一．適應范圍：

    ZDY8000S/ZDY10000S型鉆機是目前國內(nèi)煤礦坑道鉆進能力最大的全液壓近水平鉆機。它具有大扭拒、給進起拔力強等特點。適用于煤礦井下大直徑瓦斯抽放鉆孔、地質(zhì)勘探孔或地表工程中的大直徑近水平鉆孔的施工。

二、結(jié)構(gòu)特點：

1.采用全液壓動力頭結(jié)構(gòu)，由主機、泵站、操縱臺三大部分組成，解體性強。主機設有步履行走機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)，使搬遷更方便，鉆場布置更加靈活；

2.雙泵液壓系統(tǒng)，使回轉(zhuǎn)與給進工藝參數(shù)可以獨立調(diào)節(jié)。變量油泵和變量馬達的有機組合使轉(zhuǎn)速和扭矩調(diào)整范圍擴大并實現(xiàn)了無級調(diào)速，提高了鉆機對不同鉆進工藝的適應能力；

3.液壓自動擰卸鉆具，減輕了工人的勞動強度，提高了工作效率；

4.雙油缸給進與起下鉆具，使給進、起拔能力增大，提高了鉆機處理孔內(nèi)事故的能力；

5.通孔式的回轉(zhuǎn)器結(jié)構(gòu)設計，通過更換不同的卡瓦組可適用不同直徑的外平鉆桿，鉆桿的長度也不受鉆機結(jié)構(gòu)尺寸的限制；

6.用支撐油缸調(diào)整機身的傾角既方便省力又安全可靠；

7.通過操縱臺集中操縱，使操縱人員可遠離孔口，確保了人身安全；

8.完備的液壓保護裝置和通用性強的液壓元件，提高了鉆機運行的穩(wěn)定性和可靠性。

三、應用實例

    2002年12月4日至19日，在陜西銅川礦務局陳家山煤礦415區(qū)段附近施工。試驗歷時11天，純鉆進時間為137.46小時，累計進尺1667.5m，平均時效為12.13m/h，采用一次成孔的鉆進工藝，先后完成了鉆機能力孔和試驗孔兩個鉆孔。該鉆孔已開始用于抽放瓦斯，平均瓦斯抽放量達到14m3/min，抽放瓦斯?jié)舛葹?0%。其中一個鉆孔孔深865m，最高時效達到28m/h，開孔直徑Φ300mm，終孔孔徑Φ150mm，是目前我國煤礦井下最深的近水平定向鉆孔，也是目前我國煤礦最深的全煤層鉆孔。

    鉆孔地層從上至下分別為中粗粒長石英砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)泥巖、4#–1煤、淺灰–灰黑色粉砂巖、4#–2煤、炭質(zhì)泥巖、細砂巖、根土巖、花斑泥巖。在4#–2煤層中含數(shù)層夾矸，夾矸層的巖性多為泥巖或炭質(zhì)泥巖。4#–2煤層直接頂板穩(wěn)定性差，硬度較底；4#–2煤層的底版具有松軟易碎，遇水膨脹特性。該區(qū)段地質(zhì)構(gòu)造主要以褶皺構(gòu)造為主，屬高瓦斯地區(qū)，煤的平均厚度為10m，煤層傾角5~7°。

    鉆孔一：開孔傾角上仰6°，方位平行于415運順，孔深802.5m （其中孔深0~420m時，孔徑為φ193mm；孔深420~500m時，孔徑為φ153mm；孔深500~802.5m時，孔徑為φ113mm）。在鉆進過程中，先后穿越煤層及泥巖（其中前380m在煤層中鉆進，測斜儀對鉆孔傾角進行測量，鉆孔傾角最大為6.5°，最小為6°，與開孔傾角大致相同）。380m以后先是換用φ113mm四翼刮刀鉆頭，鉆頭后跟3個穩(wěn)定器。鉆孔軌跡一直保持在泥巖中鉆進至802.5m終孔。

    鉆孔二：開孔傾角上仰5.3°，方位右偏415運順3°。終孔孔深865m（孔深 0~712m時，孔徑為φ153mm；孔深 712~865m時，孔徑為φ113mm）。鉆進施工時，先后經(jīng)煤層、炭質(zhì)泥巖。用造斜組合鉆具鉆進至337m時，經(jīng)測斜儀對鉆孔進行傾角測量，最大傾角為-1°，最小傾角為-1.5°，鉆孔下斜。根據(jù)礦上提供的地質(zhì)資料，為使鉆孔軌跡保持在煤層中，換用保直組合鉆具鉆進，鉆進至855m時，進入炭質(zhì)泥巖，繼續(xù)鉆進10m，（其中855m在煤層中鉆進）。

    在此次試驗中采用由我院研制的8類金剛石復合片鉆頭：φ75mm的內(nèi)凹三翼金剛石復合片鉆頭，φ113mm內(nèi)凹三翼金剛石復合片鉆頭，φ113mm四翼刮刀金剛石復合片鉆頭，φ94金剛石復合片組合擴孔鉆頭，φ113mm金剛石復合片組合擴孔鉆頭，φ153mm金剛石復合片導向擴孔鉆頭，φ193mm金剛石復合片導向擴孔鉆頭，φ300mm金剛石復合片導向擴孔鉆頭，8類鉆頭經(jīng)使用，效果良好，特別是對于4~7級中硬和軟硬互層地層有很好的適應性和鉆進性能。在煤層中鉆進時，平均時效可達18m/h以上。