摘要：为了深部煤层开采之前能够高效超前抽采瓦斯,保障深部煤层安全开采,L型水平井钻进技术成为地面瓦斯抽采的主要方法之一。针对穿越采空区L型瓦斯抽采水平井钻进施工存在的诸多困难,主要从井身结构设计、穿越采空区氮气钻进技术、水平段钻进轨迹控制技术3个方面,进行了穿越采空区L型瓦斯抽采水平井钻进关键技术研究。将关键技术研究成果成功应用于了M矿区1口穿越采空区L型地面瓦斯抽采井,高效顺利完钻了该井施工,使得目标深部煤层水平段钻进的钻遇率约为90%。

摘要：针对煤层底板灰岩层定向水平注浆井钻进工艺特点及灰岩层地层特性,通过分析现场地质特征及构造、钻孔设计以及井身结构等特点,对拟钻地层特性、钻进工艺以及常规钻头磨损情况进行研究,对钻头剖面形状、切削齿排布、切削齿安装角度以及金刚石复合片优选进行优化设计。新设计钻头采用抛物线剖面,极限密度布齿并针对关键部位增加后备齿加强的方案,降低钻头关键部位磨损,提高钻头攻击性,以通过数值模拟分析异形切削齿破岩效率,以强化鼻部切削齿,提高钻头抗冲击韧性,防止钻头冲击破坏。采用优化设计的钻头进行现场试验,使用寿命较常规PDC钻头提高58.18%;复合钻进平均速度较常规PDC钻头提高50%;定向钻进平均速度较常规PDC钻头提高56.52%,实现了灰岩层底板注浆施工优快钻井需求,为硬岩裂隙地层定向井钻进施工提供了钻头设计方案,为同类地层注浆井的施工提供了技术支撑。

摘要：针对复杂煤岩层顶板高位孔定向钻进技术难题,提出复合强排渣定向钻进工艺,设计了以泥浆脉冲随钻测量系统与三棱螺旋钻杆为核心的强排渣定向钻具组合,分析了三棱螺旋钻杆强排渣技术原理,形成了复合强排渣定向钻进成套装备。在王坡煤矿3314采煤工作面进行了应用研究,结果表明:在以泥岩为代表的复杂顶板岩层中,完成顶板高位定向钻孔6个,成孔率达到100%,最大钻孔深度500m,日平均进尺不低于70m,累计定向钻孔进尺2325m,钻孔成孔效率与成孔率较常规定向钻进工艺大幅提升。为利用顶板高位定向长钻孔代替高抽巷进行工作面及采空区瓦斯抽采治理、保障采煤工作面的安全高效生产提供了技术支撑。

摘要：针对赵庄煤矿井下巷道围岩修复施工渣料运输困难,导致施工效率低下、人员劳动强度大等问题,结合围岩修复治理施工特点,设计了胶带转运装置总体方案,优化了结构布局,并对调角机构、胶带输送机和液压系统进行详细设计。该装置可实现渣料输送方向的全方位调节,增加对装料设备的适应性,使胶带运输装置平稳、快速的对不同渣料转运,减少转运时间,提高巷道修复施工效率。现场应用表明,胶带转运装置参数设计合理、结构简单、调角范围大、运转平稳,配合修复机和煤矿井下带式输送机可实现连续运输作业,提高了巷道修复施工作业效率,该转运装置的成功设计为巷道修复机高效施工提供了装备保障,为类似短运距胶带转运装置开发提供了借鉴。

摘要：目前煤矿用全液压钻机一般为动力头式钻机,在进行大角度钻孔时当动力头处于停止给进状态时,动力头会由于重力作用而突然下滑,易造成机件损坏或操作人员受伤的事故,因此在进行液压系统设计时需考虑此问题。该研究介绍了常用的几种防动力头下滑的解决方法,并针对存在的问题给出了新的设计方案,并通过现场应用验证了该解决方案工作可靠,不需要人工调节,操作便利,提高了施工安全性。

摘要：研制了一款基于PNI磁感式传感器和SCAl00T加速度传感器的矿用全空间钻孔测斜仪。详细论述了系统的总体结构、测量原理及传感器的电路设计;同时分析了系统的误差及其来源,给出了误差补偿模型及其补偿、标定的方法。实验结果表明:该钻孔测斜仪具有体积小、精度高、可靠性高等特点,满足工程的需要。

摘要：针对目前国产中小型钻机倾角调整范围有限、体积与质量相对较大等问题,文章基于直动式结构和齿形密封技术,设计了一种ZDY850S型全液压坑道钻机,介绍了该钻机的主要技术参数、钻机结构、液压系统,并对钻机进行了检测检验,检验结果表明,该钻机整体运转正常、性能良好,各测试技术指标达到设计要求。

摘要：针对常规外平钻杆在施工大直径定向长钻孔易发生断裂、弯曲黏扣等问题,分析其失效原因,优选了钻杆材料,研制出Ф73mm高韧性高强度钻杆(High Toughness and High Strength Drilling Pipe,HHDP)。通过性能检测和现场试验:钻杆整体抗扭能力达到20kN·m,抗弯能力达到2°/3 m,施工大直径定向长钻孔时,千米扩孔进尺钻具事故率约0.26次/km,约为其他同规格钻杆的18%。

摘要：为提高煤矿巷道掘进工作面探放水等探测孔的施工效率,研制了ZDY2-1000LF型探放水钻机。介绍了钻机的设计思路、结构组成及液压系统特点。型式试验和现场工业性试验表明,钻机体积小、结构安全可靠,满足设计及煤矿巷道掘进工作面超前探施工要求,为煤矿安全高效掘进提供了可靠的装备保障。

摘要：针对顶板高位大直径定向钻孔分级扩孔综合效率低、钻具安全性差等问题,开发了双级双速扩孔方法,研制了双级双速扩孔钻具,包括直螺杆马达、一级钻头与二级钻头。运用等碎岩比功理论开展双级双速扩孔分级研究,确定了一级钻头与二级钻头切削分界面直径为157 mm,一级钻头外径为165~172 mm。分别从壳体、马达动力总成、万向轴总成、传动轴总成与连接模块等方面开展设计研究,研制了φ105 mm双级双速螺杆马达。采用参数化设计方法,配套研制了多种规格的一级钻头与二级钻头。现场试验结果表明,双级双速扩孔技术可将高位定向钻孔直径由120 mm一次增扩至200 mm,综合钻进效率得到提高,钻孔瓦斯抽采效果良好,为工作面采动卸压瓦斯高效抽采定向长钻孔快速成孔提供了新方法。