机载多用途液压钻机.docVIP

机载多用途液压钻机的研制 一、项目的必要性 煤巷巷道的安全快速掘进是整个煤矿安全生产、高产高效的重要组成部分。煤炭地质赋存条件的复杂性注定了巷道开拓过程中的风险和难度。因此综掘工作面在掘进过程中需要不断的对地质情况进行探测，在冲击地压危险区域要实施大直径钻孔卸压，在含水区域需要超前探放水。上述工作以往采取人工打钻或另行安装液压钻机施工。人工钻孔劳动强度大，效率低，效果难以保证，另行安装液压钻机环节多、施工繁琐。因此这些辅助钻孔工作占用了大量时间，严重制约了掘进效率的提高。 设法提高钻孔效率，降低职工劳动强度，是每一个煤矿管理者孜孜追求的目标。掘进机机载式多用途液压钻机，是将钻机直接安设在综掘机上，可根据需要随时开展钻探工作。具有机械化程度高，移动、架设灵活方便的特点；采用综掘机自身泵站，功率大、效率高。该项目的实施，将极大的提高钻孔施工效率和施工效果，可节约大量时间、显著降低职工劳动强度、显著提高安全生产的可靠性。该项目是解决目前综掘巷道辅助钻孔难题的有效途径。 目前在国内外类似的综掘机机载钻机技术如MRH-S220M掘进机及机载锚杆钻机、LH-1300掘进机及机载锚杆钻机，国内如煤科院南京研究所的JMZ、MYJ机载锚杆钻机、石家庄煤机厂的S-160物探式掘进机、三一重装的S-160掘钻机和S-160掘锚机等等。都是在综掘机的基础上安装不同功能的机载钻机，用来完成打锚杆或进行地质探测。其它如佳木斯煤机厂、鞍山强力重工等也在紧锣密鼓的进行这方面的研究和探索。其中很多产品在井下的实际应用中取得了理想的效果。 二、研究开发内容 所要实施的机载式多用途液压钻机与以上类似技术相比，所要完成孔眼的位置和角度范围更广，要涵概迎头、顶板、两帮四个平面。与小孔径的机载式锚杆钻机相比，装机功率增大了数倍。因此面临极大的技术难度。 （一）总体方案 采取钻机与展开机构通过蜗轮蜗杆减速器，带内花键的主旋转销轴铰接形式。设备安装于综掘机回转台中心部位。 图一 总体方案图 不需要开展钻探工作时，钻机停止于综掘机回转台中心。 图二 不钻探时钻机布置图 需要对顶板开展钻探工作时，由液压马达驱动蜗轮蜗杆减速器带动钻机抬起至所需要的角度，通过人工锁紧转台与底座。完成钻探前的准备工作。需要对顶板钻孔时需将钻机抬起至90度角，如受巷道高度所限只需抬起至适当角度即可，见图三。 图三 施工顶板钻孔示意图 需要在侧帮开展钻探工作时，通过人工转动旋转底座达到使钻机朝向煤壁的目的。必要时可以调整综掘机机身位置达到钻机贴近煤帮的目的，见图四。 图四 施工帮部钻孔示意图 （二）新型钻机的开发 该钻机必须可以高效的完成防冲钻孔、探放水孔、地质钻孔等施工任务。与现有的钻机相比，因为要适应综掘机机载的特点，使用综掘机泵站，必然要求装机功率更大，结构更加牢固可靠。为了在狭窄的工作环境下布设到工作位置展开工作，要求钻机自身结构更加灵活紧凑。为了减轻职工的体力劳动和提高钻孔效率，要做到机械上卸钻杆。 图五 新型钻机示意图 机载钻机基本技术参数 外形尺寸（mm） 1720*730*435 整机重量（kg） 580 额定扭矩（NM） 500 额定转速（r/min） 200 钻孔速度（m/min） ≥1 推进力（KN） 30 每节钻杆长度（m） 0．75 起拔力（KN） 50 钻孔深度（m） 15--30 钻孔直径（mm） Φ89—Φ108 （三）钻机角度调整机构的研究 调整机构必须做到可以使钻机迅速到达在顶板、两帮指定的任意钻孔位置。为了使钻机调整平稳可靠，在转动座与底座固定板之间采用人工螺栓背紧。  图六 钻机角度调整机构示意图 （四）液压控制系统的研究 液压系统首先要保证钻机本身的各项功能，其次要完成车体的行走、钻机在各个位置的展开等各项辅助功能。要借用综掘机本身的泵站，降低整个系统的复杂性。 液压系统原理见图七。 （五）机载钻机操作、使用、维护的研究 一个全新的项目的逐层开展，最终要落实到最基层的操作者，对操作者的管理和培训是项目中重要的环节。机载钻机的出现也一定会给综掘机司机习惯性的操作带来诸多不便，也会给综掘机的检修、维护带来很多不利影响。对机载钻机操作、使用、维护方式方法的研究，乃至于对加装了机载钻机的综掘机本身的操作、维护检修的研究，将是提高总体掘进进尺的不可忽视的手段。 图七 液压系统原理图 三、主要经济技术指标 （一）考核指标 1、在综掘机的配合下，钻机能够对巷道断面的顶板、迎头、两个侧帮四个平面的指定位置上完成钻孔任务。 2、达到钻机与综掘机的完美结合，可完全发挥两机各自的功能。 3、在国内煤炭行业具有重要的推广价值。 （二）技术指标 1、配套机型：佳木斯煤矿机械厂的S-150型掘进机。 2、适应高度不低于3米的矩形、拱形、梯形巷道。 3、钻机技术指标符