本煤层ф650mm大直径钻孔技术与装备
发布时间：2019-07-23 07:26
【摘要】：煤矿井下本煤层大直径钻孔具有重要的应用价值,可在保障煤矿安全、高效生产的同时减少井下巷道施工工程量和施工成本,省时、安全、经济效益显著。针对现有煤矿井下大直径钻孔技术与装备存在的问题,形成了一套本煤层大直径钻孔钻进工艺技术、研制了配套钻具、并在施工中进行了2种扩孔施工方案的效果对比。现场试验中完成ф650 mm本煤层大直径钻孔最大钻孔深度75 m,验证了研究成果具有较强的工艺适用性和可靠的技术性能,有助于推动煤矿井下大直径钻孔技术与装备的发展和应用。
【图文】：
觯囗苑莱鱿职踩鄧鹿省?(2)钻进过程中应控制好给进压力及扭矩，保证施工安全平稳，及时记录各项工艺参数，以便分析、优化施工方案。(3)扩孔过程中，，应随时注意孔口返渣量及压力仪表数值，发现异常及时处理，避免造成孔内事故。3鐖650mm大直径钻孔钻具配套研制针对现有煤矿井下大直径钻孔配套钻具存在的不足，结合当前井下环境条件及施工需要，研制了能施工鐖650mm本煤层大直径钻孔的配套钻具。3.1钻杆根据施工需要，选配了鐖89mm中心通缆钻杆、鐖127mm高强度大通孔钻杆，并研制了鐖400mm/鐖127mm大直径螺旋钻杆(图1)。其中鐖89mm中心通缆钻杆用于定向钻进施工鐖120mm先导孔;鐖127mm高强度大通孔钻杆主要用于施工鐖153mm先导孔和鐖120mm钻孔一次扩孔施工，也可用于鐖89mm钻杆卡埋钻时套铣打捞处理使用;鐖400mm/鐖127mm大直径螺旋钻杆用于鐖450mm和鐖650mm钻孔扩孔钻进。图1鐖400mm/鐖127mm螺旋钻杆Fig．1鐖400mm/鐖127mmspiraldrillpipe3.2钻头鐖650mm大直径钻孔施工需要进行分级扩孔，先导孔施工时选配了鐖120mm和鐖153mm四翼内凹式钻头，扩孔施工时选配了鐖165mm/鐖120mm组合式扩孔钻头，并研制了鐖450mm/鐖153mm扩孔钻头(图2)和鐖650mm/鐖450mm扩孔钻头(图3)，施工中可将鐖450mm/鐖153mm扩孔钻头与鐖650mm/鐖450mm扩孔钻头插接组合形成鐖650mm/鐖450·158·总第494期金属矿山2017年第8期
mm/鐖153mm组合式扩孔钻头，将钻孔一次性扩大至鐖650mm。图2鐖450mm/鐖153mm扩孔钻头Fig．2鐖450mm/鐖153mmbroachingbit1—插接公接头;2—钻头体;3—切削齿;4—扶正器图3鐖650mm/鐖450mm扩孔钻头Fig．3鐖650mm/鐖450mmbroachingbit1—插接公接头;2—钻头体;3—切削齿;4—扶正器4现场试验4.1施工情况本次试验位于晋煤集团成庄矿，试验区煤层为3#煤，平均厚度6.55m，煤层结构较简单，煤质坚硬、性脆，可钻性4～6级，全区稳定可采。施工时选配了目前国内煤矿井下能力最强的ZDY12000LD型钻机，该钻机具有整机功率大、工艺适应性广、操作及移动安全方便等优点［10］，具备施工本煤层大直径钻孔的能力。现场试验于2016年4月开始，历时30d，完成鐖650mm大直径钻孔7个，总进尺350m，最大钻孔深度75m。其中采用二次分级扩孔的施工方案施工钻孔3个，总进尺172m;采用一次性扩孔的施工方案施工钻孔4个，总进尺178m。4.2施工效果采用二次分级扩孔的施工方案施工钻孔数据见表1。表1二次分级扩孔试验施工数据Table1Twogradebroachingtestdata孔号孔深/m倾角/(°)一次扩孔鐖450mm回转压力/MPa给进压力/MPa机械钻速/(m/h)综合钻速/(m/h)二次扩孔鐖650mm回转压力/MPa给进压力/MPa机械钻速/(m/h)综合钻速/(m/h)1#4667～105～61248～115～6832#5147～105～61258～115～6847#75－514～164～512615～175～684采用一次性扩孔的施工方案施工钻孔数据见表2。表2一次性扩孔试验施工数据Table2Disposablebroachingtestdata孔号孔深/m倾角/(°)一次性扩孔鐖650mm回转压力/MPa给进压力/MPa机械钻速/(m/h)综合钻速/(m/h)3#43.5410～146～87.544
【作者单位】： 中煤科工集团西安研究院有限公司;
【分类号】：TD712.6;TD745.22
本文编号：2518001
【图文】：
觯囗苑莱鱿职踩鄧鹿省?(2)钻进过程中应控制好给进压力及扭矩，保证施工安全平稳，及时记录各项工艺参数，以便分析、优化施工方案。(3)扩孔过程中，，应随时注意孔口返渣量及压力仪表数值，发现异常及时处理，避免造成孔内事故。3鐖650mm大直径钻孔钻具配套研制针对现有煤矿井下大直径钻孔配套钻具存在的不足，结合当前井下环境条件及施工需要，研制了能施工鐖650mm本煤层大直径钻孔的配套钻具。3.1钻杆根据施工需要，选配了鐖89mm中心通缆钻杆、鐖127mm高强度大通孔钻杆，并研制了鐖400mm/鐖127mm大直径螺旋钻杆(图1)。其中鐖89mm中心通缆钻杆用于定向钻进施工鐖120mm先导孔;鐖127mm高强度大通孔钻杆主要用于施工鐖153mm先导孔和鐖120mm钻孔一次扩孔施工，也可用于鐖89mm钻杆卡埋钻时套铣打捞处理使用;鐖400mm/鐖127mm大直径螺旋钻杆用于鐖450mm和鐖650mm钻孔扩孔钻进。图1鐖400mm/鐖127mm螺旋钻杆Fig．1鐖400mm/鐖127mmspiraldrillpipe3.2钻头鐖650mm大直径钻孔施工需要进行分级扩孔，先导孔施工时选配了鐖120mm和鐖153mm四翼内凹式钻头，扩孔施工时选配了鐖165mm/鐖120mm组合式扩孔钻头，并研制了鐖450mm/鐖153mm扩孔钻头(图2)和鐖650mm/鐖450mm扩孔钻头(图3)，施工中可将鐖450mm/鐖153mm扩孔钻头与鐖650mm/鐖450mm扩孔钻头插接组合形成鐖650mm/鐖450·158·总第494期金属矿山2017年第8期
mm/鐖153mm组合式扩孔钻头，将钻孔一次性扩大至鐖650mm。图2鐖450mm/鐖153mm扩孔钻头Fig．2鐖450mm/鐖153mmbroachingbit1—插接公接头;2—钻头体;3—切削齿;4—扶正器图3鐖650mm/鐖450mm扩孔钻头Fig．3鐖650mm/鐖450mmbroachingbit1—插接公接头;2—钻头体;3—切削齿;4—扶正器4现场试验4.1施工情况本次试验位于晋煤集团成庄矿，试验区煤层为3#煤，平均厚度6.55m，煤层结构较简单，煤质坚硬、性脆，可钻性4～6级，全区稳定可采。施工时选配了目前国内煤矿井下能力最强的ZDY12000LD型钻机，该钻机具有整机功率大、工艺适应性广、操作及移动安全方便等优点［10］，具备施工本煤层大直径钻孔的能力。现场试验于2016年4月开始，历时30d，完成鐖650mm大直径钻孔7个，总进尺350m，最大钻孔深度75m。其中采用二次分级扩孔的施工方案施工钻孔3个，总进尺172m;采用一次性扩孔的施工方案施工钻孔4个，总进尺178m。4.2施工效果采用二次分级扩孔的施工方案施工钻孔数据见表1。表1二次分级扩孔试验施工数据Table1Twogradebroachingtestdata孔号孔深/m倾角/(°)一次扩孔鐖450mm回转压力/MPa给进压力/MPa机械钻速/(m/h)综合钻速/(m/h)二次扩孔鐖650mm回转压力/MPa给进压力/MPa机械钻速/(m/h)综合钻速/(m/h)1#4667～105～61248～115～6832#5147～105～61258～115～6847#75－514～164～512615～175～684采用一次性扩孔的施工方案施工钻孔数据见表2。表2一次性扩孔试验施工数据Table2Disposablebroachingtestdata孔号孔深/m倾角/(°)一次性扩孔鐖650mm回转压力/MPa给进压力/MPa机械钻速/(m/h)综合钻速/(m/h)3#43.5410～146～87.544
【作者单位】： 中煤科工集团西安研究院有限公司;
【分类号】：TD712.6;TD745.22
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