我国煤矿竖井钻机的发展VIP专享VIP免费

文章编号：我国煤矿竖井钻机的发展史基盛（中煤特殊凿井（集团）有限责任公司，安徽淮北235044）摘要：在论述我国煤矿钻井法施工中所用的竖井钻机的发展的基础上，介绍了中煤特殊凿井（集团）有限责任公司正在制造的AD130/1000钻机，该钻机采用液压驱动，大油缸提升，动力头结构。该钻机的主要性能：扭矩600kNm；提升力8000kN；转速0～18rpm；钻井直径φ13.0m；钻井深度大于1000m。该钻机具有能力大，扩孔次数少；安装和拆卸简便快捷的特点，必将促进我国钻井水平上一个新台阶；关键词：钻井法；竖井钻机；新钻机；前景展望中图分类号：TD353文献标识码：A1前言煤矿钻井法凿井技术的研究开始于50年代初期。1963年在煤炭科学研究院进行了钻井法小型试验，1968年底成功地制造出ZZS-1型竖井钻机，1969年上半年，中煤特殊凿井（集团）公司与北京建井所在淮北朔里南风井合作完成了我国第一台竖井钻机的试验工作，并取得成功。钻井法凿井具有机械化、自动化程度高，凿井不用工人下井，作业条件好，劳动强度低，施工安全，井壁质量好，成井偏斜率低，适应性强，深表土凿井成本低等优点。特别是近几年，钻井法凿井技术在成井垂直度、工序快速转换、壁后充填、抗井筒竖向破坏等方面取得了新的进步，使钻井法凿井得到了越来越多的建设单位的青睐。中煤特殊凿井（集团）公司在山东龙固煤矿的三口井（主井1＃、主井2＃，净径5.7m，井深583m；风井，净径6.0m，井深580m）采用钻井法施工的成功，创造了我国钻井法成井的新纪录。截至目前为止，我国共采用钻井法已成井70口，累计成井17268m。目前正开工建设的和在建的钻井井筒达到了6个，分别为淮南矿业集团张集煤矿西区进、回风井井筒（进风井钻井直径φ9.7m、净径φ7.2m，冲积层厚400m，井深430m；回风井钻井直径φ10.8m、净径φ8.3m，井深430m）；山东里能集团有限公司郓城煤矿风井（钻井直径φ9.0m、净径φ6.0m，冲积层厚400m，井深580m）；国投新集集团板集煤矿主、副、风井（主井钻井直径φ9.5m、净径φ6.2m，冲积层厚584m，井深660m；副井钻井直径φ10.3m、净径φ7.3m，井深640m；风井钻井直径φ9.85m、净径φ6.5m，井深656m）。竖井钻机是钻井法凿井的主要设备，也是关键性设备，随着下一步山东、河南、河北、安徽等省的深厚冲积层建井的需求，给超深井、超大井的钻井施工带来了新的机遇，也为钻井法施工带来了新的挑战，促进了新型大钻机的诞生。2煤矿竖井钻机的发展历程煤矿竖井钻机从ZZS-1型开始，发展到今天，大致可分为三个阶段，分别为煤矿竖井钻机初级阶段、专用钻机使用阶段、专用钻机改进和新型钻机发展阶段。见表一。2.12.12.12.1煤矿竖井钻机初级阶段最初的竖井钻机ZZS-1型，是利用石油钻机的转盘、绞车、天车、游车、水龙头、大钩六大件，由北京建井所、淮南蔡家岗煤机厂等单位设计制造钻台、井架、钻头等配套设备。由中煤特殊凿井（集团）有限责任公司与北京建井所在淮北朔里南风井合作完成了我国第一台竖井钻机的试验工作，并取得成功。此后，形成了地面转盘驱动钻杆和钻头；绞车提升和下放；减压钻进；超前孔钻进、分次扩孔；泥浆护壁、压气反循环泥浆洗井、恒钻压、恒钻速或手动进给操作工艺。虽然期间对钻机的结构形式进行了各种探索，如：QZ-3.5型（潜入式）钻机；红阳大钻（行星轮式钻机）；BZ-1型（门吊提升）钻机等，均因可靠性、效率低等原因，仅钻一至两口井就被后来的专用的大钻机所淘汰。12006年全国矿山建设学术会论文收稿日期：2006-02-28作者简介：史基盛（1957-），男，中煤特殊凿井（集团）公司总工程师，从事特殊凿井管理、技术研究工作。表1煤矿竖井钻机性能和所钻井筒数一览表钻机型号主要性能使用时间成井数量备注钻井直径/m钻井深度/m转盘扭矩/kNm提升力/kN初期阶段ZZS-1行星轮式钻机MZ-ⅠMZ-ⅡYZ-1BZ-1QZ-3.54.36.25.05.05.06.56.22001201501501502502504039.240404012058.41300750130013001300140013001969～19781971～19801970～19791971～19791972～19821978～19791978～19828242411中间试验钻机沈阳红阳大钻常州钻井机天津704钻井机太湖钻井机表土钻井机山东潜入式钻机专用钻机ND-1SZ-9/700AS-9/5...