陳團(tuán)團(tuán)

（晉城煤業(yè)集團(tuán)鳳凰山礦，山西 晉城 048007）

多數(shù)大型礦井目前使用的定向鉆機(jī)大體分為兩種類型：（1）西安煤科院研制和生產(chǎn)的ZDY6000LD（定向）履帶式全液壓坑道鉆機(jī)及其他ZDY系列的改進(jìn)機(jī)型（下稱ZDY系列鉆機(jī)）；（2）從澳大利亞引進(jìn)的VLD-1000系列定向鉆機(jī)（下稱VLD系列鉆機(jī)）。通過現(xiàn)場使用這兩種類別的鉆機(jī)，從整體設(shè)計(jì)、使用性能、定位精度、機(jī)械液壓等方面進(jìn)行比較和闡述，發(fā)現(xiàn)VLD系列鉆機(jī)在諸多方面都優(yōu)于國產(chǎn)的ZDY系列鉆機(jī)。

1 鉆機(jī)主體（結(jié)構(gòu)組成要素）

鉆機(jī)的主體結(jié)構(gòu)包括機(jī)身、框架、支撐、連結(jié)。

（1）ZDY系列鉆機(jī)采用的注漿泵傳動方式為皮帶傳動，占用空間大且傳動部分暴露在外，較易造成人員或其他的異物如工具等誤入運(yùn)行部位，從而誘發(fā)事故。

（2）皮帶傳動只能進(jìn)行直線傳遞，與鉆機(jī)的整體設(shè)計(jì)是分離的，因此廠家加設(shè)了電機(jī)及控制開關(guān)等，導(dǎo)致相關(guān)的開關(guān)、輔助設(shè)備及連接電纜及管路多，且不能依靠鉆機(jī)的履帶設(shè)計(jì)來移動注漿泵，整體設(shè)計(jì)和集成性低。

（3）鉆機(jī)設(shè)計(jì)集成性低，造成現(xiàn)場布局亂、標(biāo)準(zhǔn)化差和搬運(yùn)極為繁雜。鉆機(jī)設(shè)計(jì)的重心偏上、支柱抓地力小等因素導(dǎo)致鉆機(jī)在施鉆過程中重心不穩(wěn)。

（4）鉆機(jī)未設(shè)置起吊環(huán)，造成固定和移動不方便。

（5）細(xì)節(jié)方面不夠細(xì)致，列舉幾個例子：

①ZDY系列鉆機(jī)和VLD系列鉆機(jī)推進(jìn)油缸設(shè)計(jì)均為2個油缸平移布置。在工作中可以明顯發(fā)現(xiàn)ZDY系列鉆機(jī)的2個推進(jìn)油缸較VLD系列鉆機(jī)的推進(jìn)油缸的同步性差很多。作為一名機(jī)電技術(shù)人員，不難發(fā)現(xiàn)VLD系列鉆機(jī)在油缸的進(jìn)回油兩端分別設(shè)置了2根相通的油管，稱為平衡油管。當(dāng)一側(cè)油缸的進(jìn)（回）油壓力或流量大于另一側(cè)的油缸時，自然而然這一側(cè)的油壓或部分油量會流到另一側(cè)的油缸，從而達(dá)到動態(tài)的平衡，最終保證后推進(jìn)組件在滑道上的滑行是平穩(wěn)的，鉆機(jī)在鉆桿推進(jìn)時是平穩(wěn)的，推進(jìn)軌跡是平直的。

②ZDY鉆機(jī)操作臺前端布置的機(jī)械類設(shè)備較多，操作視線差。

③ZDY鉆機(jī)底部支撐盤設(shè)計(jì)為矩形平面。矩形設(shè)計(jì)空間利用率低，平面設(shè)計(jì)摩擦力有待提高。而相比較之下VLD系列鉆機(jī)的圓形加設(shè)4個摩擦尖角設(shè)計(jì)更加合理。

④液壓傳動的密封性能很關(guān)鍵。相關(guān)運(yùn)動部件的公差配合、金屬材質(zhì)的耐磨性和加工精度，都直接影響著液壓傳動的密封性?，F(xiàn)場應(yīng)用過程中，ZDY系列鉆機(jī)較VLD系列鉆機(jī)的油品泄漏事故率高得多。

2 驅(qū)動部分（動力組成要素）

驅(qū)動部分為系統(tǒng)提供能量和動力。ZDY系列鉆機(jī)采用電機(jī)帶動主、副泵并另外加設(shè)電機(jī)和皮帶傳動帶動水泵的設(shè)計(jì)；VLD系列鉆機(jī)采用單電機(jī)單軸帶動主泵、副泵和水泵驅(qū)動泵的設(shè)計(jì)。從移動性、空間利用率、材料消耗等方面考慮，VLD系列鉆機(jī)都明顯優(yōu)于ZDY鉆機(jī)。

3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)（運(yùn)動組成要素）和液壓系統(tǒng)

根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動作和功能。

ZDY系列鉆機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行不穩(wěn)定，比如夾持器經(jīng)常會出現(xiàn)一會兒能夾住、一會兒又夾不住的現(xiàn)象，操作閥時常會出現(xiàn)高低壓側(cè)串液的現(xiàn)象。在油路方面，ZDY系列鉆機(jī)設(shè)計(jì)采用密封墊片和密封圈來保證密封性，時常出現(xiàn)漏油、油封接頭被卡住的現(xiàn)象，造成油路不通。而VLD系列鉆機(jī)采用的是螺紋聯(lián)結(jié)，相對較少地采用密封圈和密封墊的密封設(shè)計(jì)，而且漏油率低，從而有效地降低了設(shè)備維修率和材料消耗。

4 控制及信息處理部分（職能組成要素）

將測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進(jìn)行集中儲存、分析、加工處理后，按照信息處理結(jié)果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個系統(tǒng)有目的的運(yùn)行。

VLD系列鉆機(jī)通過安裝的AMT鉆進(jìn)導(dǎo)向系統(tǒng)孔外計(jì)算機(jī)，所有施鉆過程中的進(jìn)尺、參數(shù)、位置、狀態(tài)及構(gòu)造等均能在顯示屏上顯示出來，而且這些資料還可以通過Oda盤儲存并可以帶到地面作進(jìn)一步的分析、處理和存檔。進(jìn)行定向鉆孔施工時，定向鉆機(jī)司機(jī)可以通過電腦上顯示的鉆機(jī)資料，如方位角、傾角、上下和左右偏差等變化，調(diào)整彎頭方向，從而實(shí)現(xiàn)指哪打哪的鉆孔設(shè)計(jì)抽放目的。ZDY系列鉆機(jī)也研發(fā)出類似的產(chǎn)品，但采用的是分體設(shè)計(jì)，鋰電池為供電電源，需要人員經(jīng)常性的攜帶電池到工作地點(diǎn)，較為不便，且軟件的故障較高，在一定程度上影響到施鉆效率。

5 測試傳感部分（感知組成要素）

對系統(tǒng)運(yùn)行所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行檢測，并變成可以識別的信號傳輸給信息處理單元，經(jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。

VLD系列鉆機(jī)和ZDY系列鉆機(jī)在鉆進(jìn)的過程中，相關(guān)的參數(shù)、資料都是由孔底的定位定向測量系統(tǒng)通過鉆桿中心的傳輸線傳送到電腦上，為定向鉆機(jī)操作人員調(diào)整鉆孔的施鉆參數(shù)提供第一手的資料。但ZDY系列鉆機(jī)所采用的定向鉆桿的密封性和鉆桿之間連接處密封后的耐壓性較低，當(dāng)高壓水進(jìn)入密封性差的部位時，極易造成信號回路短路和斷路，從而造成測量系統(tǒng)故障，無法進(jìn)行數(shù)據(jù)測量。

6 人性化設(shè)計(jì)方面

VLD系列鉆機(jī)人性化設(shè)計(jì)方面做得較為突出，如照明燈、操作時可供站立的平臺、瓦斯保護(hù)裝置和勞動保護(hù)警示標(biāo)志等。ZDY系列鉆機(jī)在相關(guān)細(xì)節(jié)方面有待改進(jìn)。

7 結(jié) 論

VLD系列鉆機(jī)在諸多方面都優(yōu)于國產(chǎn)的ZDY系列鉆機(jī)，但這并不是貶低國產(chǎn)定向鉆機(jī)技術(shù)水平，只是通過提出問題，來提醒專業(yè)設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。在設(shè)計(jì)時不能一味地依靠原有的技術(shù)，要解放思想，摒棄原來的落后設(shè)計(jì)，系統(tǒng)地、合理地結(jié)合多方意見，最終設(shè)計(jì)出更多的優(yōu)于國外的設(shè)備和產(chǎn)品，打造出更多更好的“Made in China”。