井下?550 mm超大直径煤层孔钻进技术装备及工程应用

作者：孙永新

来源：煤田地质与勘探, 2022, 50(02): 163-168.

• 瓦斯治理
• 550 mm超大直径煤层孔
• 大直径螺旋钻杆
• 钻进装备
• 工程应用

为提高“U”型通风工作面采空区瓦斯治理效率、降低瓦斯治理成本，提出采用?550 mm超大直径钻孔替代横川埋管的技术方案进行采空区瓦斯抽采。针对井下超大直径钻孔技术特点及施工中存在的技术难题，研制了一款最大扭矩15 000 N·m、最大给进力700 kN、最大行程1.3 m的ZDY15000LP型煤矿用超大直径螺旋钻进钻机，采用主机和泵站分体式布局，并创新设计了主机、泵站、机械臂、动力头等关键零部件；配套开发了?426 mm大螺旋钻杆和?550 mm大直径扩孔钻头，开发了基于“先导孔+二次扩孔”的超大直径钻孔成孔工艺，形成了成套的超大直径钻孔施工技术装备。在山西天地煤业有限公司王坡煤矿3307工作面进行了工业性试验，共施工大直径瓦斯抽采钻孔17个，累计进尺583 m，施工周期30 d，综合施工效率提高20%。试验结果表明：钻机输出扭矩大，整体稳定性好，能够实现跨皮带施工以及快速移位等功能，配套钻具性能可靠，钻进工艺可操作性强，能够满足超大直径煤层成孔需求。研究成果为超大直径煤层钻孔施工提供了技术装备支撑，为地质条和开采条件类似矿井瓦斯治理提供了技术经验。