气动钻机在煤矿地质钻探中应用

1、气动钻机在煤矿地质钻探中应用摘要：采用井下钻探的方式进行超前探，是现阶 段指导煤矿掘进和开采的重要方式方法。随着煤矿开采深度 的增加，现场环境更加复杂化和多样化，对钻机可操作性和 安全的要求更加高，新型气动架柱式钻机在煤矿地质钻探中 的应用为煤矿复杂条件下地质钻探提供了新的方法。关键词：超前探气动架柱式钻机前言随着开采的推进，工作面条件越来越复杂，顶板下沉、 底板鼓起、局部瓦斯积聚等不利因素对电器的安全要求也越 来较高，在以往采用电为动力的液压坑道钻机受到很大的局 限性，不能满足特殊条件下的钻探工作。其体积重量大、需 要敷设电缆、布置电器开关、安设排水泵等特点给工作带来 了很大困难，而采用压缩

2、气体为动力源的大功率气动架柱式 钻机弥补了这些缺点。zqj-300/6气动架柱式钻机的效率高、 钻孔直径大、深度深、操作简单、易于转运、使用安全的特 点在探查唐口煤矿1306皮带顺槽t14-1断层走向中得到了 良好的应用。1. zqj-300/6气动架柱式钻机的特点1. 1.结构特点1.1.1. 主机回转马达、给进马达都具有正反转功能，实 现了打孔完成后，主机自动退出钻具的功能。1.1.2. 实现远控操作，使操作者可远离施工地点，极大 的提髙了施工安全性。1.1.3. 钻机轨道采用夹板固定，钻机角度及高度易于调 节。1.1.4. 主机可解体为回转总成、行走总成、导轨总成极 大的方便了巷道内的运

3、输。1.2. 钻机结构zqj-300/6气动架柱式钻机整机结构如图1所示。1-导轨；2-回转器；3-一级消声器；4-内注式液压支柱；5-操作台；6-二级消声器图1 zqj-300/6气动架柱式钻机整机结构示意图2. 工作面情况2.1.地质概况该工作面回采煤层为3上煤，煤层倾角平均2。，厚度 在3. om6. 5m之间，平均厚度为4.8m。2. 1. 1.老顶为深灰色细砂岩，平均厚度6. 9m,抗压强度 50mpa,属较稳定顶板。2.1.2. 直接顶为灰黑色泥岩，平均厚度为3. 5m,抗压强 度为30mpa,属不稳定顶板。2.1.3. 直接底为灰黑色泥岩，平均厚度为1.8m,抗压强 度为30mp

4、a左右，属不稳定底板。2. 1.4.老底为灰白色细砂岩，平均厚度为17m,抗压强 度为50mpa,属较稳定底板。2. 2.顺槽概况2. 2. 1. 1306工作面为唐口煤矿西部130采区第6个工 作面，顺槽断面设计为矩形断面，巷道净宽4500mm,净高 3800mm,采用锚网索支护。顺槽设计长度为1800m,切眼设 计长度为150m。2. 2. 2. t14-1为三维地震查明断层，为正断层，断层倾 角z56°64° ,落差在024m,向工作面延伸，摆动幅度 大，局部走向模糊。1306皮带顺槽已掘进至设计位置，轨道 顺槽在掘进至1000m处揭露t14-1断层，采取缩面措施将轨

5、 道顺槽里缩30m另开2号轨道顺槽，掘进至1300m处再次揭 露t14-1断层。3钻孔布置及技术参数3. 1.钻孔布置钻孔布置在1306皮带顺槽，自距工作面切眼60m处起, 在巷道东帮向轨道顺槽方向施工钻孔，钻孔间距为20mo3. 2.钻孔参数钻孔呈单排布置，开孔距巷道底板1.5m,孔径76mm, 设计孔深60m （实际深度已见岩石为准），钻孔倾角根据实际 煤层倾角确定。4结果分析根据现场施工的20个钻孔的施工情况来看，钻孔揭露 断层较为准确，根据实际揭露位置更加精确的绘制出了 t14-1断层走向，为确定工作面长度及轨道顺槽位置提供了 可靠的技术资料，部分钻孔施工情况一览表。表2部分钻孔施工情

6、况一览表孔号参数钻孔直径钻孔深度钻孔倾角岩粉性质 距离切眼长度总计用时1 号钻孔 9 76111111 66m +2°细砂岩60m 9h2号钻孔76mm 62m +2°细砂岩80m 10h3号钻孔76mm 67m +1 °细砂岩100m 7h4号钻孔76mm 62m +2°细砂岩120m 8h5号钻孔76mm 70m +2°细砂岩140m llh6号钻孔76mm 73m +1°细砂岩160m loh7号钻孔76mm 71m +2°细砂岩180m 12h4. 1.根据钻孔钻进数据分析，从切眼60m处往外t14-1 断层走向整体

7、向轨道顺槽方向摆动。摆动幅度在10m左右， 通过钻孔实际数据较为直观和具体的说明了 t14-1断层的走 向。为轨道顺槽确定位置提供了依据。5. 结论随着煤矿开采深度的增加，矿压显现加剧，地质条件复、 地温升高和勘探困难等一系列突出问题显现出来。开采深度 的增加也使瓦斯压力增高，煤与瓦斯突出危险严重。而我国 深部开采已经成为煤矿生产的必然过程，深部开釆遇到的矿 压、地热、瓦斯等主要技术问题日益增多，因此如何面对深 部开采的复杂地质条件和环境，在做好人的主导作用的同 时，对设备进行升级改造和更新换代是适应深部开采的又一 途径。气动架柱式钻机的优良性能，对深井煤矿开采解决突 出问题起到很大作用。zqj-300/6气动架柱式钻机对高瓦斯 区、高应力区、突出危险区适应能力强，它的远控操作对应 对这些复杂环境起到了重大意义。参考文献：1 宋建峰，李伟亮.架柱式大功率气动钻机石家庄 中煤装备制造有限公司2 吴卫荣.气动技术m.徐州：中国轻工业出版社， 2005, 83 .王春来，吴爱祥，刘晓辉.深井开采技术m.冶金