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煤矿钻机互锁式防卡电液控制方法与仿真实验
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作者 叶鹏 王登科 +3 位作者 鹿强 李金 孔祥栋 李东民 《农业装备与车辆工程》 2025年第6期119-123,128,共6页
针对煤矿钻孔易卡钻的问题,通过研究煤矿钻机结构与工作原理,提出互锁式防卡电液控制方法。通过对钻机回转马达与给进油缸油路分别设置1个顺序阀,2个顺序阀的控制油压分别等于对方的进油油压,从而形成互锁式防卡方法。采用AMESim对防卡... 针对煤矿钻孔易卡钻的问题,通过研究煤矿钻机结构与工作原理,提出互锁式防卡电液控制方法。通过对钻机回转马达与给进油缸油路分别设置1个顺序阀,2个顺序阀的控制油压分别等于对方的进油油压,从而形成互锁式防卡方法。采用AMESim对防卡电液回路进行仿真,得到不同卡钻油压阈值条件下的回转马达与给进油缸进油压力。实验结果表明,该方法可有效控制钻机回转与给进运动并避免卡钻事故发生,提高安全性与生产效率。 展开更多
关键词 煤矿钻孔 互锁 防卡 电液控制 AMESIM
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面向缺失数据迁移插补的矿用钻机主轴轴承故障诊断
2
作者 邹筱瑜 唐子侯 +1 位作者 刘晓 李鑫 《工矿自动化》 北大核心 2025年第12期27-35,44,共10页
针对矿用钻机复杂井下工况下监测数据噪声多、漂移大且存在大量缺失的问题,提出了一种基于模型迁移的钻机主轴轴承运行数据缺失值插补方法。该方法基于嵌入时空注意力的双向时序卷积联合生成对抗插补网络(BiTCGAIN-STA),通过双向时序卷... 针对矿用钻机复杂井下工况下监测数据噪声多、漂移大且存在大量缺失的问题,提出了一种基于模型迁移的钻机主轴轴承运行数据缺失值插补方法。该方法基于嵌入时空注意力的双向时序卷积联合生成对抗插补网络(BiTCGAIN-STA),通过双向时序卷积网络(BiTCN)捕捉前后时序依赖关系,通过时空注意力(STA)机制自适应分配时间与通道权重,并通过生成对抗训练提升插补样本的分布一致性与多样性,同时在目标域上进行真实数据微调,以增强迁移鲁棒性。提出了一种基于自适应加权融合与Informer网络的轴承故障诊断模型,结合Informer长序列特征提取网络对融合信号进行深度表征,从而提高对微弱故障特征的识别能力。实验结果表明:在不同缺失率下,BiTCGAIN-STA模型的均方根误差(RMSE)均显著高于Mean,MICE,GAIN等主流模型,实现了高质量的数据重建;轴承故障诊断模型对微弱故障的识别准确率达99.87%,显著高于Transformer、图神经网络(GNN)等模型。 展开更多
关键词 矿用钻机 主轴轴承 轴承故障诊断 缺失数据插补 生成对抗网络 迁移学习 时空注意力
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煤层水力自旋转射流钻头设计 被引量:9
3
作者 张义 周卫东 +1 位作者 王瑞和 鲜保安 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期61-63,共3页
高压旋转水射流技术在钻大井径、长连续孔方面具有明显优势,在煤层中钻井又具有高效、节能、钻孔大、成孔规则、破岩效率高等优点,因此在煤层气地面径向水平井技术和井下采空区钻长直井技术中广为应用。主要从理论上分析了旋转射流和射... 高压旋转水射流技术在钻大井径、长连续孔方面具有明显优势,在煤层中钻井又具有高效、节能、钻孔大、成孔规则、破岩效率高等优点,因此在煤层气地面径向水平井技术和井下采空区钻长直井技术中广为应用。主要从理论上分析了旋转射流和射流旋转各自的流动规律、破岩过程及破岩机理,并在此基础上分析了旋转射流钻头各设计参数的取值范围,结合已有的经验值,优化设计了可控外壳旋转内导叶轮、可控中心轴旋转内导叶轮、偏置可控外壳自旋转、偏置可控中心轴自旋转等4种水力旋转式钻扩孔射流钻头。这些钻头适用于在煤层中钻孔及安全排放瓦斯气体。 展开更多
关键词 煤层气 钻井 旋转水射流 破岩机理 自旋转 钻头设计
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煤矿用坑道钻机矩形滑动导轨结构设计 被引量:11
4
作者 张磊 彭腊梅 曹道鑫 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第8期224-226,共3页
矩形导轨因其结构简单、刚性强、承载力大等特点成为煤矿用坑道钻机最常用的导轨截面形式。扼要介绍了常用滑动导轨的结构形式及应用特点,分析了矩形导轨在动载荷作用下的受力情况,给出了提高矿用坑道钻机导轨运动平稳性和使用寿命的具... 矩形导轨因其结构简单、刚性强、承载力大等特点成为煤矿用坑道钻机最常用的导轨截面形式。扼要介绍了常用滑动导轨的结构形式及应用特点,分析了矩形导轨在动载荷作用下的受力情况,给出了提高矿用坑道钻机导轨运动平稳性和使用寿命的具体措施。通过对比和分析得出,"L"形滑块加耐磨镶条的导轨型式能够较好地解决滑块导向面磨损严重和滑块成组更换互换性差的问题。论述了矿用坑道钻机矩形导轨防护方式的选取、防护机构的设计和导轨润滑方式的选择,矿用坑道钻机导轨应该采用以工作环境中的煤矸尘微粒为润滑介质的固体润滑方式。 展开更多
关键词 坑道钻机 进给结构 滑动导轨 导轨磨损 导轨防护 固体润滑
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ZYW-4000型煤矿用跨带式输送机组合式钻机的研制 被引量:11
5
作者 杨仁强 辛德忠 +1 位作者 万军 陶勇 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第6期153-155,共3页
针对煤矿井下安装有带式输送机的巷道钻孔施工困难的问题,提出了跨带式输送机钻孔施工的工艺方法,并将钻机的底架模块化,研制了ZYW-4000型煤矿用跨带式输送机组合式钻机。详细介绍了钻机的结构特点及主要参数;建立了钻机关键部件的有限... 针对煤矿井下安装有带式输送机的巷道钻孔施工困难的问题,提出了跨带式输送机钻孔施工的工艺方法,并将钻机的底架模块化,研制了ZYW-4000型煤矿用跨带式输送机组合式钻机。详细介绍了钻机的结构特点及主要参数;建立了钻机关键部件的有限元分析模型并进行了强度分析、模态分析及结构优化。通过实验室及现场实验表明,该钻机既可进行普通巷道施工又可进行跨带式输送机施工,钻机运行可靠,应用范围广,可以为同类钻机的研制提供参考与依据。 展开更多
关键词 钻机 跨带式输送机 组合式底架 联动液压系统
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基于泵控液压技术的ZDY4000L履带钻机液压系统 被引量:13
6
作者 姚克 凡东 殷新胜 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第3期68-70,119,共4页
对全液压履带钻机液压系统需要解决的问题和功能要求进行分析,详细介绍了基于负载敏感、恒压变量等泵控系统液压技术的ZDY4000L履带钻机液压系统,并结合实际使用对该液压系统主要回路的功能和特点进行阐述,最后通过生产实践应用验证了... 对全液压履带钻机液压系统需要解决的问题和功能要求进行分析,详细介绍了基于负载敏感、恒压变量等泵控系统液压技术的ZDY4000L履带钻机液压系统,并结合实际使用对该液压系统主要回路的功能和特点进行阐述,最后通过生产实践应用验证了基于泵控液压技术的ZDY4000L履带钻机液压系统的先进性和可靠性。 展开更多
关键词 液压系统 履带钻机 坑道
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整体式三棱螺旋钻杆的研制及其应用 被引量:13
7
作者 肖丽辉 王义红 李彦明 《煤矿机械》 北大核心 2013年第12期126-128,共3页
低透气性松软突出煤层钻孔施工一直是国内没有很好解决的难题,就目前的现场应用来看,三棱钻杆因其特殊的结构及钻进方式,在松软煤层施工瓦斯抽放孔时取得了一定的效果,但在极不稳定的软煤层中钻进,三棱钻杆容易扭断,易发生掉钻事故。为... 低透气性松软突出煤层钻孔施工一直是国内没有很好解决的难题,就目前的现场应用来看,三棱钻杆因其特殊的结构及钻进方式,在松软煤层施工瓦斯抽放孔时取得了一定的效果,但在极不稳定的软煤层中钻进,三棱钻杆容易扭断,易发生掉钻事故。为此,结合三棱钻杆、螺旋钻杆及宽叶片钻杆的优点,研制了在松软煤层钻孔施工中更具有优势的三棱螺旋钻杆,并通过现场试验验证了钻杆的使用效果。 展开更多
关键词 松软突出煤层 整体式三棱螺旋钻杆 瓦斯抽采 工业性试验
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基于HyperWorks的钻机机架有限元分析及优化 被引量:6
8
作者 曹文钢 宋军 +1 位作者 董玉德 孙珊珊 《煤矿机械》 北大核心 2010年第10期26-28,共3页
针对某钻机机架在使用过程中侧面槽形钢与上、下机架连接处易断裂这一问题,运用HyperWorks软件对该型机架进行刚度与强度分析,得到了其在相应工况下的应力和变形分布。之后对机架模型进行拓扑优化,根据优化的结果提出改进方案,结果满足... 针对某钻机机架在使用过程中侧面槽形钢与上、下机架连接处易断裂这一问题,运用HyperWorks软件对该型机架进行刚度与强度分析,得到了其在相应工况下的应力和变形分布。之后对机架模型进行拓扑优化,根据优化的结果提出改进方案,结果满足此种工况下强度与刚度的要求。为企业提供了改进思路,节约了成本并延长了钻机机架的使用寿命。 展开更多
关键词 钻机机架 刚度与强度 HYPERWORKS 有限元 拓扑优化
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ZYWL-6000履带式联动钻机液压系统设计 被引量:8
9
作者 刘小华 万军 +1 位作者 蒲剑 陶勇 《煤矿机械》 北大核心 2013年第8期192-194,共3页
通过分析普通钻机的液压系统,采用负载敏感技术,结合钻机所需的各种工况,设计出了ZYWL-6000履带式联动钻机的液压系统。经过实验室性能测试和现场工业性试验表明:该钻机能够实现各执行器之间的联动动作,满足钻孔工艺的各项要求,该系统... 通过分析普通钻机的液压系统,采用负载敏感技术,结合钻机所需的各种工况,设计出了ZYWL-6000履带式联动钻机的液压系统。经过实验室性能测试和现场工业性试验表明:该钻机能够实现各执行器之间的联动动作,满足钻孔工艺的各项要求,该系统具有更高的效率和更好的节能效果。 展开更多
关键词 联动钻机 液压系统 负载敏感
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旋转喷雾降尘装置在掘进机上的应用研究 被引量:9
10
作者 刘宝明 寇子明 寇保福 《煤矿机械》 北大核心 2011年第4期187-189,共3页
为更好地治理煤矿井下掘进工作面的粉尘危害,改善作业环境,基于掘进工作面的产尘机理、喷雾降尘机理和隔尘降尘思路,设计了一种新型旋转喷雾降尘装置,并对其在掘进机上的机载应用进行了研究。旋转喷雾降尘装置从掘进面的产尘源点进行捕... 为更好地治理煤矿井下掘进工作面的粉尘危害,改善作业环境,基于掘进工作面的产尘机理、喷雾降尘机理和隔尘降尘思路,设计了一种新型旋转喷雾降尘装置,并对其在掘进机上的机载应用进行了研究。旋转喷雾降尘装置从掘进面的产尘源点进行捕尘、控尘以及二次负压降尘,达到有效隔尘降尘的目的,降尘效果比原有喷雾系统明显。 展开更多
关键词 掘进工作面 隔尘降尘 旋转喷雾 掘进机 机载
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钻机转速与配油套密封性能关系的研究 被引量:7
11
作者 蔺高峰 邬迪 +1 位作者 郭争冬 周中宁 《煤炭工程》 北大核心 2009年第10期82-84,共3页
配油套是全液压坑道钻机中重要的密封元件,其密封性能的好坏直接影响到液压系统效率的高低。论文通过对钻机转速和配油套密封性能关系的试验研究,得出了配油套泄漏量和主轴转速之间的关系,并结合煤矿坑道钻探钻进工艺的要求,提出了钻机... 配油套是全液压坑道钻机中重要的密封元件,其密封性能的好坏直接影响到液压系统效率的高低。论文通过对钻机转速和配油套密封性能关系的试验研究,得出了配油套泄漏量和主轴转速之间的关系,并结合煤矿坑道钻探钻进工艺的要求,提出了钻机在不同工况下合理的回转速度。 展开更多
关键词 全液压坑道钻机 配油套 密封性能 钻机转速
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基于PLC的钻机智能防卡钻系统 被引量:9
12
作者 王宇 肖玉清 陈松林 《煤矿机械》 北大核心 2013年第9期170-172,共3页
建立了钻机钻进过程中的数学模型,对引起卡钻的原因进行了阐述;重点分析了智能防卡钻系统的组成、原理及防卡钻的算法(包括卡钻系数的计算及根据计算结果进行相关的防卡钻处理);介绍了智能防卡钻系统的应用情况。
关键词 防卡钻系统 PLC 传感器 反馈
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煤层气车载钻机顶驱优化设计 被引量:5
13
作者 丁庆新 刘玉娟 +2 位作者 孙广斌 张遂安 苏玉莆 《煤矿机械》 北大核心 2010年第8期54-56,共3页
介绍了煤层气车载钻机顶驱的工作过程和结构参数,确定顶驱齿轮减速器的优化设计目标函数与设计变量,根据约束条件得出相应的约束方程,采用MATLAB进行优化计算,计算结果为顶驱设计提供了参考依据。
关键词 顶驱减速器 单级圆柱齿轮啮合 MATLAB优化工具箱
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基于EEMD和DE-PNN的随钻测震岩性识别技术
14
作者 刘金锁 张平松 +4 位作者 刘盛东 胡雄武 张维鑫 刘惠洲 曹煜 《煤炭学报》 北大核心 2025年第12期5182-5192,共11页
针对坑道钻机在钻探施工过程中所遇到的岩性识别技术问题,结合切割岩石时钻头后方采集到的随钻振动信号,提出了一种基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和差分演化(Differential Evolution,DE)算法优化... 针对坑道钻机在钻探施工过程中所遇到的岩性识别技术问题,结合切割岩石时钻头后方采集到的随钻振动信号,提出了一种基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和差分演化(Differential Evolution,DE)算法优化的差分概率神经网络(Differential Evolution-Product Neural Networks,DE-PNN)的岩性识别方法。首先,通过采用不同幅频特征的正弦信号合成钻进模拟信号,分别选择振幅为10 g(g为重力加速度,1 g≈9.8 m/s^(2))、频率为50 Hz的高频高能量信号和振幅为5 g、频率为20 Hz的低频低能量代表钻进所遇的岩石和煤层,对比经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和加入多次高斯白噪声的EEMD的模态分解结果,验证了加入多次高斯白噪声的EEMD在解决模态混叠上的应用效果;其次分别对中国贵州省某矿实采的切煤、切泥岩和切砂岩的1s时长振动信号进行EEMD分解,对其进行频谱分析得到相应的幅频特征,挑选前7个特征基本模式分量(Intrinsic Mode Function,IMF)为特征模态,并分别对其求取能量和归一化处理和奇异值分解来构建14个参数的特征向量;最后通过对中国贵州省某矿实采的切煤、切泥岩和切砂岩的各160组1 s时长的振动信号进行特征向量构建,输入经DE算法优化的PNN进行训练并验证识别效果,优化后的神经网络对剩余样本岩性识别率得到显著提高。结果表明:切割岩石的振动信号经EEMD分解和DE算法优化的概率神经网络处理,可高效、快速、准确地进行岩性识别,为进一步的随钻岩性识别提供了新的参考意义,更好地指导矿井钻探工作的开展。 展开更多
关键词 岩性识别 集合经验模态分解 能量归一化 奇异值分解 差分概率神经网络
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不同地质条件下掘锚机的行驶通过性能分析 被引量:7
15
作者 陈洪月 元世浩 +2 位作者 牛虎明 张德生 钟东虎 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2112-2122,共11页
掘锚机行驶通过性能是影响其地质适应性的重要因素,为研究掘锚机在不同地质条件下的通过性能,以Sandvik MB670型掘锚机为研究对象,国内某煤矿5-2煤层为研究背景,采用履带动力学理论与多体系统动力学仿真方法构建了巷道内不同地形条件下... 掘锚机行驶通过性能是影响其地质适应性的重要因素,为研究掘锚机在不同地质条件下的通过性能,以Sandvik MB670型掘锚机为研究对象,国内某煤矿5-2煤层为研究背景,采用履带动力学理论与多体系统动力学仿真方法构建了巷道内不同地形条件下的掘锚机行驶动力学模型,仿真研究了掘锚机的运动特性和稳定性。结果表明:纵向地形是影响机身振动的主要因素,坡度越大掘锚机滑转现象越严重,当5-2煤层底板纵向坡度为17%时,掘锚机的平均滑转率达到0.214;底板倾斜是造成掘锚机偏航角和偏移量迅速增大的主要原因,掘锚机在凹形底板上的偏航角和偏移量很小,在凸型底板上的偏航角近似不变而偏移量随位移线性增加。通过DEM-MBD耦合仿真方法研究了掘锚机在全煤层、含水煤层、含30 mm矸石煤层和含60 mm矸石煤层4种底板的上的动力学特性。结果表明:煤层表面保留30 mm矸石层时掘锚机爬坡角度可达到19.5°左右,而当矸石层厚度为60 mm时爬坡角度降低为17°,当煤层含水时掘锚机最大爬坡角度略低于全煤层时的19°;虽然不同地质条件下掘锚机的平均接地比压相近,与理论值误差在5%左右,但在含60 mm矸石煤层上掘锚机接地比压分布最不均匀,不同位置履带接地比压相差达8 N/cm 2,高于其他3种底板,增加矸石层厚度还会带来底板沉陷和堆积问题。而少量矸石层在提高行驶性能的同时也导致掘锚机偏移量和启动阶段加速度增加,因此针对不同工况要控制底板表面矸石含量。 展开更多
关键词 地质条件 掘锚机 行驶通过性 动力学仿真 DEM-MBD耦合
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大直径全断面反井钻机钻杆动静力学特性分析
16
作者 茹松楠 张宇鹏 +1 位作者 李云龙 李延阳 《煤矿机械》 2025年第8期100-104,共5页
针对反井钻机用于地下煤炭、石油或水电行业中的竖/斜井施工时钻杆自身的强度及动力学稳定性问题,对外径φ385 mm、内径φ200 mm的空心钻杆进行静力学及动力学特性分析。研究钻杆在不同加载工况及施工深度下的应力、形变规律及动态响应... 针对反井钻机用于地下煤炭、石油或水电行业中的竖/斜井施工时钻杆自身的强度及动力学稳定性问题,对外径φ385 mm、内径φ200 mm的空心钻杆进行静力学及动力学特性分析。研究钻杆在不同加载工况及施工深度下的应力、形变规律及动态响应特性,分析结果表明:钻杆的最大变形随钻杆长度的增加而线性增加,在450 m施工范围内其最大等效应力远小于材料的屈服强度,满足施工强度安全需求;扭矩工况有助于提高钻杆的固有频率,但钻杆在前10阶内的固有频率相对较小,在施工作业时需注意避开固有频率及其倍频段。研究结果为竖井反井钻机的应用和施工提供了技术支撑。 展开更多
关键词 反井钻机 钻杆 应力 形变 模态
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联动型ZYW-2000矿用全液压钻机重型泵站的研制 被引量:3
17
作者 宋玉壁 辛德忠 +2 位作者 万军 陶勇 张始斋 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第4期251-253,共3页
针对联动型ZYW-2000矿用全液压钻机泵站串泵工作时,小泵易损坏、维修不便等问题。提出了大小泵分开独立工作的设计理念,并改进大小泵的连接方式,研制出联动型ZYW-2000矿用全液压钻机重型泵站。
关键词 钻机 联动型 液压系统 重型泵站
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防突远距离控制钻机推进机构分析与设计 被引量:3
18
作者 陈松林 辛德忠 +1 位作者 陈骞 万军 《矿业安全与环保》 北大核心 2008年第B12期4-5,8,共3页
介绍了防突远距离控制钻机对推进机构的基本要求,重点介绍了防突远距离控制钻机推进机构的设计方案及结构形式,并对其特点进行分析总结,最终确定防突远距离控制钻机推进机构方案。
关键词 钻机 推进机构 马达 油缸 设计
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顶部驱动减速器动力齿轮轴设计与渗碳淬火工艺研究
19
作者 陈兵 彭春涛 +3 位作者 王荣武 刘成 张磊 董曼淑 《煤矿机械》 2025年第9期112-116,共5页
顶驱钻机主要由机械系统、液压系统、水循环系统、电气系统、运输系统等组成。顶部驱动减速器是机械系统的动力部件,动力齿轮轴与增速齿轮轴将外界动力源传输作用于旋转主轴并驱动动力刀头旋转切割作业。动力齿轮轴在外交变载荷作用下... 顶驱钻机主要由机械系统、液压系统、水循环系统、电气系统、运输系统等组成。顶部驱动减速器是机械系统的动力部件,动力齿轮轴与增速齿轮轴将外界动力源传输作用于旋转主轴并驱动动力刀头旋转切割作业。动力齿轮轴在外交变载荷作用下承受扭矩,易产生断裂失效。基于外部动力源运行参数、强度校核、受力分析等完成动力齿轮轴组结构及齿轮参数设计,采用渗碳、空冷、高回、淬火、冰冷、二次回火渗碳淬火工艺,实现降低心部硬度、减小淬火应力、提高齿面硬度与冲击韧性的目标,解决其易断裂问题。 展开更多
关键词 顶部驱动减速器 动力齿轮轴 强度校核 渗碳淬火
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CY-R40C切割槽钻机在程潮矿业的应用
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作者 梁万 苏如领 +1 位作者 肖波 杨根 《建井技术》 2025年第3期89-94,共6页
研究了CY-R40C切割槽钻机在程潮矿业的应用情况,阐述CY-R40C切割槽钻机在程潮矿业开采作业中的具体应用流程,包括钻孔、扩槽和拉槽等关键环节。从应用效果可以看出,CY-R40C切割槽钻机显著提高了成井速度,同时大幅降低了人工成本;在安全... 研究了CY-R40C切割槽钻机在程潮矿业的应用情况,阐述CY-R40C切割槽钻机在程潮矿业开采作业中的具体应用流程,包括钻孔、扩槽和拉槽等关键环节。从应用效果可以看出,CY-R40C切割槽钻机显著提高了成井速度,同时大幅降低了人工成本;在安全性能方面,该钻机凭借智能化操作系统与稳定的设备性能,有效降低了安全事故风险,极大提升了开采作业的安全性。 展开更多
关键词 CY-R40C切割槽钻机 应用 效果 经济效益
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