浅析ZDY4000R型液压坑道钻机在煤矿作业中的安全应用

王建设

（河南省平顶山市中国平煤神马集团一矿，河南 平顶山 467000）

近年来，随着煤矿开采深度和开采量的不断增加，煤与瓦斯突出和瓦斯爆炸事故频繁发生，造成该事故的主要原因在于瓦斯浓度过高。为了避免各类安全事故的发生，对矿用钻机性能等诸多方面提出了更高要求。

一、影响钻孔施工深度的主要因素

（一）高瓦斯采区抽采，钻孔钻不进去、瓦斯抽不出来，松软突出煤层抽采钻孔施工难以解决。松软突出煤层一般是煤层松软、渗透性极差，但瓦斯含量却很高。在这种煤层中钻进，容易产生垮孔、卡钻、喷孔等现象。在松软突出煤层虽然有钻孔深度超过110m记录，但大部分的钻孔深度都在100m以下，且成孔率低，防突成本和瓦斯抽放成本很高。松软煤层（硬度系数f≤1）在所采煤层中所占比例较大，因此，松软突出煤层的钻进成孔问题一直是个亟待解决的难题。

（二）高瓦斯采区超前抽采钻孔施工长度不足，抽采时间短。目前，很多煤矿采用的回转钻进工艺，钻孔轨迹的控制主要靠改变孔底稳定组合钻具和调整工艺参数的方法来实现。对于构造简单、稳定的地层来讲，如果钻孔轨迹设计合理，操作方法得当，基本能够满足钻孔的方向性要求。但对于复杂地层，特别是深孔钻进，钻孔轨迹的方向就很难控制。

（三）施工防突钻突出现象严重，危险性大，易造成事故。在煤矿生产单位中，施工防突超前钻孔是局部防突的重要技术措施之一。然而，施工防突钻突出现象严重，危险性大，直接威胁工作面作业人员安全。

二、ZDY4000R型钻机的主要特征

（一）ZDY4000R型钻机的适用范围

该钻机是煤矿井下钻进大口径瓦斯抽放孔的必要的钻探设备，它结构合理，技术先进，操作省力，安全可靠，是一种动力头式全液压钻机，钻机转数范围宽，起拔能力强，适用于硬质合金钻进和冲击回转钻进，能够满足钻进各种用途钻孔的需要。

（二）ZDY4000R型钻机的特点

一是可以根据场地情况灵活摆布，解体性好，搬迁运输方便；二是机械化拧卸钻具，可以减轻工人的劳动强度，提高工作效率。夹持器卡瓦可方便的取出，扩大其通孔直径；三是单油缸直接给进与起拔钻具，给进起拔能力大，提高了钻机处理事故的能力；四是采用双泵系统，回转参数与给进工艺参数可以独立调节。变量油泵与变量马达相结合进行无级调整，转速和扭矩都可大范围调整，提高了钻机的适应能力；五是回转器通孔直径大，更换不同直径的卡瓦可适用不同直径的钻杆，钻杆的长度不受钻机本身结构尺寸的限制；六是用支撑油缸调整机身角度方便省力，安全可靠。

三、钻机开钻前的准备及维护保养

（一）钻机准备工作

在开钻前，将油箱内加满清洁油液（钻机正常工作后油面应在油位指示计的中间偏上部位约2/3处），一般用N46抗磨液压油，如果环境温度较高可用N68抗磨液压油。检查钻机各部分紧固件是否紧固，主机稳装是否牢固，在需要润滑的部位加注润滑油和润滑脂。同时，检查各油管是否连接无误，将油泵排量调到额定值的1/3，将操纵台上各操作手把放在中间位置，正压背压调节手轮顺时针调到极限位置，给进压力调节手轮调到中间位置，马达变速手轮调到所需位置上。

（二）维护保养措施

在初次加油时，应认真清洗油箱，所加液压油必须用滤油机过滤。井下不许打开油箱盖和随便拆卸液压元件，以免混入脏污。使用中应经常检查油面高低，发现油量不足即应通过空气滤清器加油。回油压力超过0.6Mpa应更换回油滤油器芯。定期检查液压油的污染和老化程度（可采用与新油相比较的方法）。如发现颜色暗黑混浊发臭（衰化），或明显浑浊呈乳白色（混入水），则应全部更换。

四、ZDY4000R型钻机在作业中的要求及应用效果

（一）作业前期准备

ZDY4000R型钻机在作业当中钻孔时应严格按照测量人员标定的孔位及钻孔施工参数（方位、倾角、机高、孔深）进行施工，不经设计人员同意不得擅自改动。装卸钻杆时要检查，凡堵塞、弯曲、螺纹磨损的钻杆不得使用。连接时要对准以免损坏螺纹和漏水，装卸钻头时应防止管钳夹伤硬质合金片。

（二）钻机作业控制

钻机运行时，操作司机要集中精力不得离开操作台，正确操作钻机手把，注意钻机各压力表读数，及时调整增压阀。钻进仰角超过25度时，不准在钻具正下方操作，以防钻具滑落伤人。钻头送入孔内开始钻进时压力不宜太大，要轻压慢进，待钻头下入孔底工作平稳后，压力再逐渐增大。下钻前必须检查钻头镶焊质量，不合格不用。采用清水钻进时，开钻前必须先供水，水返回后方可给压钻进，不准干打眼。钻孔孔径采用直径不低于100mm岩孔钻头。如遇岩石过硬不易施工，可采用直径75mm或89mm钻头施工后，用直径100mm以上的钻头全孔深扩孔。

（三）钻孔注意事项

发现顶钻、夹钻、喷孔时要随时注意孔口瓦斯便携仪的读数，若瓦斯浓度达到0.5%时，必须停止作业，达到1%时，必须停电撤人。打钻人员要熟悉突出预兆。钻孔施工中专人观山，注意煤壁顶板变化，发现异常立即停止作业进行处理。电气设备着火时，应先切断电源，然后进行灭火，钻孔着火时应用黄泥封堵严密。

（四）施工完毕记录

完成钻孔施工以后，应建立钻孔台帐，包括孔号、孔深、方位、角度、封孔时间、连网等钻孔情况。

五、结束语

综上所述，在煤矿企业瓦斯抽放钻孔施工过程中，ZDY4000R型钻机的应用不仅解决了钻孔在松软、易碎的煤岩层中钻进时易卡钻、夹钻、埋钻、烧钻等问题，而且解决了瓦斯含量大、突出危险煤层的钻进。煤矿生产单位要掌握好操作技能及钻压、转速和冲洗液流量的大小，从而满足钻进各种用途钻孔的需要，保障井下安全作业。