旋挖钻机配套集束式潜孔锤硬岩施工方法研究

针对旋挖钻机在大口径硬岩地层嵌岩桩施工困难的问题,采用旋挖钻机配套集束式潜孔锤的解决方案,设计了JSQ-Z正循环及JSQ-F反循环2种类型集束式潜孔锤,并提出了3种施工方法及钻具配套方案,使旋挖大口径硬岩施工更加快速、高效、经济。

集束式反井气动潜孔锤钻进工艺在大口径煤矿排水孔施工中的应用

针对在大口径瓦斯排放孔或大口径矿山应急救援钻孔施工中要求时间较短,而应用常规组合牙轮钻头或组合滚刀钻头施工时,由于钻孔口径较大,钻杆柱与钻孔环状间隙大,钻井液上返速度很慢,排除岩粉困难,钻进效率低的问题,以国内外反向钻进用牙轮钻头或滚刀钻头为基础,参考非开发回拖式扩孔钻进的施工经验,研发了集束式反井气动潜孔锤钻进工艺。在内蒙古黄玉川大口径煤矿排水孔施工的经验表明,在钻穿巷道顶板的大口径钻孔施工时,集束式反井气动潜孔锤及反井钻进工艺取代常规组合滚刀反井钻进工艺,可以大大提高了钻进效率,对类似钻孔的施工有很好的参考价值。

空气锤发展和应用研究

详细论述了空气锤在国内外的发展和应用,并对其结构类型进行了总体分析。介绍了贯通式反循环空气锤、泡沫潜孔锤、单体大直径和集束式空气锤及空气锤钻水平段的发展、应用和现状。

偏载状态下集束式潜孔锤气流调节机构同步特性分析

针对现有集束式潜孔锤钻孔凿岩作业时集中气流无法调节的问题,设计了一种集束式潜孔锤气流调节机构,采用多油缸驱动,为保证气流能够均匀调节及分配,要求驱动油缸运动时保持同步。试验验证了不同负载模式下,调节机构在不同控制阀作用下的同步特性。结果表明:在均匀负载状态下,分流集流阀及比例阀的同步特性较好;随着负载偏载载荷加大,分流集流阀的同步性能变差,平均误差增大。

大直径集束潜孔锤正循环快速扩孔钻进技术试验

空气潜孔锤钻进是基岩尤其是坚硬岩石地区施工首选的一种高效钻进技术。但目前国内直径大于660 mm的空气潜孔锤一次性扩孔钻进的不多,特别是660 mm的集束潜孔锤正循环一次性扩孔排渣钻进更是屈指可数。在金能2号瓦斯抽放立井的钻进试验证明,660 mm集束潜孔锤扩孔能够实现正循环一次性扩孔排渣钻进,并具有扩孔速度快、钻进效率高、施工周期短、适应性强等优点。在较坚硬的岩石地层平均钻进速度6.36 m/h,最高钻进速度9 m/h,比正循环牙轮钻头钻进速度高10倍。对矿井发生灾害事故时,可在最短时间内进行被困人员施救提供了行之有效的方法,同时,也可解决缺水地区或严重漏失地层钻进技术难题。

旋挖钻机在广州花岗岩孤石地区几种岩石成孔方法的分析比较

广州花岗岩风化壳地区,由于长期的风化作用导致风化岩层厚度分布变化较大,球状风化体无规律分布,给在此区域的桩基工程施工造成一定阻碍。结合工程实例,对比几种旋挖机岩石成孔方法,试验比较后,牙轮筒钻具有经济上的优势,集束式潜孔锤具有速度上的优势,可根据场地具体超前钻报告将2种施工工艺结合使用以取得最大的综合效益,为此类区域桩基施工提供参考。

集束式潜孔锤气流调节机构同步特性的分析

针对现有集束式潜孔锤钻孔凿岩作业时集中气流无法调节的问题,设计一种气流调节机构。集束式潜孔锤气流调节机构采用多油缸驱动。为保证气流能够均匀调节及分配,要求驱动油缸运动时保持同步。采用双同步阀控制三缸同步;分析同步阀的机械结构及工作原理,建立同步阀的数学模型;通过试验验证不同负载下双同步阀控制调节机构的同步特性。结果表明:在均匀负载状态下,三缸同步特性较好,随着负载偏载载荷加大,三缸同步特性变差。

扩孔用集束式反循环潜孔锤设计与试验

基于ZMK5530TZJ60(A)车载钻机、127/70 mm双壁钻具、大口径试验钻孔施工方法等条件,设计了710/311 mm扩孔用集束式反循环潜孔锤。该扩孔用集束式反循环潜孔锤是由3个常规正循环冲击器与215.9 mm潜孔锤钻头均布在同一圆周面上组合而成。在现场钻进试验过程中,其反循环效果良好,最高机械钻速为4 m/h,平均机械钻速达2.1 m/h,与同条件下常规牙轮钻头扩孔方法相比,提高了2.6倍。现场试验结果表明该710/311 mm扩孔用集束式反循环潜孔锤总体结构设计较为合理,同时也为下一步的改进设计提供了试验依据。

扩孔用集束式反循环潜孔锤的改进设计

为解决原扩孔用集束式反循环潜孔锤钻进试验中发现的新问题,综合考虑ZMK5530TZJ60(A)车载钻机、178/113 mm双壁钻具、大口径试验钻孔等施工条件,改进设计了新扩孔用集束式反循环潜孔锤。在现场试验过程中,其反循环排渣效果良好,最高机械钻速为6m/h,平均机械钻速达3.41 m/h,与原扩孔用集束式反循环潜孔锤钻进相比,提高了0.6倍。现场试验结果表明该扩孔用集束式反循环潜孔锤总体结构改进设计合理,可推广应用于大直径工程孔硬岩施工中。