横置式ZDY6000L 履带全液压钻机在寺河矿的应用

2011-09-28杜文博

地质装备 2011年4期

杜文博

(中煤科工集团西安研究院,陕西西安710077)

1 煤矿井下履带式全液压钻机应用的现状

随着煤矿生产规模扩大,以及“以抽定采”制度的制定,煤矿对瓦斯抽放孔的进尺效率有了更高的要求。由于履带式全液压钻机移动便捷、固定简单,多应用于巷道断面大,井下条件较好的煤矿,目前许多煤矿更青睐于履带式全液压钻机。然而,目前大多数履带钻机结构特点是:钻机主机与钻机履带行走方向平行,这使得在钻孔施工作业中,钻机的稳固、调角等辅助作业变得复杂且工作量大,从而,消耗了大量的辅助作业时间,大大降低了钻进效率。因此需要一种新型的钻机结构来满足现场高效生产的实际需要。本文正是介绍了一种结构改进型钻机的成功范例。

2 普通履带式全液压钻机简介

2.1 结构简介

钻机为整体式布局,由履带车体、泵站、主机和操纵台四大部分组成,主机、泵站、操纵台之间用高压胶管连接,共同安装在履带车体之上,结构紧凑,便于井下搬迁运输,而且履带钻机的行走方向与主机给进方向是平行的,结构如图1所示。

2.2 工作特点

图1 普通履带式全液压钻机结构图

煤矿井下钻孔施工中需要进行大量的设备搬运、方向的调整以及稳固等准备作业工序,因此高效的准备作业有利于提高钻进效率。普通履带全液压钻机在钻进准备工作中,需要依次完成搬运——钻机方向调整——钻机稳固等准备作业,其中钻机方向调整工序最为复杂和费时,该作业环节目的在于调整钻机机头与钻进方向,并应保证与上一钻孔一定间距,这决定了该组作业环节必须进行多次反复的调整才能使钻机调整至预定方向。据现场实践,该环节一般占准备作业时间的80%,耗时在1小时30分钟,严重影响了钻进效率。

3 横置式ZDY6000L履带全液压钻机简介

3.1 结构简介

横置式ZDY6000L履带全液压钻机是在普通ZDY6000L全液压钻机的基础上,将主机的给进方向调整为与履带行走方向垂直的一种改造型全液压钻机。该钻机为履带自行式,便于井下运输和搬迁。液压回路经优化设计,采用了国际先进的负载敏感系统,关键元件均采用进口优质产品。整机具有钻进能力大,可靠性高,钻进效率高,工艺适用性广及辅助功能齐全等优点。主要应用于煤矿井下近水平大直径瓦斯抽放孔的钻进。钻机为整体式布局,由履带车体、泵站、主机和操纵台四大部分组成。主机、泵站、操纵台之间用高压胶管连接,共同安装在履带车体之上,横置式ZDY6000L履带全液压钻机结构如图2所示。

图2 横置式ZDY6000L履带全液压钻机结构图

3.2 主要技术参数

钻孔深度:600 m

配套钻杆直径:73/89 mm

转矩:6000～1600 N·m

转速:50～190 r/min

最大给进力/起拔力:180 kN

给进行程:1000 mm

主轴倾角:-10～20°

功率:75 kW

外形尺寸:4500×2655×2115 mm(长×宽×高)

钻机质量:约7000 kg

最大行走速度:2.5 km/h

最大爬坡能力:20°

接地比压:0.06 M Pa

3.3 工作特点

该钻机的结构特点决定了其准备作业省去了“调整钻机方向”环节,只需通过调整钻机平移就可实现钻孔的精确定位,大大缩短了准备作业时间。

4 现场应用

4.1 施工地点地质概况

施工地点位于寺河煤矿3303工作面运输顺槽,钻进煤层为3#煤,其厚度在6.02～6.98m之间,平均煤层厚度6.50m,以亮煤为主,含夹杆一般为2层,煤层结构简单,煤层硬度系数f为1.5左右,属于稳定可采煤层。巷道断面尺寸为5m宽,3.8m高。

4.2 钻孔布置

在寺河矿3303工作面运输顺槽,工作面宽225m,在顺槽中打双面交错对穿孔,孔间距3m,孔深150m。

图3 3303运输顺槽钻孔布置平面图

4.3 钻孔施工情况

横置式ZDY6000L履带全液压钻机改造成功后,在寺河煤矿进行了现场试验,此次试验,在寺河矿 3303工作面共施工 108个孔,平均孔深153m,总进尺16524m。现场应用中,该钻机只需平移履带至预定钻孔间距 (3m),简单稳固钻机支腿后,可开始钻孔施工,辅助作业时间不超过30min,较普通履带钻机极大地缩短了准备辅助作业时间。两种钻机设备准备辅助时间对比如下表所示。