煤礦坑道鉆探鉆機(jī)概述

20世紀(jì)70年代中期，在我國將發(fā)展綜合機(jī)械化采煤作為煤炭工作的一項(xiàng)重要的技術(shù)政策后，煤礦坑道鉆探技術(shù)更是以前所未有的速度發(fā)展起來。大體上說，于70年代末和87等垡初在引進(jìn)吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國煤礦生產(chǎn)的需要，研制出全液壓動(dòng)力頭式鉆機(jī)；至80年代末實(shí)現(xiàn)系列化，如ZDY（MK）系列、MYZ系列、ZY系列等；90年代又有新的發(fā)展，規(guī)格品種更加齊全，制造質(zhì)量也得到很大提高。其中鉆孔深度在150m以上的鉆機(jī)類型較多，200～400m以內(nèi)的成熟產(chǎn)品較少，具備研制500～1000m強(qiáng)力深孔國產(chǎn)鉆機(jī)的能力只有西安分院。近幾年，在完善MK系列鉆機(jī)的同時(shí)，還研制了集中工程鉆機(jī)，如GX．1型旋噴鉆機(jī)、GY-15型工程鉆機(jī)等。目前，ZDY（MK）系列鉆機(jī)在煤礦、有色、水電、鐵道、建筑、地礦等。

鉆機(jī)的類型

鉆機(jī)是進(jìn)行鉆孔施工的基本設(shè)備。由于施工目的、要造水平的不斷發(fā)展，不同時(shí)期、不同類型的鉆機(jī)在結(jié)構(gòu)形便于討論，通常從不同角度對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行分類，如根據(jù)鉆機(jī)結(jié)構(gòu)形式的不同進(jìn)行劃分。

按鉆機(jī)的傳動(dòng)方式分類

鉆機(jī)采用的傳動(dòng)方式不同，整體結(jié)構(gòu)就會(huì)有所差異，造的難易、成本的高低、使用及維修保養(yǎng)的方便程度。求和工作條件的不同，設(shè)計(jì)與制式和技術(shù)參數(shù)上差異較大。為了的傳動(dòng)方式、采用的鉆進(jìn)方法和這直接影響鉆機(jī)性能的好壞、制造的難易、成本高低、使用及維修保養(yǎng)的方便程度。

(1)機(jī)械式鉆機(jī)

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單；傳動(dòng)可靠；傳動(dòng)效率高；易于加工制造，成本低；操作簡單，維護(hù)谷易。 缺點(diǎn)：體積、質(zhì)量大；不便于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；布置不及液壓和氣動(dòng)傳動(dòng)靈活；在傳動(dòng)中有較大的振動(dòng)和沖擊。

(2)液壓式鉆機(jī)

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊；體積、質(zhì)量小；傳動(dòng)平穩(wěn)；布局靈活；可無級(jí)調(diào)速；便于實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作和遠(yuǎn)距離控制和操作；使用液壓傳動(dòng)提高了鉆機(jī)的功能和工作性能，便于實(shí)現(xiàn)工序和操作的自動(dòng)化。

缺點(diǎn)：要求液壓件加工和裝配精度高，造成相應(yīng)成本提高；對(duì)密封性要求高，否則易引起內(nèi)、外泄漏。

(3)風(fēng)動(dòng)式鉆機(jī)

優(yōu)點(diǎn)：氣壓傳動(dòng)采用空氣作動(dòng)力介質(zhì)，無介質(zhì)費(fèi)用；氣壓傳動(dòng)壓力損失小，便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送；氣體壓力較低，可適當(dāng)降低元件加工精度。

缺點(diǎn)：由于空氣的可壓縮性，工作速度不易穩(wěn)定，外載對(duì)速度影響較大，較難實(shí)現(xiàn)工2．2坑道用鉆機(jī)作速度的準(zhǔn)確控制與調(diào)節(jié)；通常工作壓力低、結(jié)構(gòu)尺寸較大。

按鉆進(jìn)的方法分類

根據(jù)鉆機(jī)適應(yīng)的鉆進(jìn)方法不同，鉆機(jī)可分為以下幾種：

(1)沖擊式鉆機(jī)。通過鉆頭周期性的上下運(yùn)動(dòng)沖擊破碎巖石，實(shí)現(xiàn)鉆孔的鉆機(jī)稱為沖擊式鉆機(jī)。鋼絲繩沖擊式鉆機(jī)以鋼絲繩帶動(dòng)鉆頭沖擊地層實(shí)施鉆進(jìn)；鉆桿式鉆機(jī)以鉆桿帶動(dòng)鉆頭上下沖擊實(shí)施鉆進(jìn)。

(2)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)。通過鉆頭在孑L底的回轉(zhuǎn)而破碎巖石的鉆機(jī)稱為回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)。回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)可以完成多種類型的鉆孑L，是目前最普遍的一種鉆機(jī)。

(3)震動(dòng)式鉆機(jī)。它是采用震動(dòng)器迫使鉆具產(chǎn)生軸向周期性運(yùn)動(dòng)，依靠震動(dòng)所產(chǎn)生的力破巖，實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)。震動(dòng)式鉆機(jī)適用于松軟地層的鉆進(jìn)。

(4)復(fù)合式鉆機(jī)。適應(yīng)兩種以上的鉆進(jìn)方法要求的鉆機(jī)稱為復(fù)合式鉆機(jī)。常見的有沖擊回轉(zhuǎn)復(fù)合式鉆機(jī)，沖擊一回轉(zhuǎn)．震動(dòng)．靜壓復(fù)合式鉆機(jī)等。

其他分類方法

鉆機(jī)按用途可分為地質(zhì)巖心鉆機(jī)、石油與天然氣勘探開發(fā)鉆機(jī)、工程勘察施工鉆機(jī)、安全鉆機(jī)等。

鉆機(jī)按動(dòng)鉆桿回轉(zhuǎn)裝置(回轉(zhuǎn)器)的結(jié)構(gòu)形式可以分為立軸式鉆機(jī)、動(dòng)力頭式鉆機(jī)、轉(zhuǎn)盤式鉆機(jī)等。

鉆機(jī)按工作地點(diǎn)可分為地面鉆機(jī)、巷道鉆機(jī)、水下鉆機(jī)等。

目前煤礦井下常用的鉆機(jī)類別主要有浙江海寧錢江勘察機(jī)械有限公司的ZDY系列鉆機(jī)、煤炭科學(xué)研究總院西安分院生產(chǎn)的(MK)系列鉆機(jī)及煤炭科學(xué)研究總院重慶分院生產(chǎn)的ZYG系列鉆機(jī)等。各種鉆機(jī)的性能見表2—2。

海寧錢江研制的ZDY系列鉆機(jī)，屬于全液壓鉆機(jī)，既可以進(jìn)行回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，又可以實(shí)現(xiàn)沖擊一回轉(zhuǎn)復(fù)合鉆進(jìn)。