《煤礦用履帶式全液壓坑道鉆機技術(shù)解析》
發(fā)布時間:
2025-05-30
?針對巷道泄壓治理與瓦斯抽放治理中存在的工程難題,煤礦用履帶式全液壓坑道鉆機應(yīng)運而生。作為一款集成多項專利技術(shù)的創(chuàng)新型機械造穴裝備,其以液壓機械頂桿式控制原理為核心,構(gòu)建了高效、安全、經(jīng)濟的工程解決方案,顯著提升了煤礦井下造穴作業(yè)的技術(shù)水平。?
一、核心技術(shù)架構(gòu)與工作原理?
鉆機采用孔外液壓機械控制體系,通過集成化控制閥組實現(xiàn)對液壓油路、冷卻水及壓風(fēng)系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)控。配套的機械芯桿傳動鉆桿可將液壓頂桿的驅(qū)動力轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)距離高推力輸出,驅(qū)動機械擴孔器在目標(biāo)位置完成 "主動打開 - 造穴作業(yè) - 主動閉合" 的全流程控制(專利號:CN202021510251.1)。這種設(shè)計突破了傳統(tǒng)造穴裝備的局限性,使孔外控制精度與作業(yè)安全性得到質(zhì)的提升,尤其適用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的精準(zhǔn)造穴。?
二、技術(shù)優(yōu)勢與工程價值?
(一)適應(yīng)性與可靠性提升?
- 多元地質(zhì)適配:可在 f<6 的巖層及高瓦斯松軟煤層等復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中穩(wěn)定作業(yè),兼顧巖巷造穴卸壓與煤層瓦斯防治孔底造穴需求,實現(xiàn) "一機多用" 的工程適配能力。?
- 無高壓系統(tǒng)依賴:創(chuàng)新采用靜壓水作為動力媒介,摒棄傳統(tǒng)高壓泵站配置,從根本上降低了設(shè)備運行風(fēng)險,同時避免了高壓水對孔壁的結(jié)構(gòu)性破壞,減少瓦斯噴孔等安全隱患。?
(二)效率與成本雙優(yōu)?
- 施工效率倍增:孔外機械控制技術(shù)將造穴成功率提升至行業(yè)領(lǐng)先水平,配合一體化鉆機鉆具設(shè)計,單孔作業(yè)效率較傳統(tǒng)工藝提升 100% 以上。?
- 綜合成本優(yōu)化:通過取消高壓泵站、泥漿泵等大型配套設(shè)備,僅動力系統(tǒng)成本即可降低 30% 以上,結(jié)合護孔防塌帶來的長期抽采效益,全周期成本優(yōu)勢顯著。?
三、專利矩陣與技術(shù)壁壘?
該裝備構(gòu)建了完整的知識產(chǎn)權(quán)保護體系,核心專利涵蓋:?
- 機械式浮動翼排渣擴孔造穴技術(shù)(ZL202010701768.7):實現(xiàn)低壓環(huán)境下的高效排渣,保障孔內(nèi)清潔與鉆孔規(guī)整性;?
- 推桿頂進式擴孔器(ZL202010922779.8)與液力推進器(ZL202010890623.6):構(gòu)建精準(zhǔn)動力傳輸系統(tǒng),確保造穴作業(yè)的穩(wěn)定性與可控性;?
- 機械頂桿式鉆桿(ZL202021510251.1):解決遠(yuǎn)距離推力傳輸衰減問題,實現(xiàn)深孔作業(yè)的高效驅(qū)動。相關(guān)技術(shù)均通過礦用安全標(biāo)志認(rèn)證(證書號:MED200476),技術(shù)指標(biāo)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。?
四、工程應(yīng)用與技術(shù)效益?
在瓦斯抽采領(lǐng)域,相較于二氧化碳致裂技術(shù),該裝備使抽采濃度提升 4.5%,為煤層氣高效開發(fā)提供技術(shù)支撐;對比高壓水力沖孔技術(shù),其低壓排渣工藝(采用低壓水或壓風(fēng))有效保護孔壁結(jié)構(gòu),減少塌孔風(fēng)險,延長鉆孔使用壽命,間接提升瓦斯長期抽采效率。?
從工程實施角度,設(shè)備的一體化設(shè)計簡化了現(xiàn)場布置,降低了對配套設(shè)施的依賴,尤其適合井下空間受限場景。其履帶式底盤設(shè)計保障了復(fù)雜地形的機動性,進一步拓展了應(yīng)用場景。?
五、行業(yè)前景與技術(shù)定位?
作為采礦工程領(lǐng)域的關(guān)鍵裝備,煤礦用履帶式全液壓坑道鉆機通過技術(shù)創(chuàng)新突破了傳統(tǒng)造穴工藝的瓶頸,在沖擊地壓治理、切頂卸壓、軟巖支護等工程中展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力。其 "低成本、高可靠性、環(huán)境友好" 的技術(shù)特性,契合煤礦安全生產(chǎn)與綠色開采的發(fā)展趨勢,成為現(xiàn)代礦山工程裝備升級的重要選擇。?
該裝備的研發(fā)與應(yīng)用,不僅標(biāo)志著煤礦造穴技術(shù)從高壓作業(yè)向低壓精準(zhǔn)控制的轉(zhuǎn)變,更通過專利技術(shù)的系統(tǒng)化布局,構(gòu)建了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心競爭力,為國內(nèi)外同類工程提供了可復(fù)制的技術(shù)范式。