气动远控卸压钻机在煤矿的应用

【摘 要】本文通过根据煤矿使用卸压钻机存在的问题和安全风险方面进行深入分析,介绍了启动远控卸压钻机的特点及使用情况.实践证明,启动远控卸压钻机能够有效的将操作人员与操作平台地点进行隔开,防止在操作过程中发生人员伤害,极大提高了钻进的安全性和可靠性.具有较大的推广意义和借鉴价值.

【关 键 词】气动远控卸压钻机应用

我国煤矿开采过程中的危害程度随着矿井数量增加和开采深度的加大,再加上煤矿的地质条件越来越复杂等等条件越来越严重.由于冲击地压的频繁发生,煤矿防冲已经成为我国煤矿目前需要面临的比较重要的困难之一.为了防止发生冲击地压危害,我国采取的主要措施是通过释放煤层压力,即通过在煤层中钻孔来实现将煤层压力释放的目的.通常是将钻孔卸压和钻孔预测合并.

同时在卸压钻孔还存在问题.由于工具的限制,钻孔操作人员还必须到钻孔附近进行操作.主要原因是受到钻孔工器具的限制.目前常用语卸压钻孔的工具主要是岩石电钻煤电钻和一些液压钻机.这些工具通常是人员手持的,有时会陪钻架.在使用这些设备进行工作时要求操作人员通常都要在钻机附近进行操作.近年来也出现一些进口的气动钻机,但也是手持式的.气动钻机可以适应松软的煤质,由于松软煤质使用普通电钻成孔较难,同时也会带来坍孔、夹钻、埋杆等问题.这就是气动钻机的好处.但是气动钻机虽然有这么多优点,仍然需要在钻机附近进行钻孔,操作人员仍然受到安全威胁.

气动远程控制卸压钻机的开发解决了上述问题.通过远程操作钻机,可以保障工作人员的安全,同时可以使得操作人员距离钻机比较远,从而可以避免当钻突发生时出现人员伤亡.同时由于该钻机为气动钻机,所以气动钻机的优点同时具备.该钻机的广泛应用可以获得巨大的社会效益和经济效益.通过推广该钻机,可以推动我国煤矿钻屑探测矿压冲击技术与装备的发展,具有十分重要的意义.

1主要结构与工作原理

1.1主要结构组成

该设备的主要组成部分包括两个部分,即是主机和操作台.其中主机部分主要分为推进系统、钻进系统、阻尼系统、钻杆自动装卸系统、辅助支撑系统、气动系统、监视系统等几大部分组成.驱动方式为全风动驱动.

钻进系统主要设备是气动马达,通过气动马达提供钻进动力.推进系统的主要设备是气缸、钢丝绳组件、夹紧机构等.这两个系统是该设备的主要组成部分.阻尼系统的主要设备是双活塞杆油缸、油箱等,该系统可以使得推进时更加平稳,同时可以及时锁定推进缸位置.辅助支撑系统的主要作用是固定主机,包括水平和垂直两个方向的支撑.气源管路系统包括气控换向阀、手动换向阀、胶管压力表接头等,并且这些部件安装在不同的地方,根据设备的具体需要进行配置.气控换向阀由于需要在主机处安装,手动换向阀和压力表为方便操作,方便进行手动调节和压力表读数,安装在操作台.监视系统包括控制器、显示器和摄像头.摄像头为隔爆的,通过隔爆摄像头将主机的运行情况传输到显示器,为操作人员提供就地的反馈信息.操作台和主机间的连接和通信采用胶管和隔爆电缆连接.

1.2工作原理

该设备的工作原理主要是通过远方操控就地气动设备进行钻进.操作台和主机的距离设置为20-30米,在操作台和主机位置放好后,电缆理顺,气源和电源接好,并检查气源不漏气.调节推进系统钻进方向,根据钻孔的需要调整好位置,在位置调整好后,通过辅助支撑系统将主机固定.先装第一根钻杆和探头,通过监视画面检查部位、零件均已接好.在钻进时为了保证监视效果,要将隔爆摄像头对准钻孔的方向.具体操作时要操作缓慢,开始先等待钻头进入一定距离再加快速度.在第一根钻杆钻进后,通过控制阀操作,卸开驱动头和钻杆.利用主机接入第二根钻杆,接入过程通过钻杆自动装卸系统完成.如果发生抱钻、卡钻等现象时,要及时旋转出煤.将钻杆进出活动多次直到正常钻进钻出,异常现象消失.操作人员要熟悉常见故障的现象及判断.当发现矿压冲击而抱死钻机时,要及时停钻,通过现象观察和分析判断是否发生矿压突出.在原因判断清楚之前,不要靠近钻机,防止发生人身伤害.

2现场使用情况

为了验证该设备的实际使用效果,将该设备应用到某煤矿进行试验.试验期间各项功能及设备运转正常,达到了预期的效果.在调试过程中曝露出钻杆连接螺纹强度较弱的实际问题,通过在现场对连接螺纹形式进行了改进,改为矩形螺纹,从根本上杜绝了被咬合的情况发生.

通过实际的现场检验,发现该设备能够满足现场需要,能够较好的实现各项功能,能够有效的保障人员安全.同时也曝露出在下一步设计过程中需要改进的一些问题,主要是以下几点：一是整机结构较大,在工作场合较小时使用起来不方便；二是由于设备较大,不好移动,需要在设计过程中进行改进；三是对于气动系统的操控性方面还需要进一步加强.

3结语

通过现场实践证明气动远控卸压钻机能够适应现场工作需要,同时使得操作人员和工作地点保持一定距离,防止发生人员伤亡事故,有效的保障了人员安全.监视系统的引进方便了现场的使用,同时提高了操作的安全性,提高了煤矿的整体安全性,值得进一步优化和大面积推广使用.