大直徑擴(kuò)孔鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計
- 發(fā)布時間:2022-07-18
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1 概 述
我 國從上世紀(jì)70年代開始研制反井鉆機(jī) ,迄今已形成中小型系列反井鉆機(jī) ,主要用于施工溜矸孔 、壓力管道 、通風(fēng)井等 ,在煤 礦 、水 電 、冶金等行業(yè)地下工程領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用 。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展 ,各項地 下工 程建 設(shè)規(guī)模 日益擴(kuò) 大 ,特別 是西 部 能源 基 地 開 發(fā)力 度 增 大 ,在 建 與 擬 建的煤 礦風(fēng) 井 、地下 廠 房 式 電站 和 蓄能 電站 數(shù) 量 較多 ,需 要施 工 深度 400~600m,鉆 孔 直徑 2.5m 以上 的壓力 管 道 、調(diào) 壓井 、通 風(fēng) 井 、導(dǎo) 向 井 等 。在 進(jìn)行 大 型反 井鉆 機(jī) 研 制 的 同 時 ,還需 要 設(shè) 計 研 究 與其 配 套使 用 的大 直徑 擴(kuò) 孔 鉆 頭 ,以適 用 于 煤 礦 大直 徑 通風(fēng) 立井 、深 瓦斯抽 放井 筒 等工程 的施 工 ,也適 用 于水 電 、隧道等 通 風(fēng)立井 的鉆 鑿 ,滿足 一次 擴(kuò)挖 、安全 、快速 建井 的需求 。
2 大直徑擴(kuò)孔鉆頭結(jié) 構(gòu)設(shè)計大直徑擴(kuò)孔鉆頭 要求整 體 結(jié)構(gòu) 合 理 ,滿足井下狹窄巷道運輸便利的要求 。目前 ,國外大直徑擴(kuò)孔鉆頭的結(jié) 構(gòu) 多 為 以 中心 刀 盤 為 主 體框 架 、四周 采用 螺 栓 連 接 的 多 體 結(jié) 構(gòu) 。這 種 結(jié) 構(gòu) 重 量 較大 ,在 我 國井 下 運輸 有 困難 。由 于擴(kuò) 孑L鉆 頭 布 刀不 合理 ,造 成漏 渣孔 較小 ,若進(jìn) 行 反井?dāng)U 孔鉆 進(jìn)作業(yè) ,鉆進(jìn)遇不穩(wěn)定地層 時,容易被較大 的巖塊堵塞 ,使 得大量 的巖屑卡在鉆 頭體 的表面 ,降低鉆速 ,清 理巖渣 增加 了輔 助作業(yè) 時 間 ,影 響施工 作業(yè)周 期 。根據(jù)我 國煤 礦 井 下運 輸 巷 道 的基 本 條 件 ,設(shè)計 的 大 直 徑 擴(kuò) 孔 鉆 頭 ,最 小 外 徑 一 般 不 能 超 過2.0m,單體 重量 要 小 于 6t。鑒 于 上述 原 因 ,將 大直 徑擴(kuò) 孔鉆 頭設(shè) 計 為 中間 分體 組 裝 式 結(jié)構(gòu) ,優(yōu) 越性 有 以下幾 點 :
(1)在運 輸過 程 中 ,擴(kuò)孔 鉆頭 的 中心管及 承扭與 承拉 的花鍵 套 和 鎖 緊螺 母 成 為 單 獨 一件 ,不 僅使 得鉆 頭體 的單 件 運 輸 尺 寸及 重 量 降低 ,而且 井下 拼裝 簡單 ;
(2)漏渣 孔分 布均 勻 ,不 易發(fā) 生堵孔 ;
(3)該結(jié) 構(gòu)便 于更 換 與 檢修 鉆 頭 中 心管 等 重要零 部 件 ;
(4)組裝 式擴(kuò) 孔鉆 頭時 ,下部 法蘭可 連接組 裝更 大直徑 的鉆 頭體 ,形 成 階梯 式擴(kuò) 孔鉆頭 ,為今 后研 發(fā)更 大直徑 擴(kuò)孔 鉆頭 提供 了平 臺 。大直徑 階梯組裝 式 鉆頭結(jié) 構(gòu)