大直徑滾刀鉆頭壽命和效率創新的記錄

由國土資源部勘探技術研究所研制的快速、高壽命型瓦斯排放孔用反井系列鉆頭，經過對所用滾刀的切削齒、軸承、密封機構及加工工藝的改進及對鉆頭整體結構的獨特設計，目前在技術上有了突破性進展。最近在為寧夏工程勘察院等單位成功研制φ1000、1200和1500mm系列反井鉆頭的基礎上，又為江蘇天明機械集團自主研發的我國第一臺TMC型全路面大口徑救援鉆機配套研制了φ850鑲齒滾刀反井擴孔鉆頭，成功用于中國神華神東煤炭集團山西保德煤礦，在較短時間內順利完成了兩個瓦斯排放孔施工任務，并創造了施工效率和鉆頭壽命兩項記錄。

該瓦斯排放孔位于保德煤礦劉家堰風井處，設計鉆孔2個，單孔孔深304m，下管直徑630mm，要求與井下巷道貫通。施工鉆孔上部地層破碎并有少量滲水并含有大量的中小礫石，下部地層鈣質膠結堅硬，屬于典型的復雜地層鉆進，因而對鉆孔的護壁及施工效率都提出了新的挑戰，施工中采用了“泥漿鉆進與潛孔錘空氣鉆進相結合，潛孔錘正鉆與鑲齒滾刀鉆頭反提相結合”的施工工藝，在松散層段采用φ450mm鉆頭泥漿鉆進工藝施工至基巖，下φ377mm鋼管護壁后，采用φ314mm潛孔錘空氣鉆進工藝施工與井下貫通；拔出φ377mm護壁管后采用φ780和1200mm鉆頭泥漿鉆進逐級擴孔，擴孔后下φ1020mm鋼管護壁；然后采用φ660mm潛孔錘空氣鉆進工藝擴孔再次與井下貫通；最后采用φ850mm反井鑲齒滾刀鉆頭反提至φ1020mm護壁管處，完成全孔施工任務。

施工瓦斯排放孔、煤礦救援孔等工程最基本的要求就是可實現快速成孔，并要保證準確無誤的打入港道內預定的位置。因此，不僅對所用設備提出了高的要求，對所采用的施工工藝及鉆具、鉆頭提出了更高的要求。勘探技術研究所在鉆頭設計中本著長壽命高效率的目標，對鉆頭進行了優化設計，首先對破巖滾刀進行了全新設計，對齒形、齒布局、軸承密封及鎖緊形式進行了全面的改進，并對邊刀座的結構及耐磨性進行了全新的設計。改進后的破巖滾刀的壽命及施工效率均比改進前有了成倍的提高。

TMC型全路面大口徑救援鉆機屬于大扭矩高效多功能設備，施工過程采取的是強力鉆進，所配套的鉆頭必須滿足該設備的要求，φ850型反井鉆頭設計為反拉式結構，鉆頭體設計為箱式結構，在不過度增加鉆頭重量的同時增強了鉆頭的整體強度，同時合理設計了漏渣通道使得巖渣排除更容易。擴孔鉆頭與全斷面鉆頭相比處于孔底不穩定狀態，對其導正性及鉆頭的耐磨性提出了更高的要求，φ850鑲齒反井擴孔鉆頭設計了獨特的扶正防斜裝置，既保證了鉆具的平穩鉆進，又保證了導正部分的耐磨性。鉆頭及配套鉆具取得了十分滿意的使用效果，在堅硬地層中擴孔鉆進，效率達到了近3m／h，連續擴孔兩個鉆孔，擴孔長度達到了近400m，鉆頭及切削具仍完好無損。

據悉，勘探所將根據目前煤礦安全生產的需求，與天明機械集團密切合作，力爭在較短的時間內研制出高效潛孔錘、大口徑集束式潛孔錘及反循環鉆具，以替代同類進口產品。