论文部分内容阅读
摘要：利用GDS钻机的技术领先优势，有效的解决了矿井瓦斯治理与探放水。本文在分析TD150S钻机选型的基础上，介绍了GDST15/38千米钻机在瓦斯开发与防治方面的应用，为提高煤矿安全治理提供一定的理论基础。
关键词：钻机；瓦斯抽采；煤矿安全
1 GDST15/38千米钻机选型
液压油箱和泵组是设计为一体的，液压油箱为密封式，根据液压系统的要求[32] ，油箱容量设计为300L，油箱装有主过滤、油温/油位电气传感器、吸入阀及油位观察窗。泵组由主泵和辅助泵组成，主泵给支撑和行走提供动力，辅助泵为打钻提供动力，该泵组内置在液压油箱中，能有效较小钻机体积，提高钻机运行的稳定性。油箱上装有液压过滤器和水冷却器，初级和次级泵吸头安装在泵的两侧，这两根管并列朝着相反方向以便从油箱的两侧吸油。油箱排油管匹配三个油箱排油口，这三个排油口安装在液压油箱的内部并且垂下来，排油管比不锈钢管长并且距离油箱底部20毫米。高压过滤器安装在液压油箱的外侧，过滤器的外壳可以胜任高压力和高流量以免高压损坏液压系统[33]。
GDST15/38钻机液压水冷却系统需要配合内联的油/水冷却器循环系统，冷却器安装在液压油箱前面主液压过滤器下面。有一个冷却器温度调节系统，调节器一般调整在45度，当钻机达到这个温度时，调节器打开，水冷却系统开始工作，当温度低于45度时，水冷却系统关闭。
根据主、辅助泵的转速要求，电机选用90kW，660/1100V。液压过滤器和指示器，GDS钻机上安装有两种过滤器，高压和低压过滤器。高低压过滤器为滤芯型，位于下列部位：主泵：高压；辅助泵：高压；主回油过滤器：低压；油箱回油过滤器：低压。主泵和辅助泵过滤器过滤来自主泵和辅助泵的液压油，它位于液压油箱的背后。用于过滤进入GDS钻机液压系统的所有微粒，对于系统具有很好的防护作用。
2 GDST15/38千米钻机在瓦斯开发与防治方面的应用
2.1 千米钻机在巷道掘进中的应用
千米钻机在高瓦斯矿井的瓦斯开发与防治也得到大范围应用。目前，国家已加大对瓦斯抽放的要求力度，批准了几个大型煤层气发电厂项目，按照目前煤层气开采量，与所需量还有很大的差距，这就势必要依靠瓦斯预抽来解决。而瓦斯抽放工作需要施工钻孔的场地。钻孔工程以巷道施工为基础，如果没有进行煤层预抽，施工巷道就将难以进行，抽放工作也就无法进行。这个困难可以通过千米钻机的使用来克服掉。此外，伴随着高瓦斯矿井在瓦斯治理方面的突出问题，为解决生产中可能出现的安全问题，可以通过利用千米钻机施工长钻孔进行掘进前预抽或替代高抽巷抽放总裁工作面上隅角瓦斯。
高瓦斯矿井在实际生产中，不管是进行瓦斯开发亦或生产工作，它都需要通过施工一定数量的巷道来到达煤层工作面。在实际施工中，由于瓦斯大量涌出，这些巷道的掘进工作难于开展。基于这种状况，在掘进前必须采取一定措施。现阶段，矿井中一般采用的办法有先抽后掘、边掘边抽和密钻孔掘后预抽煤壁瓦斯等。但因为井下复杂的地质条件等原因，这些方法都存在一定局限性。根据高瓦斯矿井煤层的赋存特点和开采设计，我们可采用以下方法进行掘进，以此来实现瓦斯治理。
此类先抽后掘的方式能避免边掘边抽两者相互干扰的矛盾。另外，预抽可有效降低瓦斯涌出量，供风量会随之下降和掘进速度自然有所提升。为了使抽放更为有效，还可以利用千米钻机具有的施工拐弯钻孔的特点，将钻孔施工成树枝状。如下图所示，在主钻孔施工过程中，往各个方向隔一定距离进行一定长度的旁枝钻孔的施工，根据实际施工情况拐往各个方向。通过这种方法，一定会增大卸压范围，提高抽放效果，使瓦斯预抽时间得以缩短。
2.2 千米钻机进行区域瓦斯抽放
区域性瓦斯抽放是高瓦斯矿井模块式抽放的延伸。目前，国家对煤炭安全高效回采的要求加上瓦斯发电厂的供气需求，进行大规模的瓦斯抽放成为必须的手段趋势。根据以前常用的瓦斯抽放模式，施工中需要许多专用于瓦斯抽放的巷道以及向巷道两帮施工多个抽放钻孔。钻孔的长短决定了瓦斯抽放巷道的数量，而一旦巷道增多，这样就会使得初期投入资金大量增加。另外，这些瓦斯抽放巷道在将来复用时，有的要进行大量的维修，有的甚至会报废。而如果我们采用千米钻机进行打钻，就能够极大的降低瓦斯抽放巷道的施工数量。在实际工作中，也瓦斯抽放巷道如过采用上向控、下向孔施工的方法，利用500米钻机只能钻进大约1000米的区域，而通过利用千米钻机，就可达到2000米的瓦斯抽放区域。
3 结论
能有效提高各矿井钻机的有效维护保养，对该钻机的国产化生产、提供及时的配件及技术服务，既利于煤矿抽采的正常进行，也是我们技术创新工作的一个创新点。本文在分析TD150S鉆机选型的基础上，介绍了GDST15/38千米钻机在瓦斯开发与防治方面的应用，为提高煤矿安全治理提供一定的理论基础。
参考文献：
[1]孙玉宁，王永龙，翟新献，等.松软突出煤层钻进困难的原因分析[J].煤炭学报，2012，37（1）：117121.
[2]冀前辉，殷新胜，王毅.松软煤层空气钻进工艺试验[J].煤田地质与勘探，2009，37（3）：7880.
[3]姚宁平，孙荣军，叶根飞.我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备与技术[J].煤炭科学技术，2008，36（3）：1216.
[4]张伟.套管钻进及其在地质勘探中的应用前景[J].探矿工程：岩土钻掘工程，2010，37（7）：13.
作者简介：史若彤（1990），辽宁抚顺人，从事矿用防爆电器设备检测检验工作。
关键词：钻机；瓦斯抽采；煤矿安全
1 GDST15/38千米钻机选型
液压油箱和泵组是设计为一体的，液压油箱为密封式，根据液压系统的要求[32] ，油箱容量设计为300L，油箱装有主过滤、油温/油位电气传感器、吸入阀及油位观察窗。泵组由主泵和辅助泵组成，主泵给支撑和行走提供动力，辅助泵为打钻提供动力，该泵组内置在液压油箱中，能有效较小钻机体积，提高钻机运行的稳定性。油箱上装有液压过滤器和水冷却器，初级和次级泵吸头安装在泵的两侧，这两根管并列朝着相反方向以便从油箱的两侧吸油。油箱排油管匹配三个油箱排油口，这三个排油口安装在液压油箱的内部并且垂下来，排油管比不锈钢管长并且距离油箱底部20毫米。高压过滤器安装在液压油箱的外侧，过滤器的外壳可以胜任高压力和高流量以免高压损坏液压系统[33]。
GDST15/38钻机液压水冷却系统需要配合内联的油/水冷却器循环系统，冷却器安装在液压油箱前面主液压过滤器下面。有一个冷却器温度调节系统，调节器一般调整在45度，当钻机达到这个温度时，调节器打开，水冷却系统开始工作，当温度低于45度时，水冷却系统关闭。
根据主、辅助泵的转速要求，电机选用90kW，660/1100V。液压过滤器和指示器，GDS钻机上安装有两种过滤器，高压和低压过滤器。高低压过滤器为滤芯型，位于下列部位：主泵：高压；辅助泵：高压；主回油过滤器：低压；油箱回油过滤器：低压。主泵和辅助泵过滤器过滤来自主泵和辅助泵的液压油，它位于液压油箱的背后。用于过滤进入GDS钻机液压系统的所有微粒，对于系统具有很好的防护作用。
2 GDST15/38千米钻机在瓦斯开发与防治方面的应用
2.1 千米钻机在巷道掘进中的应用
千米钻机在高瓦斯矿井的瓦斯开发与防治也得到大范围应用。目前，国家已加大对瓦斯抽放的要求力度，批准了几个大型煤层气发电厂项目，按照目前煤层气开采量，与所需量还有很大的差距，这就势必要依靠瓦斯预抽来解决。而瓦斯抽放工作需要施工钻孔的场地。钻孔工程以巷道施工为基础，如果没有进行煤层预抽，施工巷道就将难以进行，抽放工作也就无法进行。这个困难可以通过千米钻机的使用来克服掉。此外，伴随着高瓦斯矿井在瓦斯治理方面的突出问题，为解决生产中可能出现的安全问题，可以通过利用千米钻机施工长钻孔进行掘进前预抽或替代高抽巷抽放总裁工作面上隅角瓦斯。
高瓦斯矿井在实际生产中，不管是进行瓦斯开发亦或生产工作，它都需要通过施工一定数量的巷道来到达煤层工作面。在实际施工中，由于瓦斯大量涌出，这些巷道的掘进工作难于开展。基于这种状况，在掘进前必须采取一定措施。现阶段，矿井中一般采用的办法有先抽后掘、边掘边抽和密钻孔掘后预抽煤壁瓦斯等。但因为井下复杂的地质条件等原因，这些方法都存在一定局限性。根据高瓦斯矿井煤层的赋存特点和开采设计，我们可采用以下方法进行掘进，以此来实现瓦斯治理。
此类先抽后掘的方式能避免边掘边抽两者相互干扰的矛盾。另外，预抽可有效降低瓦斯涌出量，供风量会随之下降和掘进速度自然有所提升。为了使抽放更为有效，还可以利用千米钻机具有的施工拐弯钻孔的特点，将钻孔施工成树枝状。如下图所示，在主钻孔施工过程中，往各个方向隔一定距离进行一定长度的旁枝钻孔的施工，根据实际施工情况拐往各个方向。通过这种方法，一定会增大卸压范围，提高抽放效果，使瓦斯预抽时间得以缩短。
2.2 千米钻机进行区域瓦斯抽放
区域性瓦斯抽放是高瓦斯矿井模块式抽放的延伸。目前，国家对煤炭安全高效回采的要求加上瓦斯发电厂的供气需求，进行大规模的瓦斯抽放成为必须的手段趋势。根据以前常用的瓦斯抽放模式，施工中需要许多专用于瓦斯抽放的巷道以及向巷道两帮施工多个抽放钻孔。钻孔的长短决定了瓦斯抽放巷道的数量，而一旦巷道增多，这样就会使得初期投入资金大量增加。另外，这些瓦斯抽放巷道在将来复用时，有的要进行大量的维修，有的甚至会报废。而如果我们采用千米钻机进行打钻，就能够极大的降低瓦斯抽放巷道的施工数量。在实际工作中，也瓦斯抽放巷道如过采用上向控、下向孔施工的方法，利用500米钻机只能钻进大约1000米的区域，而通过利用千米钻机，就可达到2000米的瓦斯抽放区域。
3 结论
能有效提高各矿井钻机的有效维护保养，对该钻机的国产化生产、提供及时的配件及技术服务，既利于煤矿抽采的正常进行，也是我们技术创新工作的一个创新点。本文在分析TD150S鉆机选型的基础上，介绍了GDST15/38千米钻机在瓦斯开发与防治方面的应用，为提高煤矿安全治理提供一定的理论基础。
参考文献：
[1]孙玉宁，王永龙，翟新献，等.松软突出煤层钻进困难的原因分析[J].煤炭学报，2012，37（1）：117121.
[2]冀前辉，殷新胜，王毅.松软煤层空气钻进工艺试验[J].煤田地质与勘探，2009，37（3）：7880.
[3]姚宁平，孙荣军，叶根飞.我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备与技术[J].煤炭科学技术，2008，36（3）：1216.
[4]张伟.套管钻进及其在地质勘探中的应用前景[J].探矿工程：岩土钻掘工程，2010，37（7）：13.
作者简介：史若彤（1990），辽宁抚顺人，从事矿用防爆电器设备检测检验工作。