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(dòng)遠(yuǎn)控卸壓鉆機(jī)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(jī)存在的問題和安全風(fēng)險(xiǎn)方面進(jìn)行深入分析,介紹了啟動(dòng)遠(yuǎn)控卸壓鉆機(jī)的特點(diǎn)及使用情況。實(shí)踐證明,啟動(dòng)遠(yuǎn)控卸壓鉆機(jī)能夠有效的將操作人員與操作平臺(tái)地點(diǎn)進(jìn)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(jìn)的安全性和可靠性。具有較大的推廣意義和借鑒價(jià)值。

氣動(dòng) 遠(yuǎn)控 卸壓鉆機(jī) 應(yīng)用

我國(guó)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(lái)越復(fù)雜等等條件越來(lái)越嚴(yán)重。由于沖擊地壓的頻繁發(fā)生，煤礦防沖已經(jīng)成為我國(guó)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(guó)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(lái)實(shí)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(cè)合并。

同時(shí)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(jìn)行操作。主要原因是受到鉆孔工器具的限制。目前常用語(yǔ)卸壓鉆孔的工具主要是巖石電鉆煤電鉆和一些液壓鉆機(jī)。這些工具通常是人員手持的，有時(shí)會(huì)陪鉆架。在使用這些設(shè)備進(jìn)行工作時(shí)要求操作人員通常都要在鉆機(jī)附近進(jìn)行操作。近年來(lái)也出現(xiàn)一些進(jìn)口的氣動(dòng)鉆機(jī)，但也是手持式的。氣動(dòng)鉆機(jī)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(shí)也會(huì)帶來(lái)坍孔、夾鉆、埋桿等問題。這就是氣動(dòng)鉆機(jī)的好處。但是氣動(dòng)鉆機(jī)雖然有這么多優(yōu)點(diǎn)，仍然需要在鉆機(jī)附近進(jìn)行鉆孔，操作人員仍然受到安全威脅。

氣動(dòng)遠(yuǎn)程控制卸壓鉆機(jī)的開發(fā)解決了上述問題。通過遠(yuǎn)程操作鉆機(jī)，可以保障工作人員的安全，同時(shí)可以使得操作人員距離鉆機(jī)比較遠(yuǎn)，從而可以避免當(dāng)鉆突發(fā)生時(shí)出現(xiàn)人員傷亡。同時(shí)由于該鉆機(jī)為氣動(dòng)鉆機(jī)，所以氣動(dòng)鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)具備。該鉆機(jī)的廣泛應(yīng)用可以獲得巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。通過推廣該鉆機(jī)，可以推動(dòng)我國(guó)煤礦鉆屑探測(cè)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(gè)部分，即是主機(jī)和操作臺(tái)。其中主機(jī)部分主要分為推進(jìn)系統(tǒng)、鉆進(jìn)系統(tǒng)、阻尼系統(tǒng)、鉆桿自動(dòng)裝卸系統(tǒng)、輔助支撐系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)等幾大部分組成。驅(qū)動(dòng)方式為全風(fēng)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。

鉆進(jìn)系統(tǒng)主要設(shè)備是氣動(dòng)馬達(dá)，通過氣動(dòng)馬達(dá)提供鉆進(jìn)動(dòng)力。推進(jìn)系統(tǒng)的主要設(shè)備是氣缸、鋼絲繩組件、夾緊機(jī)構(gòu)等。這兩個(gè)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(jìn)時(shí)更加平穩(wěn)，同時(shí)可以及時(shí)鎖定推進(jìn)缸位置。輔助支撐系統(tǒng)的主要作用是固定主機(jī)，包括水平和垂直兩個(gè)方向的支撐。氣源管路系統(tǒng)包括氣控?fù)Q向閥、手動(dòng)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(jìn)行配置。氣控?fù)Q向閥由于需要在主機(jī)處安裝，手動(dòng)換向閥和壓力表為方便操作，方便進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)和壓力表讀數(shù)，安裝在操作臺(tái)。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(jī)的運(yùn)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(tái)和主機(jī)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(yuǎn)方操控就地氣動(dòng)設(shè)備進(jìn)行鉆進(jìn)。操作臺(tái)和主機(jī)的距離設(shè)置為20-30米，在操作臺(tái)和主機(jī)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(jìn)系統(tǒng)鉆進(jìn)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(jī)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(jìn)時(shí)為了保證監(jiān)視效果，要將隔爆攝像頭對(duì)準(zhǔn)鉆孔的方向。具體操作時(shí)要操作緩慢，開始先等待鉆頭進(jìn)入一定距離再加快速度。在第一根鉆桿鉆進(jìn)后，通過控制閥操作，卸開驅(qū)動(dòng)頭和鉆桿。利用主機(jī)接入第二根鉆桿，接入過程通過鉆桿自動(dòng)裝卸系統(tǒng)完成。如果發(fā)生抱鉆、卡鉆等現(xiàn)象時(shí)，要及時(shí)旋轉(zhuǎn)出煤。將鉆桿進(jìn)出活動(dòng)多次直到正常鉆進(jìn)鉆出，異?，F(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(jī)時(shí)，要及時(shí)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(jī)，防止發(fā)生人身傷害。

2 現(xiàn)場(chǎng)使用情況

為了驗(yàn)證該設(shè)備的實(shí)際使用效果，將該設(shè)備應(yīng)用到某煤礦進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)期間各項(xiàng)功能及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，達(dá)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(qiáng)度較弱的實(shí)際問題，通過在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)連接螺紋形式進(jìn)行了改進(jìn)，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(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)需要，能夠較好的實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，能夠有效的保障人員安全。同時(shí)也曝露出在下一步設(shè)計(jì)過程中需要改進(jìn)的一些問題，主要是以下幾點(diǎn)：一是整機(jī)結(jié)構(gòu)較大，在工作場(chǎng)合較小時(shí)使用起來(lái)不方便;二是由于設(shè)備較大，不好移動(dòng)，需要在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行改進(jìn);三是對(duì)于氣動(dòng)系統(tǒng)的操控性方面還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明氣動(dòng)遠(yuǎn)控卸壓鉆機(jī)能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)工作需要，同時(shí)使得操作人員和工作地點(diǎn)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(jìn)方便了現(xiàn)場(chǎng)的使用，同時(shí)提高了操作的安全性，提高了煤礦的整體安全性，值得進(jìn)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,?？?機(jī)電隊(duì)長(zhǎng),主要從事煤礦機(jī)電設(shè)備管理以及檢修工作。