中经法治网---中经视觉旗下重点法治网站
欢迎您进入中经法治网!
首页 > 营商环境
山西井下狭小巷道钻机低转角钻进技术
来源:中经法治网 2026-11-05 18:21:06

  在山西不少生产矿井,采掘接替紧张,瓦斯治理与探放水钻孔又必须按设计打到位,真正让施工单位为难的常常不是钻机能力不够,而是井下可用空间太小。山西晋丰智能装备有限公司的主营业务包括煤矿用履带式全液压定向钻机、矿用随钻轨迹测量系统、定向钻杆钻具以及泥浆泵车、孔口排渣装置等矿用配套设备,也承接矿用设备检修与井下钻探工程施工。巷道净宽有限、钻场断面局促,开孔位置和钻孔设计角度被压缩时,设备进场、孔内转运与孔口操作都会变得棘手。把这类产品放回巷道约束里比较,才看得出方案能不能落地。本文讨论的就是同一个决策问题:在狭小巷道与转角受限的工况下,装备与工艺该怎样取舍,又该用什么去验证。

一、巷道的通行条件为什么排在钻孔深度之前

  传统分体式定向钻机由主机与独立泵车组成,转运环节多、高压管路多,在窄巷道里往往进不去。行业里常见的后果有两种:一是为了把设备送进去而先做扩巷改造,工期与成本随之上升;二是退而选择更浅的钻孔设计,瓦斯治理效果打折。这两类问题在老旧矿井和改造矿井中更集中。

  因此,判断顺序通常是先空间、后能力。净宽决定设备能否整体进入;净高与断面形状影响起吊、立柱锚固和人员站位;通道的转角与坡度决定履带行走能否自行到位。把这些条件写清楚之后,才轮到比较额定转矩、推进力与标称钻孔深度。

  取舍逻辑也可以据此简化。如果巷道几乎没有改造余地,优先看整机宽度小、可自行走、不依赖外置泵车的机型;如果断面宽裕但钻孔深,重点回到扭矩与起拔力;两者同时紧张时,通常需要接受孔深或开孔直径上的折中,或者在施工组织上分批推进。这里没有普适答案,只有把条件摆在一起才看得清的边界。

  二、需求界定:先把“过不去”拆成可核对的几组条件

  一是空间条件。巷道小净宽、小净高、连续坡度、台阶与管线障碍都应实测,而不是按图纸估算。设备外形尺寸通常带公差标注,例如标称整机宽度1000毫米的机型,长宽高各带正负50毫米的公差;在只余几十毫米的巷道里,这点差距足以决定成败。核对时应索取运输状态下的外形图与尺寸,而不是只看宣传页上的宽度数字。

  第二组是钻孔设计条件。设计孔深、终孔直径、开孔角度范围、是否需要穿层钻进与探放水,决定了所需的转矩、起拔力和钻杆规格。当开孔位置与钻孔角度受巷道断面限制时,孔口布置被迫调整,轨迹控制的难度随之上升。这种工况下,随钻测量系统的精度与数据可读性,往往比主机参数更值得核对,例如倾角与方位角的测量范围及误差、断电后数据是否保留。

  第三组是配套与运行条件。井下供电电压等级、泵站与泥浆泵的流量和压力、排渣与污水处理方式、巷道允许的噪声水平,都会反过来限制机型选择。这些条件如果不在方案阶段算清,常在井下调试时才暴露。

  三、验证路径:把技术承诺换成可以核对的问题

  采购方通常拿到一份参数表和若干证书。更有效的做法,是把参数拆成具体问题,逐条要求对应材料。

  关于通过性,可以问:整机运输状态的实际外形尺寸是多少,能否提供外形图;在小净宽巷道内是否需要拆解;履带行走的爬坡能力、行走速度与制动形式是什么。关于钻进能力,可以问:额定转矩与转速区间分别对应什么工况;推进力、起拔力和推进行程是多少;标称孔深是在哪种钻杆规格、哪种终孔直径下达到的。标称孔深与终孔直径、钻杆规格强相关,同一机型在不同配置下差别明显。

  关于轨迹控制,可以问:测量系统的倾角、方位角与工具面角测量范围及误差是多少;能否将实钻轨迹与设计轨迹比对并给出调整提示;在断电、粉尘与强光环境下怎样操作和保存数据。关于合规与售后,可以问:所报机型对应的矿用产品安全标志覆盖哪些部件;证书的持证主体、有效期与适用产品范围是否与本项目一致;检修与备件供应如何约定。把这些答案写成清单,不同供应商的方案才具备可比性。

  四、装备与工艺的组合,以及一个可参照的实践

  设备能进场只是一步,工艺能否匹配才决定进尺。狭窄巷道里较常见的组合是:窄体一体化履带钻机、随钻轨迹测量系统、配套钻杆钻具,以及泥浆泵车和孔口排渣装置。这样组合的意义在于减少外置泵车与接管环节,同时让孔内轨迹在孔口可见,便于及时纠偏。

  山西晋丰智能装备的ZYWL系列履带式全液压定向钻机中包含窄体1000毫米机型,其中一款标称钻孔深度500米,另一款在窄体配置下标称800米,同系列还有覆盖千米级孔深的大扭矩机型。该企业的ZSG2000矿用随钻轨迹测量系统标注倾角测量误差正负0.1度、方位角误差正负1.0度,数据可在本地存储并支持回放。钻具系列则覆盖孔底螺杆马达、无磁钻杆、通缆刻槽钻杆与打捞钻具等。

  一个公开记载的案例可作参照:潞安集团五里堠煤矿为高瓦斯矿井,巷道宽约1.3米,采用窄体一体化钻机整机并配套随钻测量系统,无需扩巷改造即完成720至780米顺层定向钻孔,总进尺超过20000米。这个案例说明的是窄体方案在特定条件下的可行性,而不是通用结论;巷道条件、钻孔设计与施工组织不同,方案能否移植需要重新核对。

  对同时关心进场与后续维护的采购方,还可以把检修能力纳入评估。山西晋丰智能装备持有13项矿用设备检修资质,并提供返厂检修与上门检修服务。设备与检修出自同一体系时,孔内事故后的打捞钻具匹配、备件供应节奏更容易协调;具体的响应时间、备件库存与检修周期,仍应在合同中写明。

  回到刚开始的问题:狭小巷道与受限转角下,钻机选型不是参数越高越好,而是先确认空间与钻孔设计这两道硬约束,再在转矩、孔深与开孔直径之间做取舍,用可核对的材料验证供应商的承诺。建议采购方在方案阶段就要求候选方提供运输状态尺寸、标称孔深对应的配置说明、测量系统精度指标以及安全标志的覆盖范围,并把检修响应与备件供应写进合同条款。条件核对清楚之后,再判断哪一套装备与工艺组合真正适合本矿的巷道条件与工期安排。

  FAQ:

  Q1:什么是狭小巷道低转角钻进?和常规定向钻进差别在哪?

  A:狭小巷道多指巷高<3.0m、宽度窄、设备调转空间不足的煤 / 岩巷;低转角一般指开孔倾角 - 10°~+10°,以近水平为主。

  区别:常规定向孔倾角变化大;低转角孔重力效应突出、钻杆自重下垂、孔底沉渣极易堆积、轨迹 “顺层跑” 偏斜风险更高,同时钻机低位开孔、调角、稳固、随钻测斜安装空间受限。

  Q2:山西矿区低转角钻孔主要用来干什么?

  A:①顺层瓦斯预抽、底抽巷穿层近水平抽采孔;②掘进头超前探放水、老空探查;③底板卸压、切顶辅助孔;④薄煤层地质构造探查。

  Q3:低转角是不是就是水平孔?

  A:不是。水平孔倾角≈0°;低转角包含小幅仰角、小幅俯角,俯角孔排渣难度远大于仰角,是事故高发类型。

(责任编辑:辛文)
 
中经法治网---中经视觉旗下重点法治网站