探放水钻机及相关设备的安全使用(课堂PPT)

图9-1探放水机械式钻机
如图9-1所示，煤矿 井下用机械式钻机主 要由动力机（电动 机）、回转器（含卡 盘）、变速箱、升降 机、机架和机座等部 件组成。
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
其工作原理是：电动机的动力通过不同的传动 系统，将动力传输到回转器、油缸和升降机上，从 而带动钻具完成钻探施工的各个动作，完成探放水 的施工。机械式钻机的动力传输系统分为液压给进、 回转以及升降机3个系统。
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
3.起拔给进能力
起拔给进能力直接反映钻机对钻进深度的适应 性和自身处理孔内事故的能力。由于钻机在煤矿井 下施工时，现场条件差，因此，要求钻机的给进起 拔能力足够大，确保钻机能及时处理一般的孔内事 故，以提高钻机的工作效率。在钻进大仰角或垂直 上仰孔时，由于钻杆自重的作用，要求钻机有足够 大的给进能力及夹持能力。
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
一般情况下，选择钻机应遵循“大马拉小车” 的原则，在条件允许的情况下，根据探放水的深度， 尽量选择能力较“富裕”的钻机，以便快速地完成 施工任务，增加施工过程中发生孔内事故时处理事 故的成功率。
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
近几年来随着技术的发展，矿用全液压钻机已 逐渐取代矿用机械探放水钻机，在煤矿探放水施工 中广泛应用。
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
二、 探放水钻机选择的主要技术参数
探放水钻机的技术参数包括：外形尺寸、整机 重量、钻进深度、终孔直径、输出扭矩、转速、给 进起拔能力、给进起拔速度、给进起拔行程、主轴 倾角、电机额定功率、额定电压等。其中，与钻机 性能有关的主要技术参数有3个，即钻进深度、转 速范围和起拔给进能力。
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
（2） 钻进深度与地层情况的关系。在破碎等 复杂地层中钻进，经常发生孔壁坍塌掉块等孔内事 故，严重影响正常钻进，因而与在稳定地层钻进比 较，钻进深度也明显减少。
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
2.转速范围
转速是钻机的另一个重要参数，它与所用钻头 的种类、规格密切相关。由于钻进效果与钻头的圆 周线速度有直接关系，所以同一类钻头，直径大的 比直径小的要求转速要低些。相对来说，金刚石钻 进要用高转速，潜孔锤钻进要用低转速，金刚石复 合片（PDC）钻头、牙轮钻头及硬质合金钻头钻进 要用中等转速。
第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
升降机传输：动力输入（电源660～1 140 V） →电动机→离合器→变速箱→分动箱→升降机→动 力输出。
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
（1） 回转器。机械钻机的回转器，位于机械 传动系统的末端，是机械钻机的主要执行机构之一。 其功用是传递动力，即将回转钻进所需的转矩和转 速传给钻具，驱动钻具回转运动，使得钻具以不同 转速和扭矩做正向或反向回转运动。它也可与其他 装置配合，完成钻杆的拧卸工作。
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
给进传输：动力输入（电源660～1 140 V）→ 电动机→油泵→控制阀→油缸→给进（起拔）动力 输出。
回转传输：动力输入（电源660～1 140 V） →电动机→离合器→变速箱→分动箱→回转器→正 （反）转动力输出。
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综上所述，钻机在选型时要充分考虑钻孔的地 层条件、钻孔倾角、终孔直径、钻进深度及钻头的 类型和为保证成孔所使用的钻探工艺方法等情况。 只有经过全面分析比较，才能选择出合理、实用的 钻机。
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
三、 机械（立轴）式钻机的组成和结构特点 1.机械式钻机的组成
煤矿井下探放水施工设备主要包括钻机、泥浆 泵、注浆泵等。这些设备的合理选配及安全高效使 用，直接决定了探放水施工的质量和效果。煤矿井 下常用设备的类型、特点、工作原理、技术参数、 安装、使用、维护以及故障的判断处理是煤矿探放 水工应该熟练掌握的内容。
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
（1） 钻进深度与钻孔直径（孔径）和钻杆规 格的关系。同一种钻机在钻孔直径和钻杆单位质量 增加时，钻进深度就要相应减少。钻进垂直向下钻 孔时，孔深主要受孔径、配套钻具的限制；钻进大 仰角乃至垂直上仰孔时，孔深主要受给进与钻机夹 持能力的限制；钻进水平孔时，孔深主要受回转能 力的限制。
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
1.钻进深度
钻机标定的钻进深度是钻机能力的技术参数， 表示钻机在一定条件下所能达到的钻进深度。用户 应根据自己的实际使用条件进行对比分析确定钻机 的型号。钻机实际能达到的钻进深度与钻孔直径、 钻杆的种类和规格、钻孔方向、地层情况及是否取 芯等诸多因素有关。
一、 探放水钻机的主要类型 钻机是煤矿井下探放水施工的主要设备，它提 供动力驱动钻具和钻头向地层钻进，并通过起拔 （给进）机构（或卷扬机）来完成起下钻具和套管、 提取岩芯、更换钻头等辅助工作。
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点
煤矿探放水用钻机按动力传输方式的不同，主 要分为矿用机械式钻机（又称立轴式钻机）和矿用 全液压钻机。矿用全液压钻机又分为分体式全液压 钻机和整体式（履带式）全液压钻机。
第九章 探放水钻机及相关设备的安全使用
第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点 第二节 探放水机械式钻机的使用、维护与 常见故障处理 第三节 探放水全液压钻机的使用、维护与 常见故障处理 第四节 探放水泥浆泵 第五节 煤矿井下注浆泵 复习思考题
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第一节 探放水钻机的主要类型及结构特点