ZDY1200LPS型矿用履带式钻机的现场应用研究

何秀清，柴发英

（窑街煤电集团公司，甘肃 兰州 730084）

近年来，矿井开采严格执行“先保后采，先抽后采，保抽并举，综合治理”的易燃气体防治技术原则，使易燃气体治理工作由“措施型”向“工程型”转变；但由于七采区地质构造极为复杂，断裂构造多，油页岩层赋存不稳定，局部尖灭，所能布置的油页岩工作面块段小，不具备开采保护层的条件，加之矿二层透气性低，钻孔施工过程中经常出现塌孔、掉钻、孔内不返水、钻孔开孔间距小不利于封孔，钻进塌孔后钻机负荷大、钻杆及钻头磨损快，造成钻机油压系统压力增大，出现油温升高、高压管爆裂现象，使钻孔施工达不到设计要求孔深，孔口降尘效果差。

因此，我矿引进了ZDY1200S型履带式液压钻机。使用ZDY1200LPS履带式全液压坑道钻机配合肋骨钻杆可避免上述缺点，提高施钻效率，缩短了易燃气体抽采达标时间，为七采区的易燃气体治理工作奠定了基础。

1 矿用设备型号及主要技术参数

ZDY1200LPS型矿用全液压坑道钻机是一种动力头式钻机，该机转数范围宽、扭矩大、起拔能力强。能够满足钻进各种用途钻孔的需要，如地质勘探孔、抽放易燃气体孔，注水孔及其它工程用孔。

适用于硬质合金钻进和冲击回转钻进。该钻机适用钻孔深为200m，最大爬坡能力达到20°，电机功率22kw, 开孔直径 110 mm，终孔直径 75mm，整机外形尺寸（长×宽×高）为3100×1000×1565 mm，钻机质量3500 kg；钻机为整体式布局，主要由主机、操纵台、泵站、履带车体和稳固装置等六大部分组成，各部分之间用高压胶管和螺栓连接，结构紧凑，布局合理、性能可靠；主机由回转器、夹持器、给进装置及回转盘组成，各部分之间装拆方便。

2 采矿现场应用

通过使用，该钻机及配套的肋骨钻杆具有如下优点：

2.1 钻进效率方面

在相同时间内，ZDY1200LPS钻机平均每小班多施工52米，每月（按照25天计算）多施工3900米钻尺，施工效率相对高；在相同时间内顺层钻孔比较，ZDY1200LPS钻机共施工63个前探、抽放钻孔，施工进尺3120米，平均每小班施工92米，ZDY-1900S型共施工48个抽放钻孔，施工进尺1920米，平均每小班施工40米。

2.2 采矿现场操作方面

ZDY1200LPS钻机带有旋转部可方便调节方位，在平面上0-360°实时转向，2人便可操作，且带有稳固装置，人员仅在操作台上进行钻机稳固，稳固性高；而ZDY-1900S型钻机需要人力进行撬移调节方位，同时，钻机压柱靠人力进行抬搬打设，稳固性不高。

2.3 孔内塌孔及钻进排渣方面

ZDY1200LPS钻机配有φ50mm凹槽肋骨钻杆，孔内出现松软矿层或破碎段塌孔时，排渣效果好，基本能达到钻孔设计深度；而ZDY-1900S型钻机配合φ63.5mm钻杆，在17204-1进风顺槽迎头施工的前探、抽放钻孔时，遇松软矿层或破碎段塌孔时，现场将水力排水调整为风力排渣时，依然无法钻进，还存在孔内松软破碎矿层将钻杆抱死，导致卡钻、掉钻、退钻困难的现象，钻孔也达不到设计孔深。

2.4 钻孔开孔间距方面

ZDY1200LPS钻机配有机架靠油缸升降调节功能，现场开孔间距可根据巷道高度进行调节，开孔间距在0～2.5米范围内（配合加立柱加长杆）可根据施工要求进行调节；而ZDY-1900S型钻机开孔间距靠人工配合导链调节，调节高度在0～0.8米之间，且调至最高点时，钻机机架与底座间距大，整体稳固性差，人工劳动强度大。

2.5 钻机搬家方面

ZDY1200LPS钻机配置为主机、泵站、操作台、稳固装置、履带车体五大部分为一体，近距离搬家只需2人在操作台进行操作和拉运电缆，劳动强度小，在巷道坡度小于20°时不需要绞车拉运，搬家方便。

2.6 用工方面

在相同时间、同一地点内，施工相同的进尺，按照30天（90个小班）进行比较，ZDY1200LPS钻机（包括搬钻机8次）需要用工每小班2人，共用工180个工，搬一次钻机需要1个小时；而ZDY-1900S型钻机（包括搬钻机8次），搬钻机一次需要6人， 6个小时，正常钻进需要每小班2人，共需180个工；相比较，ZDY-1900S型钻机每月搬钻机多用40小时，多用48个工。

2.7 安全性

ZDY1200LPS钻机行走、稳钻、调节方位、倾角只需人员在操作台完成；而ZDY-1900S型钻机搬家需要绞车配合、稳钻需要人工打设压柱、调整方位、倾角需要靠人力撬移，操作环节多，遇塌孔后无法施工至设计孔深，安全性差。

2.8 经济性

ZDY1200LPS钻机每月可多施工3900米钻尺，可多施工48个钻孔，可提前抽放13天，同时搬家少用工48个，每工按照200元，每月节省费用9600元，钻机使用年限5年计算，共节约费用57.6万元。

3 结语

ZDY1200LPS履带式全液压坑道钻机配合肋骨钻杆与传统钻机比较具有施工效率高、操作省力、搬迁方便、钻孔开孔间距大、钻进时排渣迅速、左右转向方便、搬家安全、节约人工等优点。在复杂地质条件特厚矿层区域施工顺层钻孔，能够大幅提高钻进效率和达到成孔率的目的，可以在安全生产、易燃气体防治等方面取得明显的效果，也可以使矿井易燃气体抽采发生质的提高，有力推进矿井安全生产标准化创建工作，为现代化管理奠定基础。