20665.8

比±

-18390

0

-2114.1

較±/%

-80.76

0

-9.28

大于30

間距/m

130

7

200

數(shù)量/個

0.77

14.3

0.5

工程量/m

46.2

858

30

總成本/元

6751.2

22779.9

24030

比±

-16028.7

0

-1250.1

較±%

-70.36

0

-5.48

2大直徑長鉆孔機(jī)在頂板巖石中的應(yīng)用

MK-6型全液村壓鉆機(jī)繼承了大直徑鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，采用分體式結(jié)構(gòu)。與前面鉆機(jī)不同的是MK-6鉆機(jī)主機(jī)采用二步平臺，在處理孔內(nèi)事故時可將給進(jìn)機(jī)身直接頂在孔壁上，可化解大起拔力造成鉆機(jī)失穩(wěn)的矛盾，增加了鉆機(jī)的穩(wěn)定性，其具體技術(shù)參數(shù)如下：

鉆孔深度：600/800m

鉆桿直徑：89/73mm

開孔直徑：300mm

終孔直徑：150/94mm

鉆孔傾角：±10°

回轉(zhuǎn)速度：10～200r/min

最大扭矩：6000N.m

給進(jìn)能力：210kN

起拔能力：210kN

給進(jìn)行程：1000mm

電機(jī)功率：75kW

與MKD-5S鉆機(jī)相比，MK-6型鉆機(jī)的能力擴(kuò)大了很多。其中，扭矩增大了3倍多，給進(jìn)力增大了2倍，電動機(jī)功率也幾乎增大了2倍，從鉆機(jī)能力來說，具備了施工大直徑深孔的條件。在鉆機(jī)工藝上，先利用定向保直鉆進(jìn)施工先導(dǎo)孔，達(dá)到設(shè)計深度后，采取二次擴(kuò)孔，擴(kuò)到滿足瓦斯抽放要求的直徑。我們與陽泉礦務(wù)局通力合作，在陽泉一礦4108工作面12^#煤層頂板灰白色中砂巖中進(jìn)行了現(xiàn)場試驗，完成了直徑為Ф153~Ф193mm，深度分別為603.5m和508.2m的2個深鉆孔。覆蓋了整個工作面。通過定向保直鉆進(jìn)工藝控制先導(dǎo)孔，使終孔位置的偏差小于孔深的1%，創(chuàng)下當(dāng)時國內(nèi)煤礦井下近水平定向鉆孔施工的最高記錄。在走向超過1000m的綜采工作面，只要在工作面頂板的中間作一個鉆場，沿工作面走向兩邊各施工幾個覆蓋工作面的大直徑深孔，就能解決綜采工作面瓦斯問題。此種方法簡單易行，既節(jié)約生產(chǎn)成本，又縮短了工作面的準(zhǔn)備時間，為煤礦高產(chǎn)高效創(chuàng)造了條件。

在陽泉一礦試驗時施工的兩個大直徑長鉆孔在1999年7月工作面開采時，瓦斯?jié)舛雀哌_(dá)到90%，瓦斯量23.92m³/min，平均瓦斯?jié)舛?0%，瓦斯量22.3 m³/min。2000年4月測量時，2^#孔在1900Pa的負(fù)壓下，混合量為28.4 m³/min，瓦斯量12.62 m³/min2003年7月測量時，混合量13.82 m³/min，濃度49%，瓦斯量6.82 m³/min，至今仍在抽放。該鉆孔的抽放效果足以說明大直徑長鉆孔完全可以取代走向巷道抽放瓦斯。

3大直徑長鉆孔鉆機(jī)在煤層中的應(yīng)用

晉城煤業(yè)集團(tuán)公司寺河礦是一個綜采機(jī)械化程度較高的現(xiàn)代化高瓦斯礦井。在瓦斯治理方面，公司要求盡快對采煤工作面瓦斯進(jìn)行預(yù)抽，并將抽出的瓦斯壓送到坑口電站。為了提高瓦斯的抽放率和抽放效果，我院與晉城煤業(yè)集團(tuán)合作開展了“煤層長鉆孔定向鉆進(jìn)工藝技術(shù)開發(fā)研究”。2001年9月25日在寺河?xùn)|二盤區(qū)102017s巷道3^#煤層中用我院生產(chǎn)的MK-6型鉆機(jī)進(jìn)行了試驗。3^#煤層厚度6.5m，煤質(zhì)堅硬，普氏硬度2左右，煤層下部裂隙發(fā)育，瓦斯含量較大。鉆機(jī)配Ф94mm的金剛石復(fù)合片鉆頭，按照制定的保直鉆進(jìn)鉆結(jié)合下造斜鉆進(jìn)工藝施工，到28日完成1^#孔，純鉆進(jìn)時間21h，鉆孔深度509.3m，平均鉆進(jìn)時效24.4m，3^#孔采用保直組合鉆具一直鉆到519.5m，鉆孔在煤層夾矸中延伸。施工完畢后立即封孔抽放，當(dāng)時的瓦斯?jié)舛冗_(dá)97%，瓦斯量2 ~2.5 m³/min。試驗時的兩個鉆孔創(chuàng)造了當(dāng)年國內(nèi)純煤層鉆孔深度紀(jì)錄，面且達(dá)到了預(yù)期的抽放效果。

MK-6型全液壓鉆機(jī)及施工工藝經(jīng)受了在巖層和純煤層施工的考驗，進(jìn)一步證明了其在鉆進(jìn)大直徑鉆孔方面的能力。良好的抽放效果同時說明大直徑長鉆孔完全可以取代巷道抽放瓦斯。

4沿煤層定向長鉆孔鉆機(jī)及其應(yīng)用

為了進(jìn)一步將大直徑長鉆孔取代巷道抽放瓦斯的工作開展下去，我院在1999年底利用國家科技部科研院所技術(shù)研究開發(fā)專項資金在MK-6型鉆機(jī)的基礎(chǔ)上，開發(fā)研制了MK-7型鉆機(jī)。用該鉆機(jī)可以在千米走向的采煤工作面施工覆蓋整個工作面長度的鉆孔。

MK-7鉆機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下：

鉆孔深度：800/1000m

鉆桿直徑：89mm

開孔直徑：300mm

終孔直徑：200/150mm

鉆孔傾確：±10°

回轉(zhuǎn)速度：5～200/160r/min

最大扭矩：8000/10000N.m

給進(jìn)能力：250kN

起拔能力：250kN

給進(jìn)行程：1000mm