《煤礦用履帶式全液壓坑道鉆機(jī)技術(shù)解析》
發(fā)布時(shí)間:
2025-05-30
?針對(duì)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(jī)應(yīng)運(yùn)而生。作為一款集成多項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)的創(chuàng)新型機(jī)械造穴裝備,其以液壓機(jī)械頂桿式控制原理為核心,構(gòu)建了高效、安全、經(jīng)濟(jì)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(jī)采用孔外液壓機(jī)械控制體系,通過(guò)集成化控制閥組實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jī)械芯桿傳動(dòng)鉆桿可將液壓頂桿的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)距離高推力輸出,驅(qū)動(dòng)機(jī)械擴(kuò)孔器在目標(biāo)位置完成 "主動(dòng)打開(kāi) - 造穴作業(yè) - 主動(dòng)閉合" 的全流程控制(專(zhuān)利號(hào):CN202021510251.1)。這種設(shè)計(jì)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(shì)與工程價(jià)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(shí)現(xiàn) "一機(jī)多用" 的工程適配能力。?
- 無(wú)高壓系統(tǒng)依賴(lài):創(chuàng)新采用靜壓水作為動(dòng)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(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)避免了高壓水對(duì)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(jī)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(jī)鉆具設(shè)計(jì),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(guò)取消高壓泵站、泥漿泵等大型配套設(shè)備,僅動(dòng)力系統(tǒng)成本即可降低 30% 以上,結(jié)合護(hù)孔防塌帶來(lái)的長(zhǎng)期抽采效益,全周期成本優(yōu)勢(shì)顯著。?
三、專(zhuān)利矩陣與技術(shù)壁壘?
該裝備構(gòu)建了完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系,核心專(zhuān)利涵蓋:?
- 機(jī)械式浮動(dòng)翼排渣擴(kuò)孔造穴技術(shù)(ZL202010701768.7):實(shí)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(jìn)式擴(kuò)孔器(ZL202010922779.8)與液力推進(jìn)器(ZL202010890623.6):構(gòu)建精準(zhǔn)動(dòng)力傳輸系統(tǒng),確保造穴作業(yè)的穩(wěn)定性與可控性;?
- 機(jī)械頂桿式鉆桿(ZL202021510251.1):解決遠(yuǎn)距離推力傳輸衰減問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)深孔作業(yè)的高效驅(qū)動(dòng)。相關(guān)技術(shù)均通過(guò)礦用安全標(biāo)志認(rèn)證(證書(shū)號(hào):MED200476),技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)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(kāi)發(fā)提供技術(shù)支撐;對(duì)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(hù)孔壁結(jié)構(gòu),減少塌孔風(fēng)險(xiǎn),延長(zhǎng)鉆孔使用壽命,間接提升瓦斯長(zhǎng)期抽采效率。?
從工程實(shí)施角度,設(shè)備的一體化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)布置,降低了對(duì)配套設(shè)施的依賴(lài),尤其適合井下空間受限場(chǎng)景。其履帶式底盤(pán)設(shè)計(jì)保障了復(fù)雜地形的機(jī)動(dòng)性,進(jìn)一步拓展了應(yīng)用場(chǎng)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(jī)通過(guò)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(hù)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(kāi)采的發(fā)展趨勢(shì),成為現(xiàn)代礦山工程裝備升級(jí)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(guò)專(zhuān)利技術(shù)的系統(tǒng)化布局,構(gòu)建了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,為國(guó)內(nèi)外同類(lèi)工程提供了可復(fù)制的技術(shù)范式。