新型矿用气动架柱式钻机在大直径爆破卸压的应用
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大直径钻孔在冲击地压防治中的应用
图 1 钻孔卸压前后应力分布
3 卸压钻孔的技术参数（ 表 1）
表 1 卸压钻孔的技术参数表
采放厚度
≤3m 3 ～ 5m 5 ～ 8m
＞ 8m
钻孔深度
75mm
孔径与间距 90mm
＞ 10m
＞ 15m 3 孔一组 /3m 2 ～ 3m
＞ 20m
需专门设计
≥110mm 3 ～ 5m
注： 危险性高的区域可加密钻孔； 要注意应力恢复后应二次卸 压。
经北京煤科院开采研究所鉴定，赵楼煤矿 3 煤具 有强冲击 倾 向，3 号 煤 层 复 合 顶 板 弯 曲 能 量 指 数 为 38． 35kJ，大于 10 kJ，小于 100 kJ，判定 3 号煤层顶板岩 层应属 2 类，为具有弱冲击倾向性的顶板岩层。赵楼 煤矿 3 号煤层顶板岩层的单轴抗压强度都较高，单层 厚，采样深度将近 1000m，地压对煤、岩层产生冲击性 突出的作用加大，其冲击倾向性加剧。
Abstract The Dragon Mine is currently mining the high solid thermal environment，removing period in 1301 by Face to Face，“plugging，control the wind，pressure injection of colloid，monitoring”and other means to control face removing period spontaneous combustion，to ensure safe and smooth face retracement． Key words high temperature face retracement prevent of the fire
大直径长钻孔瓦斯抽放技术与装备的应用
大直径长钻孔瓦斯抽放技术与装备的应用大直径长钻孔瓦斯抽放技术与装备的应用矿山、隧道等地下施工工程中，瓦斯爆炸是一种危害极大的隐患，因此瓦斯抽放是关键防治措施。
传统的瓦斯抽放方法往往需要人工作业，且效率低、费用高、安全隐患大。
为了解决这些问题，大直径长钻孔瓦斯抽放技术应运而生。
本文将就大直径长钻孔瓦斯抽放技术与装备的应用进行详细阐述。
一、大直径长钻孔瓦斯抽放技术原理大直径长钻孔瓦斯抽放技术是基于传统瓦斯抽放技术发展而来的。
它利用先进的钻孔技术，实现对深层煤层的有效抽放。
具体实现方法是：钻孔组合式装置将各种市场上普通的动力机械，如钻掌机和钻杠机械等，通过柔性联接装置连接起来，形成一体化的组合式装置。
钻孔的直径最大可以达到4.5米，可以钻出1000米以上的大深度钻孔。
然后，利用大直径的孔道，通过支架和抽放装置形成电动机或柴油机等动力机械的真空吸引，在深部煤层中实现瓦斯抽放。
二、大直径长钻孔瓦斯抽放技术优点相比传统的瓦斯抽放技术，大直径长钻孔瓦斯抽放技术具有以下显著优点：1. 深度高：利用大直径钻孔技术，可以钻出1000米以上的深层孔道，可有效抽放深层瓦斯。
2. 产量大：当传统抽放技术的效率低时，其产量要受到影响，而大直径长钻孔瓦斯抽放技术可以充分利用管道的大直径，使得产量更高。
3. 机械化程度高：相比传统的瓦斯抽放技术，大直径长钻孔瓦斯抽放技术是机械化程度更高的技术，其实现过程不需要人工操作，可以有效降低人工错误带来的安全隐患。
4. 安全性高：大直径长钻孔瓦斯抽放技术收集瓦斯更加全面，将产出的瓦斯移除，从而使得瓦斯浓度不会过高，避免出现瓦斯爆炸事故。
三、大直径长钻孔瓦斯抽放技术应用案例大直径长钻孔瓦斯抽放技术已经被广泛应用于煤矿、水利工程、隧道工程等领域。
比如，2015年底，四川省德阳市广汉市的益丰矿业有限公司在煤炭产业发展中创新应用大直径长钻孔瓦斯抽放技术，围绕煤炭产业对环保的双重要求，实现了深层瓦斯抽放效果最大化，并取得了良好的经济效益。
气动潜孔锤钻进技术在矿井下大口径孔施工的应用研究
132管理及其他M anagement and other气动潜孔锤钻进技术在矿井下大口径孔施工的应用研究高建波（陕西省一九四煤田地质有限公司，陕西 铜川 727000）摘 要：在绿色矿山建设中，矿井下大口径孔施工是其中的重要内容。
采用气动潜孔锤钻进技术进行矿井下大口径孔施工，是基于井下硐室施工环境的要求。
本文主要对气动潜孔锤钻进关键技术进行了分析，以某矿井下大口径孔施工项目作为研究对象，在施工机具设备的优化改进方面进行了探讨，以探究气动潜孔锤钻进技术在矿井下大口径孔填充施工中的应用效果。
关键词：气动潜孔锤钻进；矿井；大口径孔；应用中图分类号：TD324 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）04-0132-2收稿日期：2019-04作者简介：高建波，陕西省一九四煤田地质有限公司。
随着社会经济的发展，各类工程技术水平实现了不断提升。
在我国社会发展过程中，对于能源资源的需求不断扩大，进而促进了矿山开采规模的进一步扩大，同时，随着工程开采从粗放式向集约式发展，在矿井下大口径孔填充施工中，利用气动潜孔锤钻进的先进技术，改善矿山尾砂排放，提高资源回收利用率，从而满足绿色矿山建设需求，促进矿山的可持续发展。
就目前而言，我国在大口径孔施工中设备的应用主要以立轴式回转或者是水井转盘式钻机为主，其在实际填充施工中的进度较为缓慢，并且需要的成本相对较大，尤其是在矿井下施工中，由于设备较大会为施工带来很多困难。
基于此，本文以某矿井下大口径孔施工项目为例，分析了在具体施工中应用气动潜孔锤钻进技术的应用效果。
1 气动潜孔锤钻进关键技术（1）技术原理。
气动潜孔锤钻进技术的主要应用原理是以高压气体对冲击活塞产生作用，促使其进行往返运动，从而对钻头产生一定的冲击力，为其提供工作动力，进而对岩石进行冲击破碎，同时，利用冲击器在活动中排除的压缩空气，实现冷却钻头和清除岩屑的作用。
（2）对钻机进行优化改进。
一般来说，在进行大口径孔施工过程中，其施工设备的选用多数是水井转盘式钻机，其在地面施工大口径钻孔具有良好的施工效果。
大孔径钻孔在掘进面瓦斯治理的实践应用
大孔径钻孔在掘进面瓦斯治理的实践应用
闫沁阳
【期刊名称】《煤》
【年(卷),期】2024(33)4
【摘要】为提高煤矿掘进效率和瓦斯治理水平,对潞安化工集团某矿S5207胶带巷采用大孔径钻孔卸压措施治理瓦斯,并从工作面掘进效率、瓦斯治理效果以及经济效益等方面对大孔径钻孔与常规钻孔措施进行对比分析。
研究结果表明:与常规钻孔相比,大孔径释放孔工艺效益显著:风排瓦斯量增加了0.31 m^(3)/min,不均匀涌出系数由1.44降低至1.41,成本降低了61.4%.
【总页数】4页(P47-50)
【作者】闫沁阳
【作者单位】潞安化工集团能源事业部通风部
【正文语种】中文
【中图分类】TD712.6
【相关文献】
1.低瓦斯矿井高瓦斯掘进工作面瓦斯综合治理技术的实践应用
2.大孔径、长钻孔技术在综采工作面瓦斯治理中的应用
3.掘进工作面大孔径钻孔瓦斯治理效果研究
4.定向大孔径高位长钻孔在回采面上隅角瓦斯治理方面的应用
5.掘进工作面高瓦斯区域超前释放钻孔治理瓦斯分析
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大直径钻孔卸压防突技术的研究及应用
斯量 ， 而且也降低 了煤层 中的瓦斯压力 。根据力 学 的传 递性能 ， 由于煤层 内瓦斯压 力 的降低 ， 作用 于 煤层上表 面的地应力会减小 ， 这样瓦斯压力 和地应 力都会得到释放 ， 直径钻 孑 卸压 技术 方案 Ｌ
在 高 位 瓦 斯 抽 排 巷 中顺 己 １ 层 施 工 大 直 径 ４煤 钻 孑 ， 煤 层 倾 角 １。 。钻 孔 深 度 覆 盖 至 风机 巷 上 Ｌ沿 ３ 部 ，钻 孔 空 间 类 似 于 在 风 机 巷 上 部 开 采 了保 护 层 ， 使 得 风 机 巷 区域 的 煤 体 得 到 卸 压 ， 而 对 防 止 瓦 斯 从 突 出起 到作 用 。钻 孔 施工 剖 面 图如 图 ２所 示 。煤 层 卸压导致煤层物理性质 （ 裂隙性 、 渗透性能等 ） 和瓦
ｌ 工作 面 概 况
己 １— １１ 面位 于 己七 三水 平 采 区 东翼 ， ５ ３００采 是 三 水 平 的 首 采 面 ，设 计 走 向 １２ｍ，可 采 走 向 长 １６ ９ ０ 斜 采 长 ２０ 煤 厚 ３３ ７ｍ， ２ｍ， ．５～３９ｍ， 均 ３５ ｍ， ．５ 平 ．０ 煤 层 容 重 １３ｆ ，煤 层 倾 角 ｌ。 ～１ｏ ，平 均 ．１ｍ３ ３ ７ １。 。煤 层 埋 藏 较 深 ， 应 力 较 高 ， 斯 压 力 大 、 ３ 地 瓦 含
斯诸 参数 （ 瓦斯压 力 、 流量 、 煤层 温度等 ） 发生显 著 量 高 ， 面 标 高在 一 ２ 采 ７ ０—一７ ｍ。 ７０ 瓦斯 压 力 ２８ＭＰ， 变化 ， ．５ 若这时配合抽放瓦斯 ， 就可 以消除风 、 机煤层 瓦 斯 含量 ２ ．ｍ／， 出危 险性 较 大 。放 炮 掘 进 ， 、 ２５ ３ 突 ｔ 风 突 出危 险性 。大 直 径 钻孔 可 取 得 释 放岩 层 压 力 和 瓦 机 巷 断 面 １．ｍｚ 采 用 锚 网梁 ＋锚 索 支 护 ， 机 回 斯 压 力 的 双 重效 果 。但 大 直径 孔 煤 排 出 时有 可 能 诱 ２６ ， 综 采 。 机 巷 设 计 长 度 １ ４ ｍ， 高 一 ７ ｍ， 巷 设 计 发 突 出 ， ０１ 标 ７０ 风 因此 最 优 钻 孔 直 径 要 考 虑 现 场 条 件 。结 合 长 度 １６ｍ， 高 一 ２ｍ。 据 该 矿 瓦斯 综 合 治理 需 十 二矿 的实 际情 况 ， 方 案 设 计 采 用 直 径 为 ２ ０ ｍ ０５ 标 ７０ 根 本 ０ｒ ａ 要 ， 风 巷 施 工 前 ， 施 工 机 风 巷 的 高 位 瓦 斯 抽 排 的 卸压 钻 孔 。 机 先 巷 ，均 沿 已 １ 层 施 工 ，巷 道 断 面 均 为 ３０×２４ ４煤 ． ． ３１ 钻 孔 参数 ． （ ×高） 巷 高位 瓦 斯 抽排 巷 与 机 巷平 距 ４ ｍ， 宽 。机 ０ 位 在 高位 瓦斯 抽 排 巷 中顺 己 １ 层 施 工 大 直 径 ４煤 于机巷下面 ， 设计长度 １３ ｍ； ０ ４ 风巷高位瓦斯抽排巷 钻 孔 ， 煤 层 倾 角 １。 。钻 孔 深 度 覆 盖 至 风 机巷 上 沿 ３ 部 ，钻 孔 空 间类 似 于 在 风 机 巷 上 部 开 采 了保 护层 ， 距 风 巷 平 距 ３ｍ，位 于 风 巷 下 面 ，设 计 长 度 ０ １】 ８ ７ 】 ． ｍ 使 得 风 机 巷 区域 的煤 体 得 到卸 压 ， 而 对 防止 瓦 斯 从 突 出起 到 作用 。钻 孔 施 工剖 面 图 如 图 １ 示 。 所 ２ 大直径钻 子 卸压 防突原理 Ｌ 钻孔 参 数 如 下 ： 瓦斯 突 出主要是 由瓦斯 内聚力 和 地应力 的双 （ ） 孔 直 径 为 ２０ ｍ。 １钻 ０ｍ （ ） 孔 间距 如 图 ２所 示 。 ２钻 重作用发生 的，受煤体临界保护层面力 的限制 ， 当 瓦斯 压 力 和地 应 力 共 同作 用 于 临 界 层 面 上 的 力 大 （ ） 巷 上 部 钻 孔 深 度 为 ６ｍ ， 巷 上 部 钻 孔 ３机 ０ 风 于 临界 保 护 力 时 ， 会 诱 发 瓦 斯 突 出事 故 。如 果 预 深度 为 ５ ｍ。 就 ０ 先使瓦斯压力或地应力提前得到释放 ， 就会降低 瓦 对 于 每 一 个 钻 孑 而 言 ， 其 钻 孔 直径 一 定 的情 Ｌ 在
气动远控卸压钻机在济宁二号煤矿的应用
气动远控卸压钻机在济宁二号煤矿的应用【摘要】针对煤矿冲击地压频发以及煤矿用卸压钻机的现状，研究了用于煤矿巷道冲击地压探测以及钻孔爆破卸压的气动远程控制卸压钻机。
该钻机采用气控换向阀与视频监测系统，主机与操作控制台分开，作业人员可在20m以外操作，完成整个钻孔的过程。
使用结果表明，能够实现钻孔工作面无人化，保障操纵人员的安全，为煤矿冲击地压治理提供了安全有效的设备。
【关键词】冲击地压；气动；远程控制；卸压钻机0前言我国煤矿地质条件复杂。
随着矿井开采深度的加大，发生冲击地压灾害的矿井数量显著增加，危害程度也日趋严重。
近年来我国煤矿冲击地压频繁发生,造成了重大的人员伤亡与财产损失,我国已经成为受冲击地压危害最严重的国家之一。
目前煤矿防冲的主要措施之一是在煤层中钻孔以释放煤层压力，将钻孔预测及钻孔卸压合并在一起进行。
当前用于卸压钻孔的工具基本都是岩石电钻、煤电钻和一些液压钻机，有的配上钻机专用钻架，有的直接由人工手持钻机钻孔。
采用这些设备工作时，操纵人员必须在钻机附近工作。
如德国哈泽玛格公司的FIV S/H手提式风动钻机,在一些煤矿应用，取得较好试验效果。
该钻机有效解决了由于煤质松软，使用普通煤电钻施工防突超前钻孔难以成孔，软煤层钻进出现的坍孔、夹钻、埋杆问题。
但是该钻机仍是手持式气动钻机，操纵人员必须在钻机附近工作。
济宁二号煤矿与煤炭科学研究总院南京研究所合作开发了煤矿用气动远程控制卸压钻机。
该钻机的应用可以使施工人员远离钻机操纵，保障操纵人员的安全，以免在施工中发生钻突而造成人员伤亡。
该钻机的推广应用不仅能推动我国煤矿钻屑探测矿压冲击技术与装备的发展，而且对于整个煤矿安全生产有着十分重要的意义，将取得巨大的经济效益和社会效益。
１主要结构与工作原理１.1主要结构组成该钻机采用全风动驱动，由推进系统、钻进系统、阻尼系统、钻杆自动装卸系统、辅助支撑系统、气动系统、监视系统等组成。
整机分为主机和操作台两部分，如图1所示。
浅析气动工具在煤矿井下的应用
浅析气动工具在煤矿井下的应用摘要:随着我国社会经济的快速发展,煤矿作为城市建设过程中不可缺少的一部分,其生产安全事故频繁发生，在开采煤炭资源时如果不重视对环境造成危害将会导致严重后果，本文以气动工具为研究对象通过分析该工具在实际应用中存在问题并提出相应解决措施来有效提高该类工具使用效率和减少能源消耗、降低矿井作业人员受伤率等方面具有重要作用，同时该工具也可以促进煤矿企业的经济发展,推动社会稳定和谐进步。
关键词：气动工具；煤炭资源；安全生产一、引言随着我国经济的迅速发展,煤矿企业也在不断地进行着机械化、自动化技术和信息化水平,而这对煤炭行业来说是一个巨大的挑战，由于矿井下环境条件复杂多变以及工作量大等因素导致了安全事故频繁发生，因此加强对于气动工具设备应用就显得尤为重要且紧迫且必要，而且煤矿企业对安全生产和环境保护越来越重视,在新能源、环保技术方面有了更多的研究，气动工具作为一种新型工具应用于煤矿井下中也不断得到改进，因为近年来煤炭资源日益枯竭导致环境污染严重影响人们生活健康问题已经成为社会关注重点之一，所以国家政策大力支持节能减排工作开展以及我国经济持续稳定发展。
二、气动工具概述（一）气动工具的分类按使用用途分类可分为以下几种类型，第一种为机械型气动工具，用于拖拉设备的井下作业,如起重机、绞车等,在煤矿生产中主要应用于钻孔，第二种为液压与气压式油嘴机床，在矿压开采和高压输配系统应用中比较常见，其特点是操作简单方便且安全可靠，第三种为液压传动，在采煤工作面内,用泵把动力能转换成机械运动,驱动工作台的电机带动油缸转动，通过控制阀体压力和速度来实现驱动力矩变化，第四种为气压传动系统，由压缩机将气体增压后输送到采掘层中进行开采作业，其主要功能是为矿井下提供一定量的瓦斯以及其他有害气体补充所需要能量(如放炮等),以达到有效提高生产效率与降低能源消耗率目的。
（二）气动工具的作用气动工具的作用主要是提高了采煤工作面作业效率,降低生产成本,为煤矿开采提供安全保障，减少煤炭资源浪费和环境污染，利用先进技术对各种气体进行净化处理后再排放到大气中去，采用先进的设备、工具等来代替人工操作或用化学药品替代化学物品等方法达到环保节能降耗目的，使人们在日常生活中更加注意保护我们赖以生存的生态环境,提高人与自然和谐相处关系,从而实现可持续发展目标[1]。
气动钻机在煤矿地质钻探中的应用
气动钻机在煤矿地质钻探中的应用摘要：采用井下钻探的方式进行超前探，是现阶段指导煤矿掘进和开采的重要方式方法。
随着煤矿开采深度的增加，现场环境更加复杂化和多样化，对钻机可操作性和安全的要求更加高，新型气动架柱式钻机在煤矿地质钻探中的应用为煤矿复杂条件下地质钻探提供了新的方法。
关键词：超前探气动架柱式钻机前言随着开采的推进，工作面条件越来越复杂，顶板下沉、底板鼓起、局部瓦斯积聚等不利因素对电器的安全要求也越来较高，在以往采用电为动力的液压坑道钻机受到很大的局限性，不能满足特殊条件下的钻探工作。
其体积重量大、需要敷设电缆、布置电器开关、安设排水泵等特点给工作带来了很大困难，而采用压缩气体为动力源的大功率气动架柱式钻机弥补了这些缺点。
ZQJ-300/6气动架柱式钻机的效率高、钻孔直径大、深度深、操作简单、易于转运、使用安全的特点在探查唐口煤矿1306皮带顺槽T14-1断层走向中得到了良好的应用。
1. ZQJ-300/6气动架柱式钻机的特点1.1. 结构特点1.1.1.主机回转马达、给进马达都具有正反转功能，实现了打孔完成后，主机自动退出钻具的功能。
1.1.2.实现远控操作，使操作者可远离施工地点，极大的提高了施工安全性。
1.1.3.钻机轨道采用夹板固定，钻机角度及高度易于调节。
1.1.4.主机可解体为回转总成、行走总成、导轨总成极大的方便了巷道内的运输。
1.2. 钻机结构ZQJ-300/6气动架柱式钻机整机结构如图1所示。
1-导轨；2-回转器；3-一级消声器；4-内注式液压支柱；5-操作台；6-二级消声器图1 ZQJ-300/6气动架柱式钻机整机结构示意图2.工作面情况2.1.地质概况该工作面回采煤层为3上煤，煤层倾角平均2°，厚度在3.0m～6.5m之间，平均厚度为4.8m。
2.1.1.老顶为深灰色细砂岩，平均厚度6.9m，抗压强度50MPa，属较稳定顶板。
2.1.2.直接顶为灰黑色泥岩，平均厚度为3.5m，抗压强度为30MPa，属不稳定顶板。
气动远控卸压钻机在济宁二号煤矿的应用
2012年05月第15期科技视界SCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界Science &Technology Vision0前言我国煤矿地质条件复杂。
随着矿井开采深度的加大,发生冲击地压灾害的矿井数量显著增加,危害程度也日趋严重。
近年来我国煤矿冲击地压频繁发生,造成了重大的人员伤亡与财产损失,我国已经成为受冲击地压危害最严重的国家之一。
目前煤矿防冲的主要措施之一是在煤层中钻孔以释放煤层压力,将钻孔预测及钻孔卸压合并在一起进行。
当前用于卸压钻孔的工具基本都是岩石电钻、煤电钻和一些液压钻机,有的配上钻机专用钻架,有的直接由人工手持钻机钻孔。
采用这些设备工作时,操纵人员必须在钻机附近工作。
如德国哈泽玛格公司的FIV S/H 手提式风动钻机,在一些煤矿应用,取得较好试验效果。
该钻机有效解决了由于煤质松软,使用普通煤电钻施工防突超前钻孔难以成孔,软煤层钻进出现的坍孔、夹钻、埋杆问题。
但是该钻机仍是手持式气动钻机,操纵人员必须在钻机附近工作。
济宁二号煤矿与煤炭科学研究总院南京研究所合作开发了煤矿用气动远程控制卸压钻机。
该钻机的应用可以使施工人员远离钻机操纵,保障操纵人员的安全,以免在施工中发生钻突而造成人员伤亡。
该钻机的推广应用不仅能推动我国煤矿钻屑探测矿压冲击技术与装备的发展,而且对于整个煤矿安全生产有着十分重要的意义,将取得巨大的经济效益和社会效益。
1主要结构与工作原理1.1主要结构组成该钻机采用全风动驱动,由推进系统、钻进系统、阻尼系统、钻杆自动装卸系统、辅助支撑系统、气动系统、监视系统等组成。
整机分为主机和操作台两部分,如图1所示。
推进系统由气缸、钢丝绳组件、夹紧机构等组成。
钻进系统主要由气动马达组成。
推进系统和钻进系统时整机的核心系统。
阻尼系统主要由双活塞杆油缸、油箱等组成,与推进气缸联动,能够使推进平稳,并能在停止推进时锁定推进缸的位置。
钻杆自动装卸装置由钻杆存储箱、钻杆平送机构、钻杆垂直上送机构等组成。
大直径钻孔卸压在预防冲击地压中的应用
大直径钻孔在预防冲击地压中的应用大直径钻孔卸压是在煤体应力集中或潜在应力集中区，施工一系列大直径钻孔，产生自由空间，改变煤体的应力分布及其特性，使煤体一围岩系统储存的弹性能量得到缓慢释放的一种措施。
我矿根据冲击地压强度弱化减冲理论，在95209工作面防治冲击地压工作中，采用大直径钻孔卸压防治冲击地压，取得了很好的效果。
1 工作面概况：95209工作面位于-1025西一下山采区东翼，浅部一侧为95207采空区，深部及切眼外侧均为未采区。
上覆为75209采空区和75211采空区。
煤层厚度为1.3～2.4m，平均厚度1.8m，该面里段约170m左右的范围内煤层厚度相对较薄，煤厚1.3～1.9m，平均厚度1.55，外段煤层相对较厚，厚度1.9～2.4m，平均厚度2.1m左右。
工作面里段约60m范围内局部发育一层薄层夹矸。
煤层倾角5°，煤层硬度f=3。
直接顶为砂岩，厚度为24.99m，老顶为砂页岩厚度为2.95m。
直接底为砂页岩，厚度为17.25m，老底为页岩，厚度为7.42m。
工作面走向长447m，倾向长175m，采用综合机械化走向长壁全部垮落采煤法。
2．冲击危险性分析2.1采深影响。
工作面采深约1150m，煤层中的垂直应力接近30MPa，这已经超过了冲击矿压发生的临界采深。
2.2煤柱应力叠加的影响由于9煤上部的7煤大部分已经回采，起到了解放层的作用，所以9煤的工作面在回采期间一般不会发生冲击动力现象，但是7煤下山留了较宽的煤住，加上9煤工作面回采接近下山煤柱时也会形成高支承应力，煤柱应力叠加使煤柱区域具有很高的应力，这一区段的巷道具有冲击危险性。
具体如下：1）由于1025采区7煤已经回采，采区下山煤柱宽约300m，在煤柱两侧40-80m范围煤层内的支承压力影响范围内应力峰值最高达3-3.5γH，由于9煤距离7煤较近，所以煤层内部也产生高应力集中，7煤底板岩层包括9煤也具有较高的应力，工作面与下山连接的巷道处于B区段的高应力区范围，具有冲击危险。
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新型矿用气动架柱式钻机在大直径爆破卸压的应用摘要:本文介绍了一种新型的矿用气动架柱式钻机,主要说明了该钻机在大直径爆破卸压钻孔施工方面的应用,以及相应的封孔技术等。
关键词:钻机封孔卸压
目前我国的能源结构仍以煤为主,随着煤炭工业现代化开采速度的提高,开采的深度迅速加大,冲击地压也变得日趋严重。
多年以来,各级煤炭行业管理部门,各级煤矿安全生产监管监察机构及相关科技部门、组织引导煤矿企业、专业科研单位和有关高等院校开展了大量的科学研究和现场试验工作,并研制了一系列相应的装备和监测设备[1]。
钻孔爆破卸压是防治冲击地压的有效方法之一,良好的钻孔设备和合理的钻孔参数对钻孔爆破卸压的效果尤为重要[2]。
1 新型气动架柱式钻机
1.1 主要技术参数
本文主要介绍ZQJC-200/5新型气动架柱式钻机(如图1所示),ZQJC-200/5示为额定输出转矩为200N·m,最大输出功率为5kW齿条推进的气动架柱式矿用钻机。
主要的技术参数如下:工作气压为0.5MPa;额定转矩为200N·m;额定转速为240r/min;最大输出功率为5kW;最大负荷转矩为295N·m;负荷耗气量为 5.5m3/min;钻尾尺寸为18×18mm;钻孔直径为φ76～φ100mm;推进力为5kN;工作高度为500mm～1500mm;支腿高度为800mm～3400mm;
1.2 工作原理
ZQJC-200/5气动架柱式钻机以压缩空气为动力,通过回转装置换向阀控制回转马达的正反转,压缩空气驱动齿轮马达旋转,经两级减速后驱动主轴旋转,进而带动钻具工作;通过支撑气缸换向阀控制气缸的顶紧及松开实现钻机的固定;通过进给装置换向阀控制钻机的前进及后退。
1.3 结构简介
钻机由主机和支撑机构两部分组成。
(1)主机由回转马达和进给机构组成。
①回转马达由马达、齿轮箱、换向阀等部件组成。
换向阀控制马达的开启及换向,压缩空气通过换向阀带动马达齿轮及主轴转动,从而带动钻具转动。
②进给机构由进给马达、换向阀、齿条和导轨等部件组成,通过换向阀控制进给马达带动主动齿轮在齿条上传动,从而带动回转马达前进及后退,达到钻进的目的。
(2)支撑机构由两个气缸、气缸连接管、气缸换向阀及副支撑组成。
高压空气通过换向阀来控制气缸的升降,达到顶紧顶板稳定钻机的目的,副支撑通过调节角度来起到辅助支撑钻机的作用。
2 大直径爆破参数
卸压爆破主要参数有:炮孔直径、炮孔间距、炮孔深度、封孔长度等,对其参数的确定是关系到卸压效果好坏的关键因素。
2.1 炮孔直径
炮孔直径主要由炸药性能、煤岩的物理力学参数、装药难易程度、封泥效果和钻孔机具的成孔能力等确定。
当炮孔直径较小时,装药能力受限,压碎区和裂隙区半径较小,不能达到理想的爆破效果,而且炮孔较小时装药比较困难,特别是在破碎的煤岩层中。
当炮孔直径较大时,保证较好的封孔效果比较困难,容易出现“打枪”现象,而且打较大的炮孔时,钻机钻进速度较慢,容易发生卡钻、塌孔。
所以,卸压爆破钻孔直径一般在65mm～90mm。
2.2 炮孔间距
卸压爆破卸压要在煤岩体中形成卸压带,使支承压力峰值向煤岩体深部转移,并释放一部分积聚的弹性能,从而达到在巷道或工作面附近卸压,消除冲击地压危险的作用。
而炮孔间距是卸压带效果好坏的重要参数,为使卸压带连续,不至于造成新的应力集中,炮孔间距应该在爆破破坏范围半径的2～3倍。
2.3 孔深
炮孔深度主要由卸压爆破的目的所决定,具体的长度需根据现场的p(1)ZQJC-200/5气动架柱式钻机具有安全防爆、转矩大、转速高、质量小、体积小、效率高、结构简单、维修方便等特点。
此钻机工作效率高、支护质量好、工人操作劳动强度低,能有效降低费用,能够很好的适用大直径钻孔卸压爆破。
(2)选择合理的钻孔爆破参数,对爆破卸压的效果有极为重要的重要。
参考文献
[1]郭雨.煤矿机电设备[M].徐州:中国矿业大学出版社,2005.
[2]李金奎,熊振华,刘东生,等.钻孔卸压防治巷道冲击地压的数值模拟[M].西安科技大学学报,2009.。