BMC系列矿用反井钻机
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BMC系列反井钻机

 
反井钻机技术的研究和应用始于上世纪五、六十年代,至九十年代已经在国内外矿山、市政、水电、交通等领域的地下工程中得到了广泛的应用。相比木垛法、吊罐法和爬罐法等传统施工方法,利用反井钻机技术施工竖井、斜井具有安全、快速、井壁光滑等优点。目前应用较广的反井钻机施工工艺如图1所示,分为自上而下的导孔钻进(左图)和自下而上的扩孔钻进(右图)。

卓力主要产品及经营范围:
1. BMC 90、BMC100、 BMC 120、BMC200、 BMC300 、BMC400、BMC500、 BMC600系列矿用反井钻机(整机占国内80%市场,配件占国内70%市场)。
2. 引进太重技术,生产中小型螺旋焊管生产线、小型冶金成套设备。
3. 铸造设备:造型机、射芯机、壳芯机、重力铸造机、低压铸造机、覆膜砂生产线、铁膜覆膜砂生产线、造型线等。
4. 铸造模具:铝型,漏模机、顶箱机、自动造型线模具、消失模模具、冷热芯盒、重力、低压模具、压铸模具、冲压模具、塑料模具、吹塑模具等。
5. ¢156~¢327mm钻杆钻具(参照美国标准生产)。
6. ¢760~¢7000mm钻头。
7. 各牌号球铁铸件、高铬铸铁部件、各种合金耐磨部件。
8. 生产规格和材质的离心浇注铸件。
9. 无缝钢管行业用定径辊、矫直辊、递送辊。
10. 可承接大、中、小型液压泵站的设计、制造。
11. 矿用防爆电器、开关及其控制系统的开发生产。
12. 反井钻机及矿山建井方面的技术咨询、技术培训、技术服务和技术转让等
 
反井钻机施工工艺
1-反井钻机;2-钻杆;3-导孔钻头;4-下水平巷道;5-待安装的扩孔钻头;6-工作中的扩孔钻头;7-扩孔后的井筒;8-自由落下的岩碴。
国外著名的反井钻机厂商有SANDVIK、ATLAS、TAMROCK、WIRTH、INDAU等,其中WIRTH公司的HG380型反井钻机保持着扩孔直径7.1m、井深1260m的世界纪录。国内曾经引进部分型号的反井钻机,但是,由于国外设备造价比国产设备高4~10倍,设备维护、配件、管理等成本居高不下等原因,渐渐被国产反井钻机取代。
国内现有北京中煤矿山工程有限公司(煤炭科学研究总院北京建井研究分院)研制的LM系列、煤炭科学研究总院南京研究所研制的AF系列、长沙矿山研究院研制的ATY系列反井钻机,是煤矿等中、小型反井工程施工的主力机型。随着国民经济快速发展,国家基础建设步伐加快,大量的煤矿、水利水电设施、交通隧道等建设工程需要施工井深200m以上、直径2m以上、岩石抗压强度200MPa以上的井筒。国产设备由于其设计能力不足,逐渐不适用于这些工程,为此,北京中煤矿山工程有限公司从2000年开始陆续开发研制出新型BMC系列反井钻机,已施工的井筒最深562m、最大直径3.5m、最硬岩石310MPa,大大拓展了国产反井钻机的应用范围。
BMC系列反井钻机设计意图及特点
为了满足反井钻机在煤炭、水电、交通等不同行业的应用需求,BMC系列反井钻机针对以往国产机型能力不足,对钻机的防爆能力、井巷内适应能力、硬岩等复杂地层适应能力、国际工程适应能力等进行了研究与改进。其特点:
(1)   适用范围广。既可以应用于煤矿等软岩地层,又可以应用于水电、交通等岩石抗压强度310MPa以上的硬岩地层,可施工直径5m、深度600m。
(2)   施工操作全部机械化。主机起放、钻杆吊装、丝扣接卸等操作均采用机械辅助,大大降低了工人劳动强度,提高了施工效率。
(3)   自动化控制程度高。部分高级机型采用电液控制系统,操作台体积缩小至原来的1/5,重量缩减至原来的1/10,可以随时轻松的调整方位;可编程参数控制系统,自动控制和记录钻进参数,避免由于操作手水平不齐引起的参数选择误差。
(4)   智能化事故预防系统。通过程序化控制,设定安全条件,有效防止钻进中反转、动力头浮动极限位置伤扣、导孔钻进过程中压钻头、扩孔钻进过程中扭断钻杆等事故的发生。
(5)   组装式机身和扩孔钻头结构。大型反井钻机采用可拆卸组装结构,便于在受空间限制的巷道等工作面施工;大直径扩孔钻头均采用阶梯式拼接结构,通过拼接可以灵活的选择所需扩孔直径尺寸,既便于运输、安装、部件更换,又节省钻头结构成本。
3       BMC系列反井钻机主要技术参数及适用范围
BMC系列反井钻机适用于煤炭、水电、交通、市政、金属矿山等行业的地下特殊施工,其主要技术参数见表1,适用范围见表2。

BMC系列反井钻机主要技术参数
反井钻机 BMC100 BMC200 BMC300 BMC400 BMC500 BMC600
 
机型 导孔直径/mm 扩孔直径             /m 最大井深           /m 钻杆直径/mm 额定拉力
/kN
最大拉力/kN 额定扭矩/kN·m 最大扭矩/kN·m 驱动方式 控制方式 输入功率/kW 工作尺寸/cm(长×宽×高) 主机重       /t
BMC200 216 1.2、1.4 200 182 850 1000 35 50 液压 液压 86 310×104×334 7.9
BMC300 241 1.4、2 300、200 203 1250 1500 64 100 液压 液压 108 325×151×364 8.7
BMC400 270 2.0、2.5、3 400、250
150
228 2450 3000 80 120 液压 电液比例 128.5 331×183×504 12.5
BMC500 295 2、2.5、3.5 500、350
200
254 3075 3800 120 170 液压 电液比例 178.5 331×183×504 13.5
BMC600 350 3.5、5.0 600 327 4900 6000 300 450 液压 PLC
程序
286 565×210×510 25.2
 
 
 
Table 2  BMC系列反井钻机适用范围
应用领域 阶段性临时工程 临时工程 永久工程
煤炭系统 各种溜矸孔(煤仓、暗井、主井、副井、风井) 采区风眼、溜煤眼、溜矸眼、瓦斯抽放孔 、安全救护钻孔 通风井、下料井
水电系统 各种导井(压力管道、出线井、调压井、电梯井) 施工期间通风竖井(长大隧洞、地下调压室)、加固钻孔 地下永久建筑(厂房、变压室等)通风竖井、观测孔
其它系统 各种溜井(井筒、矿仓) 采区风眼、溜矿眼、溜渣眼、材料人员井 通风孔等
地下建筑 各种导井 施工期间通风孔 通风井、进出口
适用条件 深度600m以内、直径5m以内、岩石抗压强度不大于310MPa、具有下水平巷道的竖井或与水平面夹角60~90°的斜井
 
4       新型硬岩滚刀
近年来,随着水电站建设的迅速发展,大部分水电站地下工程在硬岩中施工,如四川自一里水电站、吉林白山水电站、福建穆阳溪水电站等多为花岗岩地层,岩石坚硬,单轴抗压强度达到250MPa;山东泰安抽水蓄能电站花岗岩抗压强度达到310MPa,石英、长石等颗粒性强的矿物含量在70%以上。过去使用普通滚刀寿命只有5~10m,工效非常低,破岩刀具费用高达每米一万元以上,反井钻机无法作为工程设备应用。
针对目前反井施工钻进硬岩出现的破岩效率低、滚刀寿命短、成本高等问题,北京中煤矿山工程有限公司研制出适用于硬岩钻进的新型镐形镶齿滚刀,在泰安抽水蓄能电站工程应用,寿命达到125m以上,并经多个水电站不同岩石条件应用,硬岩滚刀可以满足不同工程需要,解决了硬岩地层中钻进反井难题。
5       BMC系列反井钻机技术应用实例
自2005年以来,BMC系列反井钻机陆续在煤炭、水电、交通等行业的地下反井工程中应用,累计完成井筒施工近6000m。
(1)辽宁省蒲石河抽水蓄能电站竖井,地层以花岗岩、花岗片麻岩和玄武岩为主,采用BMC 300型反井钻机施工,导孔直径244mm、扩孔直径1.4m、钻孔深度213.9m,纯施工工期27d,纯施工效率238m/月,其中导孔钻进14d,施工速度为0.64m/h;扩孔钻进13d,施工速度为0.69m/h,钻孔综合偏斜率0.44%,不仅满足了工程要求,而且施工速度快、钻孔精度高、成井质量好。
(2)山西省晋煤集团寺河矿小东山通风竖井,地层为硬度较小的沉积岩,利用BMC 400型反井钻机施工,完成深度267m、直径2.5m和深度269m、直径3.5m两个通风井,平均导孔钻进速度为0.62m/h,平均扩孔钻进速度为0.48m/h,钻孔综合偏斜率0.26%,是国内已完成的一次性扩孔直径最大的反井工程。
(3)秦岭终南山特长隧道是西安至安康高速公路穿越秦岭主脊的控制性工程,主洞长度18020m,双洞总长度36040m,在山岭公路隧道中长度排世界第二位,总规模长度排世界第一。北京中煤矿山工程有限公司承担的1号、3号竖井导井反井钻井施工,导井地层以混合花岗岩、混合片麻岩为主,其中,1号竖井采用BMC 300型反井钻机施工,钻成直径1.4m、深度170m导井,综合成井速度4.36m/d,钻孔偏斜率0.27%;3号竖井采用BMC 400型反井钻机施工,钻成直径1.4m、深度380m导井,综合成井速度4.87m/d,钻孔偏斜率1.0%。
6       结语
(1)随着我国能源开发需要,煤炭、水电、冶金等领域有大量地下工程,反井钻机的应用范围将日益扩展。
(2)BMC系列反井钻机在施工能力、机械化和自动化程度等方面使反井钻机技术应用达到先进的水平,为众多行业地下井筒工程提供了安全、高效的施工条件。
(3)工程应用表明,镐形镶齿滚刀刀齿布置结构合理,破岩效率及使用寿命可满足在中硬及硬岩中高速钻进的要求。
(4)今后应加强对深井反井钻井工艺的研究和改进,使BMC系列反井钻机在地下工程建设中发挥更大的作用。
 
卓力超强的技术实力和团队模式:
1. 技术实力:
我公司主要以生产耐磨设备和部件见长,在耐磨材料的选用方面有较丰富的理论和实践经验;多次承接完成国家科技攻关课题,并获多项国家专利。
反井钻机成套设备主要应用于煤矿、水电、有色金属等采矿业,在开滦煤矿、兖州矿业、枣庄矿业、鸡西矿业、淮北矿业、神木煤田、土耳其KARADON煤矿、秦岭公路隧道、雪峰山公路隧道、葛洲坝水利工程、溪洛渡水利工程、二滩水电站、小浪底水利枢纽等国家重点工程建设中发挥关键了作用。并出口到泰国、老挝、马来西亚、等多个国家和地区。
09年4月20日,我们生产的国家煤炭行业十一五重点科技攻关项目 — BMC600 大型反井钻机成套设备,在山西晋城矿务局寺河煤矿成功进行了国内首次大型工程施工及钻机验收试验;国家安全生产管理总局王树鹤局长、科技部、北京煤炭科学研究总院及国家煤炭行业的主要领导、各大矿务局的领导亲临现场观摩透孔竣工仪式,并给予高度评价。
2. 团队经营模式:
我公司不断发展壮大的同时,经过多年的经营,培养和筛选了一批外协加工单位,大家团结一致,组成一个守信用、反应快的紧密型联合体,以我公司为龙头,共同面对市场,关键技术由我公司开发、主要专用设备我公司采购,发展和把握外协配套厂家,轻装上阵是我们近几年能够快速发展的主要途径之一。

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