矿用安全钻机简介

矿用安全钻机简介

煤炭科学研究总院西安分院成立于1956年，是煤炭系统专门从事地质勘探科研与开发的机构。40多年来，西安分院在钻探机具与钻探工艺技术、煤田地质、水文与工程地质、地球物理勘探、岩土工程、环境工程、资源开发等领域进行了大量地科学研究和新产品的开发，取得各类科研成果500多项。

分院拥有一支高素质、高水平的科研开发队伍和一批先进的技术装备及分析测试仪器，形成了雄厚的科技实力。近20年来，获国家和省、部级奖励117项。在国家科委考察评价的全国5871个自然科学领域研究与开发机构中，西安分院进入300强，并位居地质普查与勘探业第一名。

1999年7月1日，根据国家科技体制改革的有关政策和规定，西安分院随同煤炭科学研究总院及所属的12个科研院、所整体转制为中央直属大型科技企业，进入全国163家国有重要骨干企业之列。2002年7月取得ISO9001:2000质量管理体系认证证书，是陕西省《煤炭坑道钻机产品质量检测中心》的挂牌单位，2004年获国家安全生产检测检验机构甲级资质证书，为国家安全生产钻机西安检验检测中心。

分院所属的钻探研究所，主要从事钻探设备与机具的设计、生产、销售及钻探新工艺技术的研究。所区占地面积20000多平方米，拥有总资产1000多万元，在职职工181人，其中有博士生导师、研究员、高工、工程师、研究生在内的各类工程技术人员60余人，具有雄厚的科技开发能力和生产加工能力。经省、部级鉴定的科研项目有60余项，其中已有32项技术成果及系列产品投放市场，有7种产品分别被国家科委、国家技术监督局等机构审定为国家级重点新产品。在全液压钻机、水平定向钻进技术、金刚石复合片钻头等领域居国内领先水平。年产全液压钻机近400台套，各类钻杆100余吨，各类金刚石钻头10000多只。优良的产品质量和良好的售后服务，深受广大用户的好评。

“煤矿坑道钻机及近水平孔定向钻进技术的研究及推广”项目，综合了近十年来分院在坑道钻机研制和煤矿井下定向钻进技术研究方面取得的成绩。1999年获煤炭工业科技进步一等奖。2000年获国家科技进步二等奖。2004年获煤炭工业科学技术进步二等奖和国家第二届安全生产科技成果奖。

该科研成果的ZDY系列（原MK系列）钻机，被国家科委审定为国家重点新产品并获得煤炭工业安全标志证书。广泛应用于煤矿井下，此外还进一步推广到地矿、有色、水电、建筑、交通、核工业等系统的地质勘探孔、瓦斯抽放孔、注水孔、排水孔等坑道的工程施工，为改善煤矿安全状况发挥着重大的作用。

ZDY8000S/ZDY10000S全液压钻机（原MK-7型）

一．适应范围：

ZDY8000S/ZDY10000S型钻机是目前国内煤矿坑道钻进能力最大的全液压近水平钻机。它具有大扭拒、给进起拔力强等特点。适用于煤矿井下大直径瓦斯抽放钻孔、地质勘探孔或地表工程中的大直径近水平钻孔的施工。

二、结构特点：

1.采用全液压动力头结构，由主机、泵站、操纵台三大部分组成，解体性强。主机设有步

履行走机构和转向机构，使搬迁更方便，钻场布置更加灵活；

2.双泵液压系统，使回转与给进工艺参数可以独立调节。变量油泵和变量马达的有机组合

使转速和扭矩调整范围扩大并实现了无级调速，提高了钻机对不同钻进工艺的适应能力；

3.液压自动拧卸钻具，减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率；

4.双油缸给进与起下钻具，使给进、起拔能力增大，提高了钻机处理孔内事故的能力；

5.通孔式的回转器结构设计，通过更换不同的卡瓦组可适用不同直径的外平钻杆，钻杆的长度也不受钻机结构尺寸的限制；

6.用支撑油缸调整机身的倾角既方便省力又安全可靠；

7.通过操纵台集中操纵，使操纵人员可远离孔口，确保了人身安全；

8.完备的液压保护装置和通用性强的液压元件，提高了钻机运行的稳定性和可靠性。

三、应用实例

2002年12月4日至19日，在陕西铜川矿务局陈家山煤矿415区段附近施工。试验历时11天，纯钻进时间为137.46小时，累计进尺1667.5m，平均时效为12.13m/h，采用一次成孔的钻进工艺，先后完成了钻机能力孔和试验孔两个钻孔。该钻孔已开始用于抽放瓦斯，平均瓦斯抽放量达到14m3/min，抽放瓦斯浓度为80%。其中一个钻孔孔深865m，最高时效达到28m/h，开孔直径Φ300mm，终孔孔径Φ150mm，是目前我国煤矿井下最深的近水平定向钻孔，也是目前我国煤矿最深的全煤层钻孔。

钻孔地层从上至下分别为中粗粒长石英砂岩、粉砂岩、炭质泥岩、4#–1煤、浅灰–灰黑色粉砂岩、4#–2煤、炭质泥岩、细砂岩、根土岩、花斑泥岩。在4#–2煤层中含数层夹矸，夹矸层的岩性多为泥岩或炭质泥岩。4#–2煤层直接顶板稳定性差，硬度较底；4#–2煤层的底版具有松软易碎，遇水膨胀特性。该区段地质构造主要以褶皱构造为主，属高瓦斯地区，煤的平均厚度为10m，煤层倾角5~7°。

钻孔一：开孔倾角上仰6°，方位平行于415运顺，孔深802.5m （其中孔深0~420m 时，孔径为φ193mm；孔深420~500m时，孔径为φ153mm；孔深500~802.5m时，孔径为φ113mm）。在钻进过程中，先后穿越煤层及泥岩（其中前380m在煤层中钻进，测斜仪对钻孔倾角进行测量，钻孔倾角最大为6.5°，最小为6°，与开孔倾角大致相同）。380m以后先是换用φ113mm四翼刮刀钻头，钻头后跟3个稳定器。钻孔轨迹一直保持在泥岩中钻进至802.5m终孔。

钻孔二：开孔倾角上仰5.3°，方位右偏415运顺3°。终孔孔深865m（孔深0~712m 时，孔径为φ153mm；孔深712~865m时，孔径为φ113mm）。钻进施工时，先后经煤层、炭质泥岩。用造斜组合钻具钻进至337m时，经测斜仪对钻孔进行倾角测量，最大倾角为-1°，最小倾角为-1.5°，钻孔下斜。根据矿上提供的地质资料，为使钻孔轨迹保持在煤层中，换用保直组合钻具钻进，钻进至855m时，进入炭质泥岩，继续钻进10m，（其中855m在煤层中钻进）。

在此次试验中采用由我院研制的8类金刚石复合片钻头：φ75mm的内凹三翼金刚石复合片钻头，φ113mm内凹三翼金刚石复合片钻头，φ113mm四翼刮刀金刚石复合片钻头，φ94金刚石复合片组合扩孔钻头，φ113mm金刚石复合片组合扩孔钻头，φ153mm金刚石复合片导向扩孔钻头，φ193mm金刚石复合片导向扩孔钻头，φ300mm金刚石复合片导向扩孔钻头，8类钻头经使用，效果良好，特别是对于4~7级中硬和软硬互层地层有很好的适应性和钻进性能。在煤层中钻进时，平均时效可达18m/h以上。

ZDY6000S型全液压钻机(原MK-6型)

一．适应范围：

ZDY6000S型全液压钻机是动力头式全液压钻机，具有扭拒大、给进起拔力强等特点。适用于煤矿井下大直径瓦斯抽放钻孔、地质勘探孔或地表工程中的大直径近水平钻孔的施工。

二、结构特点：

1.采用全液压动力头结构，由主机、泵站、操纵台三大部分组成，解体性强。主机设有步

履行走机构使搬迁更方便，钻场布置更加灵活；