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低壓氣液驅(qū)動(dòng)擴(kuò)孔器
發(fā)布時(shí)間:
2021-05-11
作者:
來(lái)源:
煤層增透開(kāi)采技術(shù)在近幾年進(jìn)行了多種技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用，針對(duì)于底抽巷道的煤層瓦斯抽采技術(shù)在多個(gè)地區(qū)進(jìn)行了許多方案的探討使用，目前使用最廣泛的孔底造穴鉆孔技術(shù)，是增加瓦斯抽采濃度的有效解決方案，采用高壓水進(jìn)行水沖孔造穴可以快速有效的達(dá)到孔底造穴的目的，利用水射流對(duì)相對(duì)位置的煤層進(jìn)行破碎切割，使局部空間增大從而提高瓦斯抽采率，但是遇有瓦斯含量過(guò)大，煤質(zhì)疏松的松軟煤層，采用高壓水沖洗煤粉，容易造成煤粉的泡沫化流
煤層增透開(kāi)采技術(shù)在近幾年進(jìn)行了多種技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用，針對(duì)于底抽巷道的煤層瓦斯抽采技術(shù)在多個(gè)地區(qū)進(jìn)行了許多方案的探討使用，目前使用最廣泛的孔底造穴鉆孔技術(shù)，是增加瓦斯抽采濃度的有效解決方案，采用高壓水進(jìn)行水沖孔造穴可以快速有效的達(dá)到孔底造穴的目的，利用水射流對(duì)相對(duì)位置的煤層進(jìn)行破碎切割，使局部空間增大從而提高瓦斯抽采率，但是遇有瓦斯含量過(guò)大，煤質(zhì)疏松的松軟煤層，采用高壓水沖洗煤粉，容易造成煤粉的泡沫化流失，煤渣積聚嚴(yán)重造成壓鉆。
一、系統(tǒng)構(gòu)成
本套系統(tǒng)由煤礦用履帶式全液壓坑道鉆機(jī)ZDY4200L、雙壁氣液通道鉆桿Φ73mm*1m、低壓氣液驅(qū)動(dòng)擴(kuò)孔器Φ400-500mm、雙通道氣液水尾、金剛石PDC鉆頭Φ113mm、專用氣液控制箱等組成。
二、技術(shù)指標(biāo)
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行號(hào) |
項(xiàng) 目 |
設(shè)計(jì)指標(biāo) |
備 注 |
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1 |
開(kāi)孔直徑 |
Φ113mm |
金剛石PDC鉆頭 |
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2 |
鉆孔深度 |
10-200m |
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3 |
驅(qū)動(dòng)方式 |
氣液驅(qū)動(dòng) |
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4 |
驅(qū)動(dòng)壓力 |
≥0.65Mpa |
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5 |
刀體尺寸 |
Φ89*710 |
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6 |
氣液驅(qū)動(dòng)器尺寸 |
Φ89*590 |
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7 |
擴(kuò)孔直徑 |
Φ300-500mm |
煤巖自動(dòng)刀翼 |
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8 |
鉆桿類型 |
雙壁氣液通道鉆桿 |
自動(dòng)或人工裝卸 |
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9 |
鉆桿直徑 |
Φ73/Φ89 |
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10 |
鉆桿長(zhǎng)度 |
1000mm/1500mm |
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11 |
地質(zhì)條件 |
本煤層鉆孔 |
f≤4 |
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12 |
鉆孔角度 |
≮15度 |
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13 |
鉆頭直徑 |
Φ113/Φ133 |
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三、技術(shù)方案
低壓氣液驅(qū)動(dòng)擴(kuò)孔器，所謂低壓，即利用不大于0.63Mpa的壓風(fēng)或小于5Mpa的液體作為動(dòng)力輸出，實(shí)現(xiàn)孔底機(jī)械擴(kuò)孔造穴，利用低壓的氣液提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)設(shè)置在擴(kuò)孔器底部的多級(jí)倍力裝置進(jìn)行推動(dòng)。
多級(jí)倍力裝置為多倍遞增推進(jìn)結(jié)構(gòu)，設(shè)置有大于1級(jí)的推進(jìn)活塞，依托推進(jìn)活塞的多級(jí)同步運(yùn)動(dòng)達(dá)到推力倍增的目的。
多級(jí)倍力裝置底部設(shè)置有氣液進(jìn)口，當(dāng)?shù)蛪旱膲猴L(fēng)或液體流經(jīng)多級(jí)倍力裝置時(shí)對(duì)一級(jí)推進(jìn)活塞產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)推力，同時(shí)流經(jīng)二級(jí)推進(jìn)活塞以及其他多級(jí)推力活塞內(nèi)，推力活塞伸出的活塞桿頂出與刀體活塞進(jìn)行連接推進(jìn)刀體活塞控制刀翼的張開(kāi)以及閉合，刀體采用雙翼開(kāi)合的刀翼結(jié)構(gòu)，刀翼兩側(cè)外圍均勻布置有用于煤體切割的合金。
活塞軸桿端面與多級(jí)倍力裝置的內(nèi)置活塞桿連接，并提供軸向推力，當(dāng)推力達(dá)到一定值后推動(dòng)活塞軸桿進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)刀翼的開(kāi)合運(yùn)動(dòng)。
四、實(shí)施方案
低壓氣液驅(qū)動(dòng)擴(kuò)孔器前端與鉆頭進(jìn)行連接，后端與雙壁氣液通道鉆桿進(jìn)行連接，雙壁氣液通道鉆桿與雙通道氣液水尾進(jìn)行連接，通過(guò)鉆機(jī)夾持對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，當(dāng)進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，外側(cè)進(jìn)去的壓風(fēng)或冷卻水通過(guò)雙通道氣液水尾側(cè)端快速接頭處進(jìn)入鉆桿環(huán)裝空腔內(nèi)對(duì)前端鉆頭進(jìn)行降溫，此時(shí)擴(kuò)孔器處于閉合狀態(tài)。
鉆進(jìn)到一定位置實(shí)施擴(kuò)孔作業(yè)時(shí)，雙通道氣液水尾后端連接的低壓的壓風(fēng)或液體通過(guò)擴(kuò)孔器通過(guò)內(nèi)部提供的低壓的壓風(fēng)或液體作為動(dòng)力推動(dòng)多級(jí)倍力裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)刀體內(nèi)部的活塞軸桿進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，通過(guò)活塞軸桿的齒條與刀翼上齒輪的嚙合推動(dòng)刀翼進(jìn)行張開(kāi)，從而對(duì)煤體進(jìn)行切割破碎，完成作業(yè)后切斷輸入源，通過(guò)內(nèi)部設(shè)置的復(fù)位裝置進(jìn)行反向推動(dòng)復(fù)位。
（2）技術(shù)操作要領(lǐng)
與雙通道氣液水尾配有專用調(diào)節(jié)氣液控制裝置，當(dāng)進(jìn)行造穴時(shí)，首先確定調(diào)節(jié)氣液控制裝置上的壓力表顯示壓力是否達(dá)到適用壓力，然后打開(kāi)進(jìn)路控制球閥，此時(shí)鉆機(jī)應(yīng)處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，使刀翼打開(kāi)時(shí)處于旋轉(zhuǎn)受力狀態(tài)，不至于發(fā)生卡鉆事故，然后開(kāi)始孔內(nèi)施工造穴，當(dāng)造穴完畢后關(guān)閉進(jìn)路控制球閥，打開(kāi)泄壓球閥，使通道管路內(nèi)的壓力釋放，使孔內(nèi)刀翼進(jìn)行閉合。
五、效益對(duì)比
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項(xiàng) 目 |
低壓氣液驅(qū)動(dòng)擴(kuò)孔器系統(tǒng) |
高壓水利造穴系統(tǒng) |
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造穴原理 |
低壓氣液驅(qū)動(dòng) |
高壓水利沖孔 |
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造穴直徑 |
Φ300mm-Φ500mm |
Φ300mm-Φ450mm |
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造穴深度 |
200米以內(nèi) |
100米以內(nèi) |
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加壓設(shè)備 |
無(wú) |
需額外加配高壓泵站 |
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造價(jià)預(yù)算 |
約90萬(wàn)元 |
約150萬(wàn)元 （包含液壓履帶鉆車(chē)、高壓泵站、造穴水刀） |
關(guān)鍵詞:
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