鑒定意見(jiàn) | |
該課題是西安分院承擔(dān)的國(guó)家“九五”攻關(guān)項(xiàng)目(1996.11-1999.6)。該鉆機(jī)適用于煤礦井下鉆進(jìn)大口徑瓦斯抽放孔及其它工程用孔的施工。專家鑒定認(rèn)為,該鉆機(jī)具有獨(dú)特的二次補(bǔ)償機(jī)構(gòu),鉆機(jī)穩(wěn)固方便,處理事故能力強(qiáng)。鉆機(jī)具有解體性好,便于運(yùn)輸;功率利用率高;聯(lián)動(dòng)操作性強(qiáng),起、下鉆速快等優(yōu)點(diǎn)。該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的井下近水平定向鉆機(jī)及其配套機(jī)具與工藝方法達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。為以巖石大鉆孔代替走向高抽巷創(chuàng)造了有力條件。 | |
成果簡(jiǎn)介 | |
一.適應(yīng)范圍: ZDY6000S型全液壓鉆機(jī)是動(dòng)力頭式全液壓鉆機(jī),具有扭拒大、給進(jìn)起拔力強(qiáng)等特點(diǎn)。適用于煤礦井下大直徑瓦斯抽放鉆孔、地質(zhì)勘探孔或地表工程中的大直徑近水平鉆孔的施工。 二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 1.采用全液壓動(dòng)力頭結(jié)構(gòu),由主機(jī)、泵站、操縱臺(tái)三大部分組成,解體性強(qiáng)。主機(jī)設(shè)有步履行走機(jī)構(gòu)使搬遷更方便,鉆場(chǎng)布置更加靈活; 2.雙泵液壓系統(tǒng),使回轉(zhuǎn)與給進(jìn)工藝參數(shù)可以獨(dú)立調(diào)節(jié)。變量油泵和變量馬達(dá)的有機(jī)組合使轉(zhuǎn)速和扭矩調(diào)整范圍擴(kuò)大并實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)調(diào)速,提高了鉆機(jī)對(duì)不同鉆進(jìn)工藝的適應(yīng)能力; 3.液壓自動(dòng)擰卸鉆具,減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了工作效率; 4.雙油缸給進(jìn)與起下鉆具,使給進(jìn)、起拔能力增大,提高了鉆機(jī)處理孔內(nèi)事故的能力; 5.通孔式的回轉(zhuǎn)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),通過(guò)更換不同的卡瓦組可適用不同直徑的外平鉆桿,鉆桿的長(zhǎng)度也不受鉆機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的限制; 6.用支撐油缸調(diào)整機(jī)身的傾角既方便省力又安全可靠; 7.通過(guò)操縱臺(tái)集中操縱,使操縱人員可遠(yuǎn)離孔口,確保了人身安全; 8.完備的液壓保護(hù)裝置和通用性強(qiáng)的液壓元件,提高了鉆機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。 三、應(yīng)用實(shí)例 現(xiàn)場(chǎng)使用情況一: 1998年12月-1999年1月,在陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)一礦井下4108工作面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),歷時(shí)35天,沿煤層頂板定向鉆進(jìn)試驗(yàn)孔2個(gè)。1號(hào)試驗(yàn)孔孔深508m,2號(hào)試驗(yàn)孔孔深603.5m,創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)煤礦井下近水平鉆進(jìn)的新記錄。試驗(yàn)表明該鉆機(jī)性能達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,將在大口徑深孔鉆進(jìn)方面發(fā)揮重要作用。試驗(yàn)孔布置在距12號(hào)煤層約36m的灰白色中砂巖頂板中,硬度6-7級(jí)。巖層厚約7m, 仰角4-5°。采用全回轉(zhuǎn)、二次成孔鉆進(jìn)工藝。配用Φ89 mm專用鉆桿、鉆孔定向穩(wěn)定器、復(fù)合片鉆頭及其它配套機(jī)具。2號(hào)試驗(yàn)孔,開(kāi)孔仰角2.5°,使用Φ113 mm復(fù)合片鉆頭鉆進(jìn),用穩(wěn)定組合鉆具控制鉆孔方向,施工先導(dǎo)孔,鉆至603.5m終孔;再換用Φ193 mm的復(fù)合片擴(kuò)孔鉆頭,擴(kuò)孔至502.9 m,之后又使用Φ153 mm擴(kuò)孔鉆頭鉆至603m。先導(dǎo)孔平均每班進(jìn)尺50m,Φ193 mm鉆頭擴(kuò)孔平均每班進(jìn)尺30m,鉆孔歷時(shí)22天(包括處理孔內(nèi)事故)。1號(hào)試驗(yàn)孔,開(kāi)孔仰角2°,終孔深度508m,先導(dǎo)孔最高班進(jìn)尺118m,鉆孔歷時(shí)10天。經(jīng)測(cè)斜終孔位置偏差小于孔深的1%,達(dá)到了設(shè)計(jì)孔的要求。 現(xiàn)場(chǎng)使用情況二: 2000年10月1日-11月23日,在撫順礦務(wù)局老虎臺(tái)煤礦-780m礦車巷道內(nèi)施工鉆孔三個(gè)。 鉆孔一:鉆孔直徑94mm,采用φ73mm外平鉆桿,開(kāi)孔方位18°,仰角10°,從開(kāi)孔到終孔相繼鉆過(guò)地層為玄武巖層-凝灰?guī)r層-主煤層。玄武巖硬度5~6級(jí)。灰白色凝灰?guī)r硬度4級(jí),遇水膨脹,夾有凝灰質(zhì)角礫巖、集塊巖和凝灰質(zhì)砂巖,并含硅化木和植物碎片。主煤層是由5~38個(gè)自然分層組成的復(fù)合煤層,夾薄層黑色頁(yè)巖、碳質(zhì)頁(yè)巖、燭煤、灰白色泥巖、灰褐~灰黑色泥質(zhì)粉砂巖和細(xì)砂巖等。鉆進(jìn)過(guò)程中經(jīng)過(guò)三個(gè)重要分煤層,分層厚為20~25m。總計(jì)鉆進(jìn)孔深521.5m(其中鉆孔在巖石中鉆進(jìn)301.5m,在煤層中鉆進(jìn)220m)。鉆孔進(jìn)入煤層220m后,由于煤層瓦斯含量較大,噴孔、塌孔現(xiàn)象嚴(yán)重,造成孔內(nèi)不返水,無(wú)法正常鉆進(jìn)而終孔。測(cè)鉆孔仰角最大11.2°,最小10°,與開(kāi)孔設(shè)計(jì)仰角10°,基本一致。 鉆孔二:開(kāi)孔方位50°,仰角5°,地質(zhì)條件和一號(hào)鉆孔相近,在孔深117m時(shí)鉆進(jìn)到F25和F24兩條斷層的交匯帶,巖層破碎,鉆孔塌孔嚴(yán)重,孔內(nèi)不返水,無(wú)法正常鉆進(jìn)。據(jù)地質(zhì)資料推測(cè),前面還要經(jīng)過(guò)4個(gè)大斷層帶,最大斷層落差72m,因此按礦地測(cè)科建議停鉆。 鉆孔三:開(kāi)孔方位235°,仰角10°,主要地層為橄欖玄武巖和少量凝灰?guī)r的軟硬互層,設(shè)計(jì)孔深700m,實(shí)鉆孔深722.6m。 現(xiàn)場(chǎng)使用情況三: 2001年9月25日—10月10日,在山西晉城無(wú)煙煤礦業(yè)集團(tuán)寺河煤礦東二盤區(qū)102017S 巷道南側(cè)端部實(shí)驗(yàn)。巷道寬4.5米、高3.5米。鉆場(chǎng)所處位置在3號(hào)煤層底板之上。煤層平均厚度6.5m,煤性脆、光亮型,硬度4-6級(jí)。煤層含夾矸0-4層,一般為1-2層,厚度0.1-0.5m不等。煤層下部有內(nèi)生裂隙發(fā)育。煤層中瓦斯含量較大。煤層上下均為深灰色泥巖和細(xì)粒砂巖,其硬度為7-8級(jí)。 鉆孔一:位于巷道南端的底板以上1.5m,仰角1.5 °、方位角170°,基本平行于102015S巷道開(kāi)孔。采用φ94mm保直穩(wěn)定組合鉆具一徑成孔,再用φ153mm的鉆頭擴(kuò)孔,以滿足封孔要求。純鉆進(jìn)時(shí)間20.85小時(shí),完成鉆孔孔深509.03m,平均鉆進(jìn)時(shí)效24.4m。在鉆進(jìn)至280m時(shí),發(fā)現(xiàn)進(jìn)尺緩慢,提鉆后發(fā)現(xiàn)鉆頭磨損嚴(yán)重,換用側(cè)切削鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)直至終孔。在孔深280m和350m處對(duì)鉆孔傾角分別進(jìn)行測(cè)斜,傾角分別為1º和-1º。 鉆孔二:采用保直組合鉆具一直鉆進(jìn)到135m,后因孔口瓦斯過(guò)大,從安全施工的角度考慮,礦上決定提鉆封孔。 鉆孔三:從80m處遇到煤層夾矸一直鉆進(jìn)至519.5m終孔,鉆孔在煤層夾矸中延伸。在孔深240m處對(duì)鉆孔軌跡進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量?jī)A角為1º。 該三個(gè)鉆孔都以開(kāi)始進(jìn)行瓦斯抽放,瓦斯?jié)舛葹?7%,瓦斯涌出量2-2.5m3/min。 |
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