中矿天智智能化钻机系统在榆林矿区的应用实践与技术创新思考

矿区:陕西·榆林神木 | 主题:智能钻探 · 定向控制 · 多传感器融合
项目年限:2024-2025
区域:榆林矿区(神木等)
方向:钻-测-控一体化

智能化钻机系统 | 播客音频

定向控制 · 多传感器融合 · 技术亮点解读

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一、引言

随着我国煤炭资源开采逐渐向深部、复杂地质条件区域延伸,传统钻探工艺在效率、安全性与精准度方面面临严峻挑战。智能化钻探装备作为煤矿智能化建设的关键组成部分,不仅关乎开采效率,更直接关系到矿井安全生产与资源回收率。

中矿天智信息科技(徐州)有限公司依托中国矿业大学在矿山机械与智能化技术领域的深厚积累,开发了系列智能化钻机系统,并在陕西榆林神木地区多个煤矿中实现了成功应用。本文结合具体设备配置与现场应用反馈,从技术原理、系统集成、应用成效等角度,对中矿天智智能化钻机系统的技术特点与实战价值进行分析。

关键词:智能钻探、随钻测量、定向控制、矿井安全
中央控制系统界面

二、智能化钻机系统的技术架构与核心功能

(一)ZDY4200LS 型履带式全液压坑道钻机

该型号钻机具备远距离一键操控功能,操作半径可达50–100米,显著提升了人员在复杂地质条件下的安全距离。系统集成多类传感器与控制系统,实现对“卡钻、顶钻、有害气体涌出”等事故的实时识别与自动停钻,从被动应对转向主动防控。

ZDY机型现场
ZDY机型细节
控制中心界面

(二)ZYWL-18000DS 型定向钻机系统

该机型在定向钻探技术上实现高阶突破。配套随钻测量系统(YHD2探管)、无磁钻杆、通缆钻杆、孔底螺杆马达等,支持“随钻测斜+岩性识别+轨迹控制”,适用于长距离、大埋深、多构造区域的精准钻探。

集成“矿用钻孔瞬变电磁仪”,探查距离≥1200米,可有效识别掘进前方水文地质异常,实现“钻探-探测”一体化,显著提升探放水、瓦斯抽采等工程的安全性与效率。

井下控制与监测界面
钻机施工示意

三、榆林神木地区应用案例分析

(一)开富煤矿:ZYWL-15000DS 定向钻机的实战表现

2024年1月,开富煤矿引入中矿天智 ZYWL-15000DS 型定向钻机,主要用于井下探水、瓦斯抽采钻孔施工。设备表现出优异的轨迹控制能力,偏斜率显著低于行业标准,即便在煤层变异、断层发育区仍能保持钻进稳定性。煤岩识别功能可实时反馈岩性变化,为轨迹动态调整提供依据,避免盲目钻进导致的风险与效率损失。

(二)朱概塔煤矿:智能化成套设备助推高效开采

2025年3月,朱概塔煤矿采购了包括 ZYWL-15000DS 钻机、泥浆泵车、随钻测量系统在内的成套钻探解决方案。投用后,钻孔精度显著提升,煤层探测准确性增强,无效进尺减少,综合效益提高;高可靠性配置显著降低停机时间,保障连续生产。

±1.2°
轨迹控制精度
≥4.5m/h
平均钻进速度
-70%+
无效进尺
98%+
设备可用率
设备启动界面
地面设备演示
智能安全与辅助

四、智能化钻机系统的技术亮点与创新价值

(一)多传感器融合与智能决策

通过倾角、压力、转速、甲烷等多类传感器协同,构建钻进“数字孪生”。数据用于实时监控并驱动算法模型实现事故预测与智能干预,如扭矩突变识别卡钻风险、气体浓度变化预警瓦斯异常,将事故遏制在萌芽阶段。

(二)高精度定向与控制技术

采用通缆钻杆与随钻测量系统,实现井下数据实时上传与地面指令下发,形成闭环控制。钻机具备自动纠偏、轨迹规划、远程调控等功能,尤其适配定向长钻孔与分支孔等复杂工艺。

(三)模块化设计与系统集成能力

从中置水辨到无磁接头,从打捞工具到转接装置,体现高度模块化与标准化,提升兼容性与扩展性,降低维护与配件管理复杂度。

“以‘钻-测-控’一体化为主线,通过传感、控制与决策的闭环融合,在安全、效率与成本维度共同优化,实现面向深部复杂地质的智能化钻探。”

五、售后服务与技术支持体系

中矿天智在榆林神木地区常驻技术服务团队,设立备件仓库,存储钻头、钻杆、密封件、传感器等易损件与关键配件,确保故障响应与设备恢复的及时性。通过“技术+服务+供应链”一体化模式,显著提升用户使用信心与设备出勤率。

  • 7×24小时响应与远程诊断
  • 现场驻点工程师与定期巡检
  • 备件就近仓储与快速更换
  • 持续培训与工艺优化复盘
系统集成示意
中控中心界面

六、结论与展望

中矿天智信息科技(徐州)有限公司推出的智能化钻机系统,不仅在硬件配置上达到行业先进水平,更在系统集成、智能控制、数据分析等软实力方面展现出显著优势。其在榆林矿区的成功应用,表明国产智能化钻探装备已具备替代进口设备的能力,并在适应我国复杂地质条件方面具有独特优势。

未来,随着5G+、人工智能、数字孪生等技术的进一步融合,智能化钻机将向“无人化钻井平台”方向发展,实现全自主规划、钻进与诊断。中矿天智依托中国矿业大学的科研支持,有望继续发挥引领作用,为我国矿山智能化建设提供坚实的装备支撑。

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