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煤矿用反井钻机考察报告 本文简介：煤矿用反井钻机、MG100—TP型极薄煤层爬底式采煤机使用情况考察报告时间：2013-06-0510:16煤矿用反井钻机、MG100—TP型极薄煤层爬底式采煤机使用情况考察报告为了解决芙蓉集团公司施工煤仓和薄煤层作为解放层开采难度较大的问题，大力推广应用新技术、新工艺和技术创新，提高生产效率，改善安
煤矿用反井钻机考察报告 本文内容：
煤矿用反井钻机、MG100—TP型极薄煤层爬底式采煤机使用情况考察报告
时间：
2013-06-05
10:16
煤矿用反井钻机、MG100—TP型极薄煤层
爬底式采煤机使用情况考察报告
为了解决芙蓉集团公司施工煤仓和薄煤层作为解放层开采难度较大的问题，大力推广应用新技术、新工艺和技术创新，提高生产效率，改善安全环境，减轻职工劳动强度。由集团公司组织有关人员一行七人（卓知权
邱帮汉
杜仁庆
鲁道禄
郑国清
文仁义
宋润权），于2007年７月３日至7月8日，前往广能集团李子丫煤矿和达竹煤电集团柏林矿业有限公司分别对所使用的反井钻机和MG100—TP型极薄煤层爬底式采煤机的具体情况进行了考察，现将考察情况汇报如下：
一、反井钻机使用情况考察
（一）、反井钻机主要用途及适用范围
1、主要用途
反井钻机是钻凿暗井（施工竖井、井底煤仓、溜矸（煤）仓、通风孔、水电系统压力管道等）工程的高效设备。产品已先后在煤矿、金属矿山、水利水电工程等领域得到广泛地应用，深受广大用户的好评，取得了良好的经济效益和社会效益。
2、适用范围
运用的地质条件范围广：反井钻机适用于硬质f2—f12的各种岩石，煤层，对于特硬岩石f12（抗压强度1200kg/cm2）可专门订做特制扩孔器以满足破碎岩石。
适用于多种孔径，深度和斜度：反井钻机潜在能力大，安全系数高、能适用于不同孔径和深度以及60°—90°斜度的建井工程。
（二）、反井钻机施工工艺及主要优点
“反井钻机以正向钻出导孔后反向扩孔方式进行作业”这是它区别于其它类型钻机最本质的特征。
1、反井钻机施工主要分四阶段（参见反井钻机工艺图）：
（1）准备阶段。具备相应水、电条件后。将反井钻机安装在预先浇筑好的混凝土基础上，连接好各部分液压系统管路和电气线路，进行运转调试。在反井钻机施工前,必须将反井的上、下口的井巷工程施工完毕,并进行永久支护。要保证钻机施工有一个安全的工作环境,要求通风正常,支护完好,并且轨道道面以上至巷道顶板高度不低于3.5
m,巷道宽度不低于5.0
m,如不能满足要求,则需要施工反井钻机专用硐室。煤仓或反井下口巷道必须保持安全畅通,利于排水和排矸。
（2）导孔阶段。驱动钻机，自上而下钻进导向孔。主轴的扭矩和推进缸的轴向进给通过钻杆传递给导孔钻头，形成逐渐加深的导向孔。导向孔直径一般为216～270mm。自钻杆中心而压入的泥浆液，携带破碎的岩渣通过钻杆与导向孔间的环形空间从井口排出。导孔和下部隧洞贯通后，本阶段结束。
（3）扩孔阶段。在下部隧洞拆掉导孔钻头，连接好扩孔钻头，开始自下而上的扩孔钻进工序。扩大后的井筒直径一般为1～2m。扩孔钻进时破碎下来的岩屑靠自重落到下水平，由装载机或其它装载设备运出。
（4）收尾阶段。导孔全部扩透后，经过钻头吊装、主机放倒、清理工作面、井口防护等工作后结束施工。
2、ZYF型反井钻机型反井钻机主要具备以下优点：
（1）钻机的推、拉力，旋转扭矩，转速等主要参数设计合理，钻井工艺简单，能满足不同地质条件下以及多种孔径的施工要求；
(2)
采用全液压驱动，结构紧凑、重量轻、功率省；
⑶
主机安装运输以及调整全部机械化、简单省力、迅速安全，不需要辅助设备；
1-反井钻机，2-钻杆，3-导孔钻头，4-下水平巷道，5-等候装接的扩孔钻头，6-扩孔工作中的扩孔钻头，7-扩孔后的导井井筒，8-自由落下的岩碴。
⑷
主机液压系统简单可靠，操作容易，大部分液压元件采用国标系列的名牌元件，维修更换方便；
⑸
钻井工序实现机械化作业，操作简单、安全，改善了劳动条件，减轻了劳动强度；
⑹
钻杆丝扣采用API国际通用标准、安全可靠、互换性好、寿命长，装卸钻具工艺合理、辅助时间短，钻机配有开孔钻杆和特制的稳定钻杆，能有效地防止井孔偏斜；
⑺
钻机适用性强，可在较复杂的地质条件下施工；
⑻
钻机是防爆型的，适用于各级有可燃气体的环境；
⑼
钻机效率高，成井速度块，质量好。
3、ZFY系列反井钻机主要技术参数
钻机型号
基本参数
ZFY0.9/90（LM-90）
ZFY1.2/120（LM-120）
ZFY1.4/200（LM-200）
ZFY1.8/250（LM-250）
ZFY1.4/300
（LM-300）
导孔直径(mm)
190
244
216
244
250
扩孔直径(m)
0.9
1.2
1.4
1.8
1.4
钻孔深度(m)
90
120
200
250
300
出轴转速(rpm)
5-33
5-33
5-33
5-33
5-33
额定扭矩（KNm）
7
15
20
17
36
最大扭矩（KNm）
15
30
40
52
70
钻头许用
最大推力（kN）
150
250
350
700
550
扩孔最大拉力（kN）
380
500
850
1250
1300
钻孔倾角（°）
60-90
60-90
60-90
60-90
60-90
主机重量（包括运搬车）（t）
4.5
6.0
8.3
8.5
10.0
主机运搬尺寸
长宽高（
mm）
1900*950*1115
2290*1110*1430
2950*1370*1700
2670*1380*1560
3000*1810*1740
主机工作尺寸
(长宽高)（mm）
2380*1275*2847
2977*1422*3277
3230*1770*3448
3350*1650*3940
3280*1410*3488
钻杆直径*
有效长度（mm）
φ150*1000
φ176*1000
φ182*1000
φ200*1000
φ200*1000
钻孔偏斜率（%）
≤1
≤1
≤1
≤1
≤1
电机功率（kW）
66
66
86
86
129.6
驱动方式
全液压驱动
全液压驱动
全液压驱动
全液压驱动
全液压驱动
适应岩性
岩石单向抗压强度≤1400MPa
（三）存在的主要问题
1、反井钻机由于设备体积大，重量大，对现场的施工场所要求较高，安装场所的巷道断面应在20m2以上，巷高应在4米以上，并且岩性相对较好的地点。
2、施工时由于靠压力水排渣，所以水渣分离难度大，排矸运输方面存在一定的问题，并且造成钻孔下方巷道淤泥堵塞和文明生产管理难度增加。
3、设备运输线路的巷道要求畅通，运输和安装、拆卸的周期相对较长。
（四）、广能集团反井钻机的使用和管理
广能集团李子丫煤矿在矿井建设中利用ZYF
系列反井钻机法施工竖井、井底煤仓、溜矸（煤）仓等具有劳动强度低、成井质量好、速度快、工效高的优点，在人身安全上也有可靠的保证,所以在广能集团得到广泛的推广应用，目前还运用于通风眼、电缆孔、排水眼等的施工。
广能集团在2003年以后相继购置了反井钻机四台（套），投资费用400余万元。钻机由广能集团机修厂统一管理，具体负责施工步骤和安排。工程施工由广能集团机修厂组建专门的队伍负责，包括反井钻机的使用、维护、大修和日常管理。各单位需要施工立井时，事先拟定计划向集团公司生产部提出申请，集团公司根据各矿井的申请工程情况，合理安排打井时间和使用机型，这样可以充分发挥设备的作用，提高钻机的利用率。
各生产单位为配合钻井施工的顺利进行，负责提前施工反井钻机的安装基础。提供相应的地质资料，负责现场测量定位，对打井所需的通风、电源、水源等提前敷设到钻场，并负责施工过程中的设备管理和电气安全管理等，并承担清运钻出的矿渣和废水的任务。小班人员配备2-3人，钻进视岩石硬度而定，一般5-15m，扩孔进度和钻进速度差不多。
小反井施工完毕，由矿上组织自已的施工队伍按传统方式扩大断面并进行永久支护、下口安装放煤嘴等。
由集团公司公司制定钻孔收费标准：￠1400mm和￠1500mm孔径2500元/米，￠1200mm孔径2300元/米。若只打小孔而不扩按1200元/米，费用由施工单位收取，钻孔费用的30%作为钻机租赁费上交集团公司，余下部份作为机修厂劳务费、管理费、运输费、钻机维护和大修费用。
集团公司在制定了激励约束措施的同时，还作出了如下规定：①各矿今后施工煤仓必须使用该钻机，不得再采用钻爆法施工小反井。②各矿今后在采区设计中改用立眼（大于600）下煤，不得采用斜长大于30m，倾角小于600的溜煤上山。③鼓励各矿对已施工的采区进行改造，并积极探索反井钻机的其它用途。④集团公司按反井钻机所打进尺实施奖励。
我公司也可以借鉴广能集团公司对反井钻机的管理模式，利用他们的经验为我们服务。
（四）效益分析
反井钻机全套设备的投资大约在110万元左右（ZFY1.2/120型），主机部分70万元（配套50米钻杆），再配100米钻杆（3700元/根）37万元，加压泵、管道等其它辅材3万元左右。由于反井钻机工作效率高，单进成本大约与传统施工方式成本相当。但反井钻机具有施工安全、工作效率高、工程质量有保障、操作简单、工人劳动强度低等优势。
（五）反井钻机在芙蓉集团的推广应用前景
根据我公司各矿的具体情况，反井钻机除可施工煤（矸）仓、通风眼、电缆孔、排水眼以外，还可应用于以下一些场所：
1、可以对各矿生产环节复杂的采区实施储运系统改造，特别是白皎煤矿。杉木树煤矿可提高采区煤仓的容量，可达到1000m3以上，解决大巷因运输能力不够而影响综采生产能力问题，做到均衡生产。
2、可以用于红卫煤业公司大于60°倾角的切眼和回风上山等地点进行施工
二、YRG3—100型极薄煤层单筒爬底板采煤机使用情况考察
YRG3—100型极薄煤层爬底式采煤机是由永荣局机制公司设计制造的专利产品，该适用于煤层厚度为0.5-0.85m、煤层中硬、倾角小于25度的缓倾斜长壁回采工作面。产品性能良好，操作简单可靠，月产量4000－7000吨左右。YRG3—100型单滚筒爬底板采煤机，于2006
年5月14日开始在达竹煤电集团柏林矿业分公司采煤工作面试运行，到目前为止，运行良好，深受广大干部和职工的欢迎。
（一）采煤工作面基本情况。
-2427工作面位于-200水平-242采区K24煤层南翼第四区段，工作面煤厚0.74~0.99米，平均0.85米，倾角180~200，平均190，设计走向长度640m，倾斜长度平均92m。至2006年10月底已采280m，还剩300m（建采煤柱有60m）。工作面采用走向长壁后退式开采，即由南往北推进，工作面采用SGB-630/40T刮板运输机运煤，经机巷SGB-630/40T刮板运输机和一台SGD-650/30皮带机运到溜煤上山40型刮板运输机进入-242采区煤仓。支护采用DZG08-30/100和DZG10-30/100单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护顶板。
0838工作面位于±0水平K18煤层083采区第四区段。工作面由0838开切眼向南至083采区上山保安煤柱线。工作面厚0.52~0.66米，平均0.60米，倾角180~210，平均200，设计走向长度576m，倾斜长度平均96m。至2006年10月底已采60m，还剩516m，工作面采用SGB-420/30P可弯曲刮板运输机运煤，经机巷SGB-420/30P刮板运输机和一台SGD-650/30皮带机运到溜煤上山40型刮板运输机进入083采区煤仓。工作面支护采用HZJA-650或HZJA-850金属摩擦支柱戴帽点柱支护顶板。
（二）采煤机主要结构、参数与滚筒配置情况
采煤机主要由牵引部份、电动部份、截装部份以及导向、外部防尘、底托板等附件组成。采用侧面固定单滚筒，锚链牵引，沿煤层倾斜爬底板穿梭割煤，煤沿螺旋滚筒输入装煤部份直接转入工作面刮板运输机。采煤机机身长3848mm，宽910mm，高380mm（含底托板30mm），整机重量约7000kg，电动功率100KW，生产能力75~100t/小时，采煤机采用双向采煤，人工跟机清理浮煤。牵引速度0~3m/min，采煤机正常截煤时的牵引速度控制在1m—1.5/min左右。实用于工作面采高在0.5至0.8米、倾角25度以下。因工作面变化，我们曾在-2427、0838工作面使用过滚筒直径为850、680、580、550mm几种规格，其截深800mm左右。
（三）采煤机组采煤情况
1、采煤工艺
工作机以YRG3—100型采煤机、SGB-630/40T或SGB-420/30P型刮板运输机、单体液压支柱或金属摩擦支柱组成极薄煤层高档普采和普采工作面配套设备。
①采煤。采煤机双向采煤，人工跟机清理浮煤。正常截煤时，采煤机牵引速度一般控制在1m/min左右，小时生产能力可达45t/h。
②装煤、运煤。采煤机本身带有装煤机构，由螺旋滚筒从煤壁上切割下的煤，通过装煤机构转载到工作面输送机上，装煤效果良好，浮煤由人工清理。
③工作面支护及采空区处理
-2427工作面采用DZG108-30/100或DZG110-30/100单体液压支柱配合HDJC-800铰梁支护顶板，柱帽为规格400×100×30（mm）的木挑方，“三.四”排控顶，见四回一，推进度0.75m，放顶步距0.75m
0838工作面采用HZJA-650和HZJA-850金属摩擦支柱支护顶板，使用HSY-5升柱器支柱。除密集支柱外，均采用木挑板戴帽，木挑板沿走向布置。密集支柱采用木楔点柱支护。劳动组织。工作面采用“四.五”排控顶，推进度0.75m，放顶步距0.75m。
两工作面均采用单排密集支柱切顶，全部垮落法处理采空区。
2、劳动组织
工作面采用两班采煤，边采边准作业方式，采煤队定员75人，实际上岗61人，其中：每个生产班组25人，辅助人员11人。
工作面相关参数：
-2427平均采长97米，煤厚0.77米，滚筒直径650毫米，采高0.77米，倾角21度。
0838平均采长105米，煤厚0.56米，滚筒直径580毫米，采高0.58米，倾角21度。
0452平均采长120米，煤厚0.47米，滚筒直径530毫米，采高0.53米，倾角27度。
工效对比：
-2427炮采时仅为3.4t/工，现在工效为4.6t/工，提高35%。
0838手采时仅为2.5t/工，现在工效为4.0t/工，提高60%。
3、采煤机割煤情况：
月份
-2427
0838
0452
备注
进刀
产量
进刀
产量
进刀
产量
06年
-2427工作面从10月起，由于人员不足每天最多只能进三刀煤12月份-2427、0838两工作面均只生产了10余天。
5月
11
764
6月
59
4653
7月
54
3552
8月
64
4420
9月
96
5700
10月
57
4500
78
5400
11月
75
5340
80
5160
12月
34
2880
55
3950
累计
31809
14510
07年
1月
84
7024
87
5696
34
2177
4、采煤机的使用注意事项
下井前的准备：首先打开牵引部，截割部的观察盖板，仔细检查机器是否有积水，尘土和其它故障，如需清洗，则用煤油洗涤后注入新油，盖好盖板，检查电动机管制器，接线母线盒，测量电机线圈电阻和绝缘，电机在接入电路前需先行干燥，如无问题则进行试运转。
下井：采煤机在地面组装好后整机下井，如条件不充许可撤开运输，在风巷再组装。
进入工作面前应检查润滑油，机器空运转情况确认正常后，利用自身机器牵引进入工作面，注意在适当的时机装上螺旋滚筒。
截煤时应先开防尘水，再开动截割部，装煤部。都转动正常后，再开动牵引部采煤。
该采煤机只有一个方向采煤，左采煤机只能用于左工作面。右采煤机只能用于右工作面。
采煤机的操作手柄在机器的牵引部端、左右搬转手柄即控制采煤机的前进、后退和速度的快慢。
控制器的手柄同电动机开闭正反转动作有三个位置，即停、正、反
电气按钮为远距离操纵电动机而设，工作中应永远利用按钮操纵电动机，仅在不得已时方才使用管制器切断电源。
截割部离合器手柄在截割部靠运输机一侧，要使滚筒、装煤部停止运转，即打开离合器，手柄拔出，顺时针转动一个角度插入销孔内，离合器即打开，反之要合上离合器，先开关电动机按钮，待电动机将要停止时手柄拔出逆时针旋转一个角度插进销孔，离合器即合上。
装煤部设有断销保护装置，负荷销断后，先检查原因，排除故障后，作按纽开、关电动机，待将停止时将负荷穿入。
5、采煤机材料消耗：
采煤机材料消耗主要指除电缆以外的各种配件材料消耗，包括稳车钢丝绳、绳卡、润滑油脂、截齿、开口销、滚筒、立煤板以及采煤机内部各种配件消耗。
为了便于对比，将同煤层上一个工作面-2425炮采的炸药、电管吨煤消耗与-2427机采作了比较，机采炸药、电管同比减少了3.34元/t。
-2427工作面使用采煤机的头几个月，采煤机故障较多，更换零部件较多，自己加工件也比较多，加之更换了几次滚筒和立煤板，造成吨煤材料消耗较高，同时K24煤层有一层底板硬炭，硬度较大，因此截齿消耗也较高。
0838机窝采用人工手挖，所以无炸药、电管消耗。
表4化
采煤机材料及配件消耗对比表
序号
地点
落煤
方式
时间
主要材料消耗（元/t）
炸药
电管
截齿
油脂
机组配件
1
-2427
机采
2006.5~2006.10
1.52
0.72
1.25
0.40
7.34
2
-2425
放炮
2002.1~2002.12
2.81
2.77
3
0838
机采
2006年10月
0
0
0.61
0.50
0.79
（四）YRG3—100型采煤机的主要优点
①采用液压牵引，具有过负荷液压保护功能，且液压元件性能较可靠，切实起到了保护采煤机截割部和电动部的作用。
②三大部件采用高强度液压螺栓联接，螺栓预紧力达到采煤机设计要求，避免了采煤机在运行中三大部件联接松动造成采煤机损坏的问题。
③机身低、窄、短，箱体强度高，机组功率大，牵引速度平滑可调，适应最低采高水平550mm，有利于极薄煤层的开采。
④截割部箱体为整体结构，运行中箱体不会变形，各齿轮、轴、轴承强度高，特别是I、II轴圆弧伞齿轮不易损坏。
⑤对工作面运输设备、支护装备的配套要求不高，组成极薄煤层普采工作面配备工艺设备费用较低。
⑥装煤部小溜子采用工字链上运煤方式，运行维护费用低，故障率低，工字链使用寿命提高2倍，提高了小溜子的运行可靠性。
⑦牵引部液压系统为闭式循环，辅泵的油先通过冷却再进入系统，冷却效果好，油箱温度在500C以下，保证了液压系统元件工作性能的要求。
（五）机组采煤中存在的问题及改进情况
1、采煤机故障情况
采煤机使用以来，-2427工作面机组故障较多，机组本身故障主要发生在牵引部，-2427工作面7月份因电机进水烧电机一次，其它故障为开关及负方电缆。
0838工作面机组未发生大的故障。
表5
采煤机故障情况统计表
序号
故障部位
故障内容
故障次数
影响时间
1
牵引部
牵引无力
3
30:08
2
牵引部
油里有杂质，换油
1
5:00
3
电机
电机时水，处理后试车时被烧。
1
51:00
4
牵引部
马达有故障，更换马达
1
9:36
5
牵引部
继链
5
6
截割部
换滚筒
4
7
截割部
快轴及伞齿坏
1
出井检修
8
截割部
喷雾装置喷不起雾。
2
13:20
9
其它
开关故障及负方电缆故障。
15
49:00
合
计
2、使用中存在问题：
（1）由于是固定滚筒，且南北不能调向，对采高变化和坡度适应性较差。特别是-2427工作面因巷道压力大，每更换一次机组或换一次滚筒，花费的时间较长。
（2）采煤机运行周期较短，稍大一点的故障要出井检修，所以不能单台机组运行。
（3）厂家提供的锚链强度较低，易断链，链轮硬度较差。
（4）工作面地质变化较大时，如过断层和褶曲，对机组运行有一定影响。
（5）-2427工作面人员不足，致使辅助工序作业时间增长，对采煤机生产能力的发挥造成一定影响。
（五）YRG3—100型极薄煤层爬底式采煤机在芙蓉集团的推广应用前景
根据我公司各矿的具体情况，购置一台YRG3—100型极薄煤层爬底式采煤机需60多万元，全集团公司可购置4台，其中由东向西2台，由西向东2台，由全公司调节使用。40T运输机可用原来矿上已有的设备，应该说，推广应用极薄煤层爬底式采煤机投资成本不算高，工艺也不复杂，具有较好的前景，可应用于以下一些采煤工作面：
1、白皎煤矿可用于一号煤层（厚0.7m）和五号煤层(厚0.6m)作为解放层开采。
2、杉木树煤矿可用于C5煤层（厚0.83m）开采。
3、珙泉煤矿可用于21区B3煤层（厚0.8m）开采。
上述煤层工作面顶板条件较好，不易垮落，完全适用于工作面机道宽（一台溜子加一台采煤机共1.6m）的特点。由于红卫煤业公司煤层倾角较大,不适合使用该种采煤机。
考察组：卓知权、杜仁庆