展会直击 |中国煤科西安研究院钻探新技术与新装备亮相第十九届国际采矿展

  在10月26日开幕的第十九届中国国际煤炭采矿技术交流及设备展览会上,中国煤炭科工集团有限公司西安研究院钻探新技术与新装备展位前观者如潮,问讯不绝。在积极参与煤矿智能化建设的过程中,西安研究院立足国家矿山安全重大需求,依托“十三五”国家科技重大专项、国家重点研发计划等项目,积极推进关键技术的研发与迭代。电液控制智能化定向钻机、煤矿井下智能钻孔机器人系统、地面应急救援车载钻机与配套工艺等一批新技术、新装备应运而生。

  

  

  煤矿井下大功率智能化

  

  钻探装备及高效快速钻进技术

  

  煤矿井下大功率智能化钻探装备是展会上的明星产品。这是西安研究院紧密结合市场需求,顺应煤炭开采无人化、智能化趋势的结果。它具有很多独创的优势。

  

  创新研制了电液控制智能化定向钻机。实现了钻杆装、卸过程的精确、连贯、高效控制。解决了大功率定向钻进装备机械化自动化加卸钻杆、自动化控制、参数实时监测和典型故障预警等问题,提升了钻机运行参数监测的信息化和事故预防处理技术的智能化水平,形成了煤矿井下防爆智能化大功率定向钻进成套装备,为旋转导向、地质导向施工,以及“以孔代巷”大直径定向钻孔施工提供了可靠装备保障。

  

  

电液控制智能化定向钻机

  

  开发了矿用有线地质导向随钻测量装置与地质导向钻进技术。实现了随钻方位伽马测井数据实时显示、预处理和分析以及对钻孔左右位移的精准控制,确保钻孔轨迹沿目标煤层延伸。地质导向钻进技术及装备可提高钻孔钻进效率和煤层钻遇率,降低煤层气抽采定向钻孔钻进成本,实现了煤矿井下坑道定向钻进技术从“几何导向钻进”向“精确地质导向钻进”的巨大飞跃。

  

  发明了矿用小直径液驱推靠式旋转导向钻进系统。攻克了在强烈振动下倾斜角和具面角的高精度测量、大噪声背景下微弱信号的提取等5大技术难题,实现了高精度测斜,为旋转导向工具控制和钻孔轨迹调整提供了技术保障。旋转导向钻进技术可在回转钻进同时实现定向钻进,提高钻探施工效率和钻探施工安全性,实现从“滑动定向钻进”到“旋转定向钻进”的跨越。

  

  目前,这项成果已在晋城煤业、河南煤化等多家煤矿开展了成套装备与技术的现场试验,取得了良好效果。

  

  煤矿井下智能钻孔机器人系统

  

  煤矿井下智能钻孔机器人系统,是展会上另一项广受关注的技术。相对于传统煤矿钻进系统,该系统具有模块化的大容量钻杆自动装卸系统,钻杆自动装卸系统拥有国内最大的杆仓容量,性能先进,可靠性强,极大提高了自动钻孔的施工效率。

  

  

煤矿井下智能钻孔机器人

  

  机器人智能控制系统是该系统的一大特点,具有无线数据通信、钻机数据显示和故障自主诊断等功能,可以实现系统中关键传感器的工作状态监测,能够及时发现电控系统故障点,降低因传感器损坏造成事故发生的可能性。集中控制及交互系统是该系统的另一亮点,地面集中控制及交互系统,实现了钻孔机器人运行情况的实时监控和相关施工数据的井上、井下实时互通,系统配套有远程数据监管功能,显示钻孔施工情况。

  

  煤矿井下智能钻孔机器人系统能够满足探水、防突和防冲等多种类型钻孔的自动施工要求,自动化、智能化程度高,可维护性好,真正减少了井下作业工人数量,为煤矿的智能化建设提供了一套性能先进,技术可靠的智能钻孔解决方案。

  

  地面应急救援车载钻机与配套工艺

  

  本世纪以来,世界范围内已有3例利用钻进通道成功营救井下被困人员的案例。其中两例是美国事故救援,一例是我国事故救援。由于这种“小直径生命保障孔+大直径救援井+提升技术装备”只有大直径钻机才能开展。西安研究院以发展民族工业为己任,着力推动关键技术的国有化,开发出了复杂地层条件下地面救援通道精准、安全、快速构建工艺技术,对矿山应急救援井、煤层气远端对接井、电缆通风井等快速施工意义重大。

  

  地面救援车载钻机将钻机部件集成于特制车辆底盘之上,具有移动迅速、施工用地少,施工效率高等一系列优点。车载钻机及配套机具还可满足空气正循环、空气潜孔锤、泥浆正循环、泥浆反循环、气举反循环(适用三壁钻杆)等多种钻进工艺,能根据工况实时切换,具备施工大直径钻孔和处理事故能力。

  

  

车载钻机

  

  车载钻机在工程施工中创新性采用井底软密封方式建立反循环,利用集束式潜孔锤钻进,解决了高效碎岩与排渣难题,实现大直径救援井高效钻进,形成了复杂地层条件下地面救援通道精准、安全、快速构建工艺技术。

  

  该项成果的成功研发,为被困人员的及时搜救和地面Φ800mm通道的快速安全构建提供了技术与装备支撑,形成了具有自主知识产权的矿山救援通道构建技术体系,将全面提升我国矿山灾害应急救援能力。


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