ZYJ-1000/800架柱式液压回转钻机的应用

周世强

（晋能控股煤业集团临汾宏大胜利煤业有限公司，山西 临汾 041099）

引言

在面对具有一些突出的煤与瓦斯的矿井时，需考虑瓦斯在整个采煤过程中的重要影响，这是提高施工安全性的重中之重。如何消突也成为一项重要且必要的研究课题，有效的解决办法之一是通过钻机钻孔来进行瓦斯抽采，因此对钻孔的孔半径以及位置也提出了一定的要求。一是，要求钻孔半径均匀；二是，要求钻孔布置于巷道轮廓外的12 m范围之外。普通型的液压钻机操作繁琐复杂，行走进程为直线型，每钻一个孔都需要整个设备向前移动，支柱点需重新定位，这无疑需要加大对孔径均匀性的控制；而且掘进机在该钻机操作员操作之后，极易发生安全事故[1]。针对以上普通型液压钻机的使用缺陷，某煤矿采用了ZYJ-1000/800架柱式液压回转钻机，应用效果高效且安全，具有广阔的应用前景以及进一步的研究价值。

1 工程概况

该工程工作面的工作面积为234 022 m2，煤层的倾角为0～24°，平均角度6°且煤层厚度大概在5.8 m。整个工作面包括里外两个工作部分，里侧工作部分采取的是已挖掘成功的煤柱外顺槽，其走向长大致为360 m，倾斜长为114 m，煤储量统计数额为35万t；外侧工作部分已将顶煤挖掘完成，其走向长大致为1 001 m，倾斜长为160 m，煤储量统计数额为134万t。

通过分析该工程中相邻工作面涌出的瓦斯量，估计的出涉及此次工程工作中的瓦斯涌出量大致在0.4～1.9 m3/min，瓦斯涌出量预计为0.4～1 m3/min，发生于石门掘进期间；瓦斯涌出量预计为1～1.9 m3/min则于煤巷掘进操作进程中。除此之外，整个施工管理过程需要严格执行包括综合以及局部的各项防突措施[2]。

当掘进进程行进于煤底板其最短的垂直距离计量7 m时，开始钻采抽放瓦斯所需的孔，并且根据钻孔要求，钻孔布置于巷道轮廓外的12 m，按照每个孔之间的间距预算为5 m。分析得所需布置孔的个数以及倾斜角如下：布孔数量设置为42；倾斜角的范围为26°～60°；左右偏角的范围设置为5°～70°。

2 ZYJ-1000/800架柱式液压回转钻机的试运行

ZYJ-1000/800架柱式液压回转钻机作业于井下煤矿施工，主要应用于瓦斯抽放的钻孔，其主要的技术参数见表1、表2。

表1 ZYJ-1000/800架柱式液压回转钻机基本参数表

表2 与回转钻机配套的液压泵站及操作台基本参数

在取得ZYJ-1000/800架柱式液压回转钻机的基本参数的基础上，对该设备进行运行试验。经过短暂的运行操作过程后，操作发现该设备缺少加持钻杆的设备，将钻杆装上或者卸下的过程较为复杂，不利于工作的高效进行[3]。在此之后，对该型号的架柱式液压回转钻机进行改进，通过安装钻杆夹持器于钻机跑道前进行装卸钻杆，应用效果良好[4]。

3 应用评价

本部分将从应用ZYJ-1000/800架柱式液压回转钻机的组成部分、高效性、精确性、稳定性以及安全性对其应用效果进行评价。

该产品的组成部分以主机和配套泵站为主，立柱为整个钻机的中心轴，其次还包括副支柱、液压卡盘以及动力头，具有较好的解体性，易于安装与搬运。

高效性：在对ZYJ-1000/800架柱式液压回转钻机进行改进后，将此设备用于钻孔抽采瓦斯。42个钻孔工时约7 d左右，比预计工时17 d提前了10 d左右，并完成钻孔施工深度大约在1 300 m左右。

精确性：以立柱作为中心轴，钻机跑道以180°的旋转角度进行上下左右的旋转方式，钻机固定台可精确确定为某一位置，将钻孔行成横竖排列一致，可控制出精确的角度，从而实现均匀分布的钻孔；

稳定性：普通的钻孔机采用点柱的方式作为中心支撑点，当施加力较大时，将会产生相对应的大反作用力，最终使得钻机在钻孔时摇摆不定，产生左右晃动的不稳定现象。而该型号与前面描述一致，采用立柱为中心轴，支撑为稳定的立柱，可以承载各个方向对其的反作用力，表现方式更为稳定，确保钻孔角度符合设定值，实现了稳定性与精确性双赢的状态。

安全性：当上山施工时，掉砟、片帮时有发生，也会喷出煤粉、瓦斯等，不良工作环境提高了事故的发生率；当下山施工时，则存在水淹钻机的事故。当施工人员所在操作台的位置安装于跑道支柱之后，不仅可避免上山施工所造成的砸伤等隐患，还可在下山施工时实现远程操作方式的定时排水，安全系数稳步提升[5]。

整个设备具有扭矩转速高、钻孔施工进程效率高、性能稳定、易于操作以及安全应用系数高等一系列突出的优点，经过相关检测机构进行验证得出，将钻孔布置于巷道轮廓外的12 m范围之外该钻孔不仅满足了瓦斯抽采的要求，且具有均匀的孔半径，符合相关要求章程。

4 结论

该设备解体性好，易于安装与搬运；精确性以及稳定性主要体现于钻孔技术，该设备能够钻孔布置于巷道轮廓外的12 m范围之外，且具有均匀的孔半径；安全性则体现于提高了施工环境以及施工人员的安全性。总而言之，ZYJ-1000/800架柱式液压回转钻机应用效果优良，具有一定的推广意义及进一步改进的研究价值。