5S型气动架柱式钻机钻探过程中粉尘 太大，建议加上消除装置。 2 ZQJC-1000/11. OS型气动架柱式钻机单柱架设存在 跑钻，不适用与定向孔探测，希望可以改进；钻机的钻前连 接套容易损坏，希望更换高强度材质提高使用寿命。 【参考文献】 [1] 鲍伟，宋立新，王洪立，赵建，刘元同，孙文进.矿用安全气动 架柱式钻机的研制及应用[J].煤矿机械,2014 12 92-93. [2] 李旭珍气动架柱式钻机的研制[J].科技创新与生产力， 2014 6 42-45. [3] 冯智强，滑玉卿.架柱支撑手持式气动钻机推广与应用[J] 机械工程师, 2013 7 94-95. ⑷刘林，王克全.中小型矿井抽放瓦斯技术与成套装备的系统 化集成[J].矿业安全与环保,2006 02 69-71. ⑸任德伟.150型钻机与250型钻机的配合应用[J].中国西部 科技,2 008 20 3-4. 【作者简介】 李国栋1971-，男，山西阳煤集团翼城山凹煤业有限公 司；研究方向煤矿地质测量。