李紅勇

(山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司唐安煤礦分公司,山西高平 048407)

氣動遠控卸壓鉆機在煤礦的應(yīng)用

李紅勇

(山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司唐安煤礦分公司,山西高平 048407)

本文通過根據(jù)煤礦使用卸壓鉆機存在的問題和安全風(fēng)險方面進行深入分析,介紹了啟動遠控卸壓鉆機的特點及使用情況。實踐證明,啟動遠控卸壓鉆機能夠有效的將操作人員與操作平臺地點進行隔開,防止在操作過程中發(fā)生人員傷害,極大提高了鉆進的安全性和可靠性。具有較大的推廣意義和借鑒價值。

氣動 遠控 卸壓鉆機 應(yīng)用

我國煤礦開采過程中的危害程度隨著礦井?dāng)?shù)量增加和開采深度的加大，再加上煤礦的地質(zhì)條件越來越復(fù)雜等等條件越來越嚴重。由于沖擊地壓的頻繁發(fā)生，煤礦防沖已經(jīng)成為我國煤礦目前需要面臨的比較重要的困難之一。為了防止發(fā)生沖擊地壓危害，我國采取的主要措施是通過釋放煤層壓力，即通過在煤層中鉆孔來實現(xiàn)將煤層壓力釋放的目的。通常是將鉆孔卸壓和鉆孔預(yù)測合并。

同時在卸壓鉆孔還存在問題。由于工具的限制，鉆孔操作人員還必須到鉆孔附近進行操作。主要原因是受到鉆孔工器具的限制。目前常用語卸壓鉆孔的工具主要是巖石電鉆煤電鉆和一些液壓鉆機。這些工具通常是人員手持的，有時會陪鉆架。在使用這些設(shè)備進行工作時要求操作人員通常都要在鉆機附近進行操作。近年來也出現(xiàn)一些進口的氣動鉆機，但也是手持式的。氣動鉆機可以適應(yīng)松軟的煤質(zhì)，由于松軟煤質(zhì)使用普通電鉆成孔較難，同時也會帶來坍孔、夾鉆、埋桿等問題。這就是氣動鉆機的好處。但是氣動鉆機雖然有這么多優(yōu)點，仍然需要在鉆機附近進行鉆孔，操作人員仍然受到安全威脅。

氣動遠程控制卸壓鉆機的開發(fā)解決了上述問題。通過遠程操作鉆機，可以保障工作人員的安全，同時可以使得操作人員距離鉆機比較遠，從而可以避免當(dāng)鉆突發(fā)生時出現(xiàn)人員傷亡。同時由于該鉆機為氣動鉆機，所以氣動鉆機的優(yōu)點同時具備。該鉆機的廣泛應(yīng)用可以獲得巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。通過推廣該鉆機，可以推動我國煤礦鉆屑探測礦壓沖擊技術(shù)與裝備的發(fā)展，具有十分重要的意義。

1 主要結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 主要結(jié)構(gòu)組成

該設(shè)備的主要組成部分包括兩個部分，即是主機和操作臺。其中主機部分主要分為推進系統(tǒng)、鉆進系統(tǒng)、阻尼系統(tǒng)、鉆桿自動裝卸系統(tǒng)、輔助支撐系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)等幾大部分組成。驅(qū)動方式為全風(fēng)動驅(qū)動。

鉆進系統(tǒng)主要設(shè)備是氣動馬達，通過氣動馬達提供鉆進動力。推進系統(tǒng)的主要設(shè)備是氣缸、鋼絲繩組件、夾緊機構(gòu)等。這兩個系統(tǒng)是該設(shè)備的主要組成部分。阻尼系統(tǒng)的主要設(shè)備是雙活塞桿油缸、油箱等，該系統(tǒng)可以使得推進時更加平穩(wěn)，同時可以及時鎖定推進缸位置。輔助支撐系統(tǒng)的主要作用是固定主機，包括水平和垂直兩個方向的支撐。氣源管路系統(tǒng)包括氣控換向閥、手動換向閥、膠管壓力表接頭等，并且這些部件安裝在不同的地方，根據(jù)設(shè)備的具體需要進行配置。氣控換向閥由于需要在主機處安裝，手動換向閥和壓力表為方便操作，方便進行手動調(diào)節(jié)和壓力表讀數(shù)，安裝在操作臺。監(jiān)視系統(tǒng)包括控制器、顯示器和攝像頭。攝像頭為隔爆的，通過隔爆攝像頭將主機的運行情況傳輸?shù)斤@示器，為操作人員提供就地的反饋信息。操作臺和主機間的連接和通信采用膠管和隔爆電纜連接。

1.2 工作原理

該設(shè)備的工作原理主要是通過遠方操控就地氣動設(shè)備進行鉆進。操作臺和主機的距離設(shè)置為20-30米，在操作臺和主機位置放好后，電纜理順，氣源和電源接好，并檢查氣源不漏氣。調(diào)節(jié)推進系統(tǒng)鉆進方向，根據(jù)鉆孔的需要調(diào)整好位置，在位置調(diào)整好后，通過輔助支撐系統(tǒng)將主機固定。先裝第一根鉆桿和探頭，通過監(jiān)視畫面檢查部位、零件均已接好。在鉆進時為了保證監(jiān)視效果，要將隔爆攝像頭對準鉆孔的方向。具體操作時要操作緩慢，開始先等待鉆頭進入一定距離再加快速度。在第一根鉆桿鉆進后，通過控制閥操作，卸開驅(qū)動頭和鉆桿。利用主機接入第二根鉆桿，接入過程通過鉆桿自動裝卸系統(tǒng)完成。如果發(fā)生抱鉆、卡鉆等現(xiàn)象時，要及時旋轉(zhuǎn)出煤。將鉆桿進出活動多次直到正常鉆進鉆出，異常現(xiàn)象消失。操作人員要熟悉常見故障的現(xiàn)象及判斷。當(dāng)發(fā)現(xiàn)礦壓沖擊而抱死鉆機時，要及時停鉆，通過現(xiàn)象觀察和分析判斷是否發(fā)生礦壓突出。在原因判斷清楚之前，不要靠近鉆機，防止發(fā)生人身傷害。

2 現(xiàn)場使用情況

為了驗證該設(shè)備的實際使用效果，將該設(shè)備應(yīng)用到某煤礦進行試驗。試驗期間各項功能及設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，達到了預(yù)期的效果。在調(diào)試過程中曝露出鉆桿連接螺紋強度較弱的實際問題，通過在現(xiàn)場對連接螺紋形式進行了改進，改為矩形螺紋，從根本上杜絕了被咬合的情況發(fā)生。

通過實際的現(xiàn)場檢驗，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備能夠滿足現(xiàn)場需要，能夠較好的實現(xiàn)各項功能，能夠有效的保障人員安全。同時也曝露出在下一步設(shè)計過程中需要改進的一些問題，主要是以下幾點：一是整機結(jié)構(gòu)較大，在工作場合較小時使用起來不方便;二是由于設(shè)備較大，不好移動，需要在設(shè)計過程中進行改進;三是對于氣動系統(tǒng)的操控性方面還需要進一步加強。

3 結(jié)語

通過現(xiàn)場實踐證明氣動遠控卸壓鉆機能夠適應(yīng)現(xiàn)場工作需要，同時使得操作人員和工作地點保持一定距離，防止發(fā)生人員傷亡事故，有效的保障了人員安全。監(jiān)視系統(tǒng)的引進方便了現(xiàn)場的使用，同時提高了操作的安全性，提高了煤礦的整體安全性，值得進一步優(yōu)化和大面積推廣使用。

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李紅勇(1981-),男,山西高平人,專科,機電隊長,主要從事煤礦機電設(shè)備管理以及檢修工作。