亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        煤礦小斷面硬巖巷掘進(jìn)用遠(yuǎn)控鉆機(jī)

        2021-10-17 13:59:58王天龍宋海濤董洪波
        煤礦安全 2021年9期
        關(guān)鍵詞:巖巷電控油缸

        王天龍,宋海濤,董洪波

        (中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司,陜西 西安 710077)

        隨著科技水平的發(fā)展,我國煤礦綜采技術(shù)取了重大成果,逐步實現(xiàn)了綜采的自動化、智能化[1-2]。然而煤礦一直以來存在“采掘失衡”的矛盾,巖巷掘進(jìn)水平成制約煤礦正常接續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵,硬巖巷道掘進(jìn)問題尤為突出[3-4]。懸臂式掘進(jìn)機(jī)為主要設(shè)備的綜掘法在國內(nèi)煤礦得到了廣泛應(yīng)用,但只適用于半煤巷、硬度系數(shù)不大的巖巷掘進(jìn)。對于硬巖巷掘進(jìn),形成以氣腿式鑿巖機(jī)和全液壓鉆車為主要設(shè)備的爆破掘進(jìn)作業(yè)線。對于煤礦小斷面硬巖巷掘進(jìn)仍以鉆爆法為主[5]。絕大多數(shù)礦采用手持式氣動鑿巖機(jī)進(jìn)行炮眼施工,這種施工適用于淺孔炮眼施工,施工效率低,工人勞動強度大,噪音大[6]。落后的小斷面硬巖巷掘進(jìn)技術(shù)對煤礦安全生產(chǎn)和礦井建設(shè)速度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

        隨著煤礦開采向集成化、智能化方向發(fā)展,井下煤礦設(shè)備面臨的“機(jī)械化換人、自動化減人”需求日益迫切,信息化、自動化、智能化掘進(jìn)技術(shù)與裝備是未來必然的發(fā)展趨勢[7-8]。針對現(xiàn)有煤礦小斷面硬巖巷掘進(jìn)施工的不足和未來發(fā)展需求,研制一種適用于煤礦小斷面硬巖巷掘進(jìn)施工的遠(yuǎn)控鉆機(jī)(簡稱遠(yuǎn)控鉆機(jī))可以極大的降低勞動強度,提高工作效率,提高勞動安全性。

        1 鉆機(jī)總體設(shè)計方案

        遠(yuǎn)控鉆機(jī)由鉆機(jī)本體和電控系統(tǒng)組成。遠(yuǎn)控鉆機(jī)總體布局圖如圖1。

        圖1 鉆機(jī)總體布局圖Fig.1 The overall layout of the drilling rig

        鉆機(jī)本體集主機(jī)、泵站、履帶車體、附屬部分于一體,結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。其中主機(jī)包括了給進(jìn)裝置和變幅裝置;泵站包括了電機(jī)泵組和油箱;附屬部分包括油霧潤滑器、冷卻器、電纜卷筒等。電控系統(tǒng)包括電控系統(tǒng)硬件和電控系統(tǒng)軟件。硬件包括操控臺、遠(yuǎn)程遙控器(包括遙控器和接收器)、控制柜、傳感器組和電磁啟動器,可以實現(xiàn)遠(yuǎn)控鉆機(jī)的遠(yuǎn)程控制以及狀態(tài)監(jiān)測;其中傳感器組件用來采集鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中的鉆進(jìn)參數(shù);控制柜用來驅(qū)動液壓系統(tǒng)電磁閥進(jìn)行邏輯控制以及采集傳感器數(shù)據(jù);電磁啟動器用來給電控系統(tǒng)供給合適的電壓。系統(tǒng)軟件主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊、解析,控制邏輯的運算。該鉆機(jī)分為手動和遠(yuǎn)控2種操作方式。其中操控臺用于司鉆人員觀察狀態(tài)參數(shù)和進(jìn)行手動鉆進(jìn)操作;遙控器可以實現(xiàn)司鉆人員遠(yuǎn)程觀察鉆機(jī)參數(shù)以及遠(yuǎn)程鉆進(jìn)操作。

        2 鉆機(jī)本體

        2.1主機(jī)

        主機(jī)包括了給進(jìn)裝置和變幅裝置,主要實現(xiàn)鉆機(jī)動力頭鉆進(jìn)和回退以及鉆機(jī)各種工況位置的調(diào)節(jié)[9-10]。給進(jìn)裝置采用油缸-鋼絲繩倍程倍速結(jié)構(gòu),可以實現(xiàn)鑿巖動力頭的快速回退,減少運動時間,提高施工效率。帶有液壓沖擊動力頭的給進(jìn)裝置相比于回轉(zhuǎn)鉆機(jī)更適用于硬巖施工,可以提高過斷層速度。給進(jìn)裝置上設(shè)計有盤管輪和接管板,可整齊理順膠管,方便施工。變幅裝置由大臂組件、調(diào)角平移裝置、調(diào)平裝置和回轉(zhuǎn)支撐組件組成。大臂組件底下的調(diào)角油缸伸出用來調(diào)整機(jī)身高度;調(diào)角平移裝置中安裝有平移油缸,平移油缸伸出可以使機(jī)身整體伸出,提高機(jī)身開孔高度;調(diào)平裝置裝有2組調(diào)平油缸,調(diào)節(jié)調(diào)平油缸可以使給進(jìn)裝置處于水平位置,用于水平孔施工。為了保證油缸穩(wěn)定性和調(diào)平油缸同步性,在調(diào)角油缸、平移油缸處安裝有液壓鎖,在調(diào)平油缸處安裝有分流閥?;剞D(zhuǎn)支撐組件由2個回轉(zhuǎn)支撐組成,上回轉(zhuǎn)支撐用來實現(xiàn)給進(jìn)裝置方位角移動,下回轉(zhuǎn)支撐用來調(diào)節(jié)俯仰角。

        2.2泵站

        泵站包括了電機(jī)泵組和油箱,主要用于儲存油液和為鉆機(jī)提供動力源[11]。電機(jī)泵組采用22 kW電機(jī)+兩聯(lián)串聯(lián)齒輪泵的形式。電機(jī)泵組采用豎直安裝的方式節(jié)省了安裝空間。選用的齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單、抗污染能力強、成本低,可以適應(yīng)于綜采工作面惡劣環(huán)境。聯(lián)軸器與齒輪泵之間采用梅花式聯(lián)軸器,該聯(lián)軸器具有緩沖減震、無需潤滑、維護(hù)方便的特點,可以補償兩軸相對的偏移。油箱結(jié)構(gòu)采用異形設(shè)計,上面可以放置控制柜,有效利用了空間,降低了鉆機(jī)高度尺寸。頂部采用封閉型設(shè)計,相比于傳統(tǒng)的開式設(shè)計,可以防止加油時候混入雜質(zhì),污染油液。油箱出油口安裝有自封式吸油濾油器,維護(hù)人員可以在防止油液外漏的情況下更換吸油濾芯,既可以節(jié)約更換時間,又可以防止油液外漏污染環(huán)境。

        2.3 履帶車體

        履帶車體包括了焊接車體和履帶2個部分。履帶寬度僅有0.8 m,體積小,適應(yīng)狹窄斷面。焊接車體采用內(nèi)凹式結(jié)構(gòu),留出足夠空間安裝變幅機(jī)構(gòu),可以有效降低主機(jī)高度;履帶采用重型履帶,履帶片強度高不易損壞,有利于在煤礦井下復(fù)雜環(huán)境行走。履帶車體前端安裝2個下穩(wěn)固裝置,提高復(fù)雜條件下行走施工的穩(wěn)定性和安全性。后端有安裝電纜卷筒的拖板。

        3 電控系統(tǒng)

        3.1 電控系統(tǒng)硬件

        遠(yuǎn)控鉆機(jī)電控系統(tǒng)由傳感器組、操控臺、控制器、電磁起動器和遙控器組成。電控系統(tǒng)組成圖如圖2。

        圖2 電控系統(tǒng)硬件組成圖Fig.2 Hardware composition diagram of electronic control system

        傳感器組包括了壓力傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、位移傳感器。其中壓力傳感器安裝于操控臺側(cè)面,用來測液壓系統(tǒng)中各個執(zhí)行動作的壓力、系統(tǒng)和回油壓力;溫度傳感器和油液傳感器安裝于油箱上,用來測油箱的溫度和油液位置;位移傳感器安裝于給進(jìn)裝置上,用于檢測沖擊動力頭的移動位置。操控臺上安裝有開關(guān)電磁閥、比例電磁閥、電磁溢流閥,用來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。控制柜是電控系統(tǒng)的核心,采用專用的PLC控制器。電磁啟動器用于給電控柜進(jìn)行供電。遙控器由顯示屏、指示燈、控制手柄、開關(guān)、調(diào)節(jié)旋鈕等組成。用來下發(fā)鉆機(jī)遠(yuǎn)程操控指令。遙控器發(fā)出操作指令由接收器接收信號后傳遞給PLC控制器,PLC接收后發(fā)出信號驅(qū)動操控臺上的電磁閥開合執(zhí)行相應(yīng)的動作,同時控制器采集傳感器采集的工況數(shù)據(jù),進(jìn)行分析處理后顯示在遙控器的顯示屏上。為滿足鉆機(jī)在惡劣環(huán)境下安全使用要求,電控系統(tǒng)采用防爆設(shè)計,線路插接件選用IP65等級防護(hù)。

        3.2 電控系統(tǒng)控制器

        鉆機(jī)控制器是鉆機(jī)的電控系統(tǒng)的核心部件,其功能的多樣性、可靠性以穩(wěn)定性的優(yōu)劣直接影響鉆機(jī)電控系統(tǒng)整體性能[12-13]。電控系統(tǒng)硬件原理圖如圖3。

        圖3 電控系統(tǒng)硬件原理圖Fig.3 Hardware schematic of the electronic control system

        鉆機(jī)控制器主要作用是完成對傳感器信息的采集、解碼和計算以及輸出控制信號完成對鉆機(jī)各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制[14],同時也為加掛在控制器上的其他本安設(shè)備供電。該專用控制器按結(jié)構(gòu)來說主要由本安電源板、隔離采集板和以及PLC控制器組成。其中本安電源用于實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)化,將AC127 V非本安電源轉(zhuǎn)化為DC12 V本質(zhì)安全電源輸出,為隔離采集板和其他供電設(shè)備供電;隔離采集板用于實現(xiàn)本安和非本安電路隔離,可以承受AC2 500 V工頻耐壓,具備1.3 A過流保護(hù)、過壓保護(hù)、過熱保護(hù)功能;PLC控制器內(nèi)嵌有控制程序,用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)包解碼計算、鉆機(jī)控制邏輯判斷、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制信號的輸出。

        按照功能分為輸入端和輸出端2大部分。其中,輸入端包括1路AC127 V非安電源;3路本安CAN總線通訊電路,其中CAN1用來連接收發(fā)器,CAN2用來連接壓力傳感器,CAN3備用;1路RS485總線通訊電路以及1路以太網(wǎng)信號接口,如有需要可與計算機(jī)連接;6路1~5 V本安電壓量輸入電路,用來連接位移傳感器;6路4~20 mA本安電流量輸入電路,用來連接溫度傳感器;3路本安開關(guān)量輸入DI,用來連接位置傳感器以及轉(zhuǎn)速傳感器。輸出端包括12路非安PWM輸出接口,可輸出24 V,0~2 A可調(diào)電流,可驅(qū)動電磁比例閥;20路非安開關(guān)量輸出接口,可驅(qū)動電磁開關(guān)閥;1路DC12 V本安電源輸出,6路DC24 V非安電源輸出為系統(tǒng)中的本安設(shè)備供電。

        3.3 電控系統(tǒng)軟件

        系統(tǒng)控制器主程序編程在CoDeSys V3.5開發(fā)環(huán)境完成。用戶可以根據(jù)自己情況選擇6種語言中的1種進(jìn)行編程,也可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)庫調(diào)用功能模塊。本文使用ST語言進(jìn)行編程,這種編程用戶可以快速掌握,可以快速實現(xiàn)邏輯控制、運動控制和人機(jī)界面交互編程[15]。炮眼鉆機(jī)軟件流程圖如圖4。

        圖4 軟件系統(tǒng)流程圖Fig.4 Flow chart of software system

        首先開機(jī)檢查炮眼鉆機(jī)的狀態(tài)。通過安裝在鉆機(jī)上的傳感器采集的鉆機(jī)壓力溫度的信息,判斷鉆機(jī)情況是否正常,若不正常時,檢查出現(xiàn)問題的機(jī)械和電氣故障,直到調(diào)整至正常狀態(tài);根據(jù)鉆孔設(shè)計位置(方位、角度、高度)調(diào)整開孔位置,控制調(diào)角裝置動作到設(shè)計位置;控制動力頭回轉(zhuǎn),控制給進(jìn)裝置執(zhí)行2 000 N的推進(jìn)力,使其頂住巖壁后,將采集到推進(jìn)力與設(shè)置的巖壁頂緊力比較,(頂緊力為根據(jù)實際情況給定的數(shù)值)若推進(jìn)力小于頂緊力,則繼續(xù)加大推進(jìn)力;若采集的推進(jìn)力大于巖壁頂緊力,則可以開孔,控制動力頭沖擊啟動以6 MPa的沖擊壓力進(jìn)行開眼,開眼后通過位移傳感器檢測位移,即開眼深度,若開眼深度符合要求,則沖擊壓力加大到14 MPa,進(jìn)行正常沖擊打眼;若位移傳感器檢查的開眼深度不符合要求,則繼續(xù)以6 MPa壓力開眼直到開眼深度滿足;正常打孔過程中顯示屏上一直顯示推進(jìn)力、回轉(zhuǎn)速度、給進(jìn)速度等參數(shù);鉆孔過程中如果出現(xiàn)回轉(zhuǎn)壓力升高超過回轉(zhuǎn)正常值14 MPa,則判斷為卡釬現(xiàn)象,進(jìn)行卡釬處理,此時沖擊停止,給進(jìn)裝置回退直到回轉(zhuǎn)壓力達(dá)到正常值時繼續(xù)給進(jìn)沖擊進(jìn)行鉆孔施工;位移傳感器檢測到預(yù)定鉆孔深度后關(guān)閉沖擊,給進(jìn)裝置回退;根據(jù)位移傳感器檢測給進(jìn)裝置的動力頭是否回退到位,到位后停止回轉(zhuǎn)和推進(jìn),鉆孔結(jié)束,若動力頭沒有回退到位,則進(jìn)行位移傳感器檢測位移,直至動力頭回退到位,到位后停止回轉(zhuǎn)和推進(jìn),停機(jī),結(jié)束。

        4 現(xiàn)場試驗

        鉆機(jī)裝配好進(jìn)行了現(xiàn)場鉆孔試驗。所用巖樣為1.2 m×1.2 m×1.2 m花崗巖樣塊,硬度系數(shù)為15。鉆機(jī)配套2 m長R28 mm釬桿和準(zhǔn)41 mm合金鉆頭進(jìn)行鉆孔施工。施工之前對鉆機(jī)的主要參數(shù)沖擊壓力、回轉(zhuǎn)流量、給進(jìn)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié),分別控制鉆機(jī)的沖擊功率、回轉(zhuǎn)速度、給進(jìn)力的大小。匹配3個參數(shù)可知增加沖擊壓力可以增加沖擊功,使孔鉆速度增加,回轉(zhuǎn)速度在一定范圍內(nèi)對鉆孔速度影響不大,給進(jìn)力不宜過大和過小,過大導(dǎo)致鉆桿變形,過小不能使釬頭與孔底充分接觸影響鉆孔速度。最終將鉆機(jī)參數(shù)調(diào)定在沖擊壓力12 MPa、給進(jìn)壓力4 MPa的情況下施工1.2 m深,直徑準(zhǔn)41mm鉆孔30個,角度在-30°~30°,平均成孔時間為1.5 min。試驗表明該鉆機(jī)操作簡單,安全性好,施工效率高。

        5 結(jié)語

        煤礦小斷面硬巖巷掘進(jìn)施工用遠(yuǎn)控鉆機(jī)采用新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計,布局緊湊,能解決小斷面硬巖巷道炮眼鉆孔施工效率低、勞動強度大、安全性低的問題。該炮眼鉆機(jī)采用倍程倍速給進(jìn)裝置、多變幅調(diào)角裝置、窄體履帶底盤,利用檢測與控制技術(shù)解決了制約小斷面硬巖巷鉆機(jī)結(jié)構(gòu)適應(yīng)性不足的問題,能提高施工安全性及綜合施工效率,為煤礦井下炮眼施工的進(jìn)步提供新思路。

        猜你喜歡
        巖巷電控油缸
        上海電控所: 三心同繪創(chuàng)新景 電控電抗競爭輝
        基于ANSYS分析的前輪油缸銷軸改進(jìn)
        熱軋彎輥油缸密封改進(jìn)
        碳纖維復(fù)合材料在液壓油缸中的應(yīng)用
        大斷面巖巷掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新
        巖巷的快速掘進(jìn)方法研究與應(yīng)用
        科學(xué)家(2017年1期)2017-04-11 21:41:26
        礦用挖掘式裝載機(jī)在巖巷掘進(jìn)中的應(yīng)用
        淺談直眼掏槽技術(shù)在巖巷掘進(jìn)中的應(yīng)用
        電控發(fā)動機(jī)點火控制系統(tǒng)的原理與診斷
        電控氣動步進(jìn)系統(tǒng)的PLC實現(xiàn)
        欧美日韩亚洲tv不卡久久| 人妻少妇偷人精品一区二区| 电驱蚊液可以插一晚上吗 | 麻婆视频在线免费观看| 国产欧美成人一区二区a片| 欧美性狂猛xxxxx深喉| 在线视频青青草猎艳自拍69| 北岛玲亚洲一区二区三区| 天堂一区二区三区在线观看视频| 日本乱偷人妻中文字幕在线| 国产亚洲欧美在线观看的| 青青草视频在线你懂的| 国产色婷婷久久又粗又爽| 亚洲看片lutube在线观看| 国产精品理人伦国色天香一区二区 | 成人综合久久精品色婷婷| 久久亚洲网站中文字幕| 又嫩又硬又黄又爽的视频| 国产女人18毛片水真多| 人妻丝袜中文字幕久久| 国产日产在线视频一区| 鸭子tv国产在线永久播放| 无码国产精品一区二区免费97| av免费在线观看在线观看| 亚洲youwu永久无码精品| 国产欧美日韩综合精品二区| 隔壁老王国产在线精品| 国产精品va在线观看无码| 欧美综合区自拍亚洲综合| 日本加勒比精品一区二区视频| 久久久亚洲av成人网站| 一本大道香蕉最新在线视频| 黄片午夜免费观看视频国产| 妺妺窝人体色www在线| 精品久久久久久777米琪桃花| 青草青草久热精品视频国产4| 精品久久中文字幕系列| 黑色丝袜秘书夹住巨龙摩擦| 国产激情久久99久久| 日本精品人妻一区二区| 国产精品成人3p一区二区三区|