李澤萱

（中國平煤神馬集團(tuán)勘探工程處，河南平頂山 467000）

輕便型液壓防突鉆機(jī)的應(yīng)用研究

李澤萱

（中國平煤神馬集團(tuán)勘探工程處，河南平頂山 467000）

傳統(tǒng)的煤電鉆打眼方法以及執(zhí)行排放孔的方法常常被用來消除綜采工作面。但是這種方式往往會造成電源出現(xiàn)短路，產(chǎn)生火花的問題，造成人身觸電，煤電鉆綜保故障等問題。在這種背景下，尋找一種更為有效的消除綜采面的方式非常必要。新型的輕便型液壓防突鉆機(jī)能夠很好地解決這些問題，能夠有效應(yīng)用于防突深孔打鉆、淺孔注水等作業(yè)。這種設(shè)備能夠有效提升工作效率，并能夠有效杜絕煤與瓦斯突出的事故發(fā)生。本文就對此進(jìn)行深入探討。

輕便型液壓防突鉆機(jī) 突出事故 鉆孔

從目前來看，我國在高突綜采面的工作中較多地應(yīng)用的是施工排放孔鉆，以此來有效避免瓦斯突出問題。通過有效應(yīng)用排放孔鉆，能夠有效地釋放出煤層內(nèi)的瓦斯壓力，能夠起到較為有效的防治煤和瓦斯突出的效果。與此同時(shí)，該技術(shù)還能夠十分有效地緩解煤體前方的地應(yīng)力，使其前移。然而，在應(yīng)用這種方式的過程中，往往會造成電源短路、起火花、人身觸電等事故及煤電鉆綜保故障。因此，積極探索一種新的作業(yè)方式是非常有必要的。在這種背景下，輕便型液壓防突鉆機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。本文就對輕便型液壓防突鉆機(jī)的相關(guān)問題進(jìn)行研究。

1 輕便型液壓防突鉆機(jī)設(shè)計(jì)原則

輕便型液壓防突鉆機(jī)在設(shè)計(jì)過程中需要遵循以下設(shè)計(jì)原則。（1）要能夠有效滿足綜采工作面施工瓦斯排放鉆孔和預(yù)測孔以及煤壁淺孔注水孔的技術(shù)要求；（2）需要用綜采工作面的乳化液泵站最為動力的來源；（3）要保證體積較小，質(zhì)量要小，同時(shí)其結(jié)構(gòu)要更為簡單合理，有效提升實(shí)用性，更加方便應(yīng)用者操作；（4）操作和維護(hù)工作較為簡單，不需要高強(qiáng)度的勞動；（5）架設(shè)和移動更加方便和靈活，方便運(yùn)輸和維修人員工作；（6）工操作更加安全和穩(wěn)定；（7）打鉆的速度更快，具有更高的效率；（8）標(biāo)準(zhǔn)化率高；（9）應(yīng)用于負(fù)載中等、體積要求較小的場合。

圖1 液壓系統(tǒng)示意圖

2 鉆機(jī)組成及工作原理分析

2.1 鉆機(jī)的組成

輕便型液壓防突鉆機(jī)主要由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、推進(jìn)機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)和固定機(jī)架4部分組成，其中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由乳化液馬達(dá)、旋轉(zhuǎn)供水機(jī)構(gòu)組成；推進(jìn)機(jī)構(gòu)由馬達(dá)底座、滑架、伸縮支撐桿組成；控制機(jī)構(gòu)由三位四通閥、安全閥組成。固定機(jī)架由一固定裝置和移動裝置組成，其固定在綜采工作面輸送機(jī)上，作為固定支撐和移動平臺。采面乳化液泵站作為該系統(tǒng)的動力源，系統(tǒng)主要液壓元件有乳化液馬達(dá)和操作閥，馬達(dá)經(jīng)過連接裝置驅(qū)動鉆桿轉(zhuǎn)動，馬達(dá)的正、反轉(zhuǎn)由三位四通閥控制，根據(jù)乳化液防突鉆機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和乳化液防突鉆機(jī)必須實(shí)現(xiàn)的功能，借鑒其他鉆機(jī)的液壓系統(tǒng)，最終確定該鉆機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（圖1）。

2.2 工作原理

鉆機(jī)的動力源來自綜采工作面乳化液泵站，乳化液則作為工作的介質(zhì)，由操縱閥組控制乳化液馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)。而乳化液馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)帶動旋轉(zhuǎn)供水機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，從而帶動鉆桿的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的前進(jìn)、后退；由人工推動馬達(dá)底座的扶手從而帶動鉆機(jī)在滑架上滑動，完成鉆機(jī)的鉆進(jìn)工作；鉆機(jī)的固定和移動以工作面輸送機(jī)擋煤板作為承載體，擋煤板也是上下移動鉆機(jī)時(shí)的滑道，固定鉆機(jī)時(shí)，由鎖緊螺栓鎖緊；移動鉆機(jī)時(shí)，松開鎖緊螺栓，由固定裝置內(nèi)的輪子滾動前行移動到下一個(gè)工作位置。由于此種鉆機(jī)整體質(zhì)量小，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，且以工作面乳化液泵站的乳化液作為鉆機(jī)的工作動力，適用于薄煤層綜采工作面，故命名為“輕便型乳化液防突鉆機(jī)”。

3 輕便型液壓防突鉆機(jī)的應(yīng)用

3.1 輕便型液壓防突鉆機(jī)的應(yīng)用效果

輕便型液壓防突鉆機(jī)的用途較為廣泛，且具有非常強(qiáng)的實(shí)用性，其能夠被應(yīng)用在其他的綜采工作面上進(jìn)行打瓦斯排放鉆孔、防突測試孔、注水孔。在應(yīng)用的過程中，鉆機(jī)具有非常好的穩(wěn)定性，應(yīng)用十分可靠。輕便型液壓防突鉆機(jī)在應(yīng)用時(shí)較為簡便，因?yàn)槠潴w積和質(zhì)量都非常小，非常易于搬運(yùn)，且操作和維護(hù)工作非常簡單。當(dāng)施工人員完成打孔工作后，不需要解體鉆機(jī)，非常適合在煤層較薄的低綜采面開展施工。在施工過程中，打鉆的工作人員能夠更為有效地操作防突鉆機(jī)，由于鉆機(jī)較輕，使得工作人員可以更加快速的移動。當(dāng)完成一個(gè)鉆孔后，能夠快速地移動到下一個(gè)需要打孔的位置。整個(gè)過程無需多人操作，僅僅需要一個(gè)人就可以全部完成，且整個(gè)操作過程非常簡單，用時(shí)甚至都不到一分鐘。這種方便靈活的特點(diǎn)有效提升了施工的效率，極大地降低了施工人員的勞動量和勞動強(qiáng)度，有效改善了作業(yè)環(huán)境。

3.2 輕便型液壓防突鉆機(jī)應(yīng)用過程中的注意事項(xiàng)

輕便型液壓防突鉆機(jī)應(yīng)用過程中需要注意一些問題，以此來有效提升其應(yīng)用的效率。首先來說，在打鉆的過程中容易產(chǎn)生吸鉆、夾鉆、噴孔等現(xiàn)象，尤其是在鉆孔的過程中，當(dāng)在采面中間軟煤層打深措施孔時(shí)，非常容易出現(xiàn)吸鉆的問題。在這種情況下，煤屑往往無法及時(shí)有效地被排出。此外，鉆孔過程中會非常容易產(chǎn)生鉆屑，在打深孔的過程中，需要長時(shí)間開展排粉的工作。這極大地提升了工作的勞動強(qiáng)度。但是如果存在吸鉆非常嚴(yán)重的情況時(shí)，其卻能夠很好地解決軟煤層打深孔而丟鉆桿的問題。而為了有效解決吸鉆的問題，可以委派一個(gè)專業(yè)的工作人員負(fù)責(zé)開泵，有效保證乳化液泵站可以正常供液。

4 結(jié)語

輕便型液壓防突鉆機(jī)能夠?yàn)榫C采面的工作中提供更為有效的幫助，能夠有效解決傳統(tǒng)的鉆孔過程中出現(xiàn)的瓦斯問題，可以非常有效地釋放出煤體內(nèi)層內(nèi)的瓦斯壓力，能夠起到較為有效的防治煤和瓦斯突出的效果。其用綜采工作面的乳化液泵站最為動力的來源，操作和維護(hù)工作較為簡單，不需要高強(qiáng)度的勞動，打鉆的速度更快，具有更高的效率，具有非常好的發(fā)展前景。

［1］張所邦，周玉龍.金剛石薄壁鉆技術(shù)的發(fā)展與展望［A］.探礦工程（巖土鉆掘工程）技術(shù)與可持續(xù)發(fā)展研討會論文集［C］，2003.

［2］姚寧平.煤礦井下中深孔瓦斯抽采鉆機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［A］.中國煤炭學(xué)會礦井地質(zhì)專業(yè)委員會2008年學(xué)術(shù)論壇文集［C］，2008.

李澤萱（1991—），男，河南禹縣人，本科，畢業(yè)于河南理工大學(xué)畢業(yè)，礦業(yè)工程學(xué)士，主要從事采礦工程和安全生產(chǎn)工作。