氣動遠控卸壓鉆機在煤礦的應用

李紅勇

(山西蘭花科技創業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用

李紅勇

(山西蘭花科技創業股份有限公司唐安煤礦分公司,山西高平 048407)

本文通過根據煤礦使用卸壓鉆機存在的問題和安全風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 應用

我國煤礦開采過程中的危害程度隨著礦井數量增加和開采深度的加大，再加上煤礦的地質條件越來越復雜等等條件越來越嚴重。由于沖擊地壓的頻繁發生，煤礦防沖已經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將煤層壓力釋放的目的。通常是將鉆孔卸壓和鉆孔預測合并。

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。近年來也出現一些進口的氣動鉆機，但也是手持式的。氣動鉆機可以適應松軟的煤質，由于松軟煤質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，從而可以避免當鉆突發生時出現人員傷亡。同時由于該鉆機為氣動鉆機，所以氣動鉆機的優點同時具備。該鉆機的廣泛應用可以獲得巨大的社會效益和經濟效益。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與裝備的發展，具有十分重要的意義。

1 主要結構與工作原理

1.1 主要結構組成

該設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、鉆進系統、阻尼系統、鉆桿自動裝卸系統、輔助支撐系統、氣動系統、監視系統等幾大部分組成。驅動方式為全風動驅動。

鉆進系統主要設備是氣動馬達，通過氣動馬達提供鉆進動力。推進系統的主要設備是氣缸、鋼絲繩組件、夾緊機構等。這兩個系統是該設備的主要組成部分。阻尼系統的主要設備是雙活塞桿油缸、油箱等，該系統可以使得推進時更加平穩，同時可以及時鎖定推進缸位置。輔助支撐系統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，根據設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，方便進行手動調節和壓力表讀數，安裝在操作臺。監視系統包括控制器、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到顯示器，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

該設備的工作原理主要是通過遠方操控就地氣動設備進行鉆進。操作臺和主機的距離設置為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。調節推進系統鉆進方向，根據鉆孔的需要調整好位置，在位置調整好后，通過輔助支撐系統將主機固定。先裝第一根鉆桿和探頭，通過監視畫面檢查部位、零件均已接好。在鉆進時為了保證監視效果，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完成。如果發生抱鉆、卡鉆等現象時，要及時旋轉出煤。將鉆桿進出活動多次直到正常鉆進鉆出，異常現象消失。操作人員要熟悉常見故障的現象及判斷。當發現礦壓沖擊而抱死鉆機時，要及時停鉆，通過現象觀察和分析判斷是否發生礦壓突出。在原因判斷清楚之前，不要靠近鉆機，防止發生人身傷害。

2 現場使用情況

為了驗證該設備的實際使用效果，將該設備應用到某煤礦進行試驗。試驗期間各項功能及設備運轉正常，達到了預期的效果。在調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生。

通過實際的現場檢驗，發現該設備能夠滿足現場需要，能夠較好的實現各項功能，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：一是整機結構較大，在工作場合較小時使用起來不方便;二是由于設備較大，不好移動，需要在設計過程中進行改進;三是對于氣動系統的操控性方面還需要進一步加強。

3 結語

通過現場實踐證明氣動遠控卸壓鉆機能夠適應現場工作需要，同時使得操作人員和工作地點保持一定距離，防止發生人員傷亡事故，有效的保障了人員安全。監視系統的引進方便了現場的使用，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備管理以及檢修工作。