数字化多参数液压履带钻机井下钻探的“安全卫士”与“效率引擎”

引言：矿山钻探的“两难困境”

在煤矿井下钻探作业中，“安全”与“效率”似乎总是一对矛盾体——强化安全监测可能拖累进度，追求快速钻进又可能埋下风险隐患。山东益矿钻采科技有限公司的数字化多参数液压履带钻机CMS1 - 7500/75通过智能化监测系统与动力性能优化，首次实现了二者的协同提升，为井下钻探提供了“鱼与熊掌兼得”的解决方案。

安全生产：构建“三层防护网”

环境风险实时监测：瓦斯与振动的“早期预警员”

• 矿用煤层瓦斯压力无线测定仪：采用隔爆设计，可在660/1140 V复杂电压环境下稳定工作，实时监测钻孔区域瓦斯压力，当压力超过阈值时自动触发声光报警；

• 矿用本安型无线振动压力传感器：安装于钻杆与回转机构连接处，采样频率达100 Hz，可捕捉微小振动异常（如卡钻前兆），预警响应时间＜0.5秒。

设备本质安全：从电路到结构的全面防护

• 隔爆兼本安控制系统：核心元器件符合GB 3836.1 - 2010标准，可在瓦斯浓度≤1%的危险环境下安全运行；

• 噪声控制技术：通过液压系统降噪设计与隔音罩优化，操作点声压级控制在95 dB（A），低于行业平均水平10 dB，减少长期作业对矿工听力的损伤；

• 紧急停机机制：配备独立于主系统的应急停止按钮，响应时间＜0.3秒，可在突发故障时切断所有动力输出。

人机工程优化：降低人为失误风险

• 离地间隙250 mm：提升复杂巷道通过性，减少底盘磕碰引发的设备故障；

• 俯仰/回转角度±180°：钻机操作范围覆盖全方向，避免人工调整机位的安全隐患；

• 远程操控选项：支持100米内无线遥控，使操作人员可在远离钻孔区域的安全位置作业。

效率提升：动力与智能的“双轮驱动”

智能流程优化：减少“隐性时间损耗”

• 自动进尺记录：通过RFID钻杆计数与位移传感器联动，实时统计钻孔深度，避免人工测量耗时（传统方式每孔需10 - 15分钟，现缩短至0）；

• 故障自诊断：系统内置30 + 种常见故障模型（如液压油污染、马达异常），诊断准确率＞95%，平均故障排除时间从2小时降至30分钟；

• 煤岩层自适应：基于识别结果自动调整给进速度与回转压力，单孔施工时间较传统钻机缩短15% - 20%。

安全与效率的协同验证：实验室与现场数据

在山西某矿的工业性试验中，CMS1 - 7500/75完成了3个600米深孔钻探任务，关键指标如下：

• 安全记录：全程无瓦斯超限预警，设备故障次数0，噪声检测均符合《煤矿安全规程》要求；

• 效率数据：平均钻进速度达1.2 m/min，较同矿区传统钻机提升25%；单孔耗材成本降低18%（因钻具寿命延长与返工减少）。

结语：安全是底线，效率是目标

CMS1 - 7500/75的实践证明，安全生产与效率提升并非对立关系——通过数字化监测技术消除“看不见的风险”，通过智能化动力控制释放“潜在的产能”，二者可形成正向循环。对于矿山企业而言，选择具备“安全基因”的智能装备，不仅是合规要求，更是降本增效的战略投资。

注：本文试验数据与技术参数均来自益矿科技实验室