郭铁成王文杰王国强
（平顶山天安煤业集团股份有限公司十矿综采一队，河南平顶山467013）
中图分类号：P634.5文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）07-198-02
摘要：以往采面过薄煤、断层钻孔均采用煤电钻机，安装电缆拉移不方便，钻孔时作业人员多、且易漏电伤人，钻孔卡钻、顶钻、夹钻时易伤人，钻孔速度慢，时间长。该钻具具有温升快、钻孔效率低、使用寿命短，维修拆装不便缺点，还需要专用的综保开关，电缆或煤电钻在淋水的地点要有防水设施。结合戊11—15110工作面
煤层薄，断层岩石硬的特点，研究决定采用了乳化液钻机施工钻孔，其安装及使用方便，充分利用工作面乳化液泵站资源，只需连接两根高压胶管即可工作，无需连接电缆及综保设备，降低了工作面的设备复杂程度，消除了安全隐患。通过严格落实乳化液钻机使用安全技术措施，杜绝了电气设备失爆现象，同时打眼时间大大减少，劳动强度减低，实现了安全生产，取得了良好的经济和社会效益。
关键词：薄煤层；坚硬岩石；乳化液钻机；使用措施；应用效果
十矿是一座年产300万吨的大型矿井，现主要开采煤层戊组、己组。经过40多年的开采，使得矿井一水平为残采区且煤层较薄。为缓解矿井采掘接替日趋紧张的局面，开采薄煤层的成了缓解接替紧张的关键，同时也直接关系到矿井生产任务的完成，但薄煤层煤层厚度均在0.8m—1.3m，为保证最小过机高度，需破岩石0.6m—1.0m，岩石较硬，回采过程中，一旦遇到断层，岩石段更硬，采煤机无法直接割煤，只有采取钻机打眼松动岩石后，才能割煤，严重制约生产，为安全埋下了重大安全隐患。经矿研究决定，采用平顶山市铁福来机电设备有限公司生产的ZDY250S煤矿用液压钻机施工钻孔，ZRS-50/13型手持式乳化液钻机安装及使用非常方便，充分利用工作面乳化液泵站资源，只需连接两根高压胶管即可工作，无需连接电缆及综保设备，降低了工作面的设备复杂程度，消除了安全隐患；钻机重量轻，操作灵活，只需1-2人即可操作。通过严格落实乳化液钻机使用安全技术措施，杜绝了电气设备失爆现象，同时打眼时间大大减少，劳动强度减低，实现了安全生产，取得了良好的经济和社会效益。
一、采面概况
戊11-15110采面属于-140水平戊五采区，工作面东靠戊五配轨及一部皮带，西至戊四轨道下山西侧230m左右，南为戊8-10-14111采空区，北为丁三煤柱采空区，上覆戊9-10-15112、戊8-10—14171、14151、14131、14262、14112、戊10-17152采空区（戊四轨道下山保护煤柱段戊８-10煤层未采）。埋深315m—530m。工作面位于牛庄逆断层及十矿向斜轴附近，地质构造情况较为复杂，工作面大于1.0m的断层有16条，其中F12、Ｆ13两条断层落差较大，为4.0m，在外切眼形成12m全岩和10m薄煤带，对回采影响较大。切眼长115m，有效走向长821m，沿戊11煤层布置，煤层倾角4°～10°，平均在7°左右，，煤厚2.0m，薄煤区段仅0.8—1.3m，戊11煤层顶为0.2-9m的泥岩及砂质泥岩，戊10与戊11夹矸在3.0m左右，局部较厚，其上为已采的戊8-10煤层，戊8直接顶为1.6m的细砂岩，再上为大于20m的厚层状砂质泥岩，直接底为大于15m的砂质泥岩，岩石较硬。
二、ZDY250S煤矿用液压钻机实用性分析
（一）煤电钻使用情况。
以往采面过薄煤岩石带、断层等地质条件时，采取煤矿ZM-15型煤电钻打眼震动爆破通过该区段，从现场煤电钻使用来看，存在的问题是：安装电缆拉移不方便，电缆、插销及钻机的零部件易失爆；钻孔卡钻、顶钻、夹钻时易伤人；钻孔速度慢，时间长（大于20分钟）；该钻具具有温升快、钻孔效率低、使用寿命短，维修拆装不便；还需要专用的综保开关，电缆或煤电钻在淋水的地点要有防水设施。
（二）乳化液钻机使用情况。
ZDY250S型乳化液钻机主要用于煤矿岩石与煤层钻进、工作面防灭火孔、探水孔、探瓦斯孔、测压孔等。该乳化液钻机用于井下机械化采煤工作面，使用的3-5%水基乳化液作为工作介质（与液压系统乳化液浓度一致，不需要专用的动力源），也可采用矿物油作为工作介质，动力粘度30-300bcst。乳化液泵站压力不小于30Mpa，乳化液浓度有现场配比和检查手段，自带除尘系统，灭尘更方面快捷。该钻机的使用，降低了工作面的设备复杂程度，消除了安全隐患。钻机技术参数和使用情况见表1和表2。
表1乳化液钻机技术参数表
表2乳化液钻机使用情况表
（三）乳化液钻机的实用性
ZRY250S型乳化液钻机安装及使用非常方便，充分利用工作面乳化液泵站资源，只需连接两根高压胶管即可工作，无需连接电缆及综保设备，降低了工作面的设备复杂程度，消除了安全隐患；钻机重量轻，操作灵活，只需1-2人即可操作。
三、液压钻机使用措施
（一）钻机的使用
1.钻机的安装固定及管路的连接
首选将机架固定装置卡在挡煤板上用锁紧螺栓锁紧，然后选择所打眼的位置，调整好推进滑架的角度。由操纵阀连接旋转马达和推进马达的油管为5根∮10的高压胶管，由操纵阀连接主管路的油管为两根∮16的高压胶管，主管路在最近的支架片阀接取，操纵阀组中大流量阀与旋转马达连接用两根∮10的高压管，另一根∮10的高压管连接在旋转马达的泄液口和推进马达的泄液口并入阀组回液管路之间（由∮16/∮10三通接入）。操纵阀组中小流量阀与推进马达连接两根∮10的高压胶管连接。
2.钻孔
开钻前要先开水→逐渐闭合马达操作手把，使其运转，缓慢闭合小片阀使钻杆自动匀速进入煤壁→钻杆全部打进去后，停止旋转马达推进，让马达转3—5秒后，停止马达，反推小片阀把钻杆拉出→打钻时两人之间操作娴熟，配合默契。
3.移钻
移动钻机前，松掉机架锁紧螺栓，由两人抬起钻机放到下一个打孔的位置，再次固定打眼。把操作台随着钻机移动，保证距离合适。
（二）使用钻机的安全技术措施
1.安装钻机时，严禁铁器敲打钻机各部位，尤其是导轨和传导丝杠。接钻杆时一定要在马达完全停止状态下进行，并确保钻杆联接牢固；联接或退卸钻杆时，严禁用金属敲击钻杆。
2.钻杆定位需要人员架扶，当钻头深入50mm，人员就可以松开，尽可能保证孔与导轨轴线一致，钻孔定位后，人员要撤离到老塘侧，防止煤壁片帮掉渣伤人。
3.钻机操作人员一定要注意力集中，根据马达的声音、转速判断负荷大小，及时调节推进马达速度。钻进前，必须先送水，在钻进，发现钻尾有漏液现象时，及时更换钻尾处o型密封，严禁无水状态下打钻。钻机操作者应站在钻机两侧，开动钻机时远离1m，操作台操作人员要服从钻机操作者口令或手势。
4.钻杆打进完后，要停止螺旋马达推进，让马达转3—5s后，再停止马达旋转，反推小片阀把钻杆拉出。
5.移钻机前，先卸掉钻杆，松掉机架紧固螺栓，由三人配合稳妥移动至下一钻孔位置，再次固定。推移钻机时，用力要均匀，防止钻机倒翻伤人，管子及时移动或联接到临近的支架上。
6.打完钻时，钻机及时解体，各部分要码放整齐并保证清洁，严禁磕碰马达，推进滑架。
四、应用效果分析
通过5个月用乳化液钻机施工钻孔期间，该钻机已经发挥了主导作用。主要有以下好处：液压钻机结构简单，购置成本低，可直接接到支架片阀上，不需要拉移电缆，节省了时间及人员；在安全上，从根源上杜绝了失爆现象，消除了安全隐患；提高钻进速度，节省打钻时间，由原来每孔20—23min提高到每孔5—8min；系统自动灭尘，改善作业环境，保护职工健康；增加采面推进度，提高原煤产量。
自采用了ZDY250S型乳化液钻机快速钻进成孔技术5个月以来，原煤产量提高了17.5%，增加7.8万吨，净增经济效益236.8万元。该技术的成功实施为今后薄煤层过断层钻孔快速钻进提供了可靠的设备，并积累了丰富的操作与故障排除经验，确保了采面安全生产。
作者简介:郭铁成（1981—），男，辽宁朝阳，助理工程师，河南理工大学本科。一直从事综采工程技术管理工作。