全液压钻机自移平台的研究与应用.pdf

2 0 1 4 年第 1 1 期 中k l1 煤炭 总第2 2 7 期 全 液压 钻机 自移 平 台的研 究与应 用 王 浩东 ， 楚 志 刚， 连 勇 新 ， 李 想 ， 赵 超杰 ， 潘 奎 军 郑煤 集团公 司 裴沟煤矿 ， 河南 新密4 5 2 3 8 2 摘要 随着矿井 区域 瓦斯 治理 工程量 的增加 ， 钻机在使用过 程 中需要频繁地 移动 ， 职工 劳动强度 大。针对这 一 问题 ， 裴沟矿 以 Z D Y 3 2 0 0 ／ 1 2 0 0型钻机为例 ， 设计制作 了全液压钻机 自移平 台， 利 用钻机 自身 的液压 系统 ， 实现 了钻机 的 自动前移后退。 井下现场 应用表明 ， 该平 台配置合 理、 结 构紧凑 ， 提高 了整套钻 机 的整体移运 性 能， 降低 了钻机搬运 工的劳动强度。 关键词 全液压钻机 ； 自移平 台； 瓦斯治理 中图分类号 T D 6 3 2 ． 9 文献标志 码 A 文 章编 号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 4 1 1 0 0 8 7 0 2 Re s e a r c h a n d Ap pl i c a t i o n o f S e l f - a dv a n c i n g Pl a t f o r m o f Ful l y h y dr a ul i c Dr i l l i ng M a c h i n e Wa n g H a o d o n g ， C h u Z h i g a n g ， L i a n Y o n g x i n ， L i X i a n g ， Z h a o C h a o j i e ， P a n K u i j u n P e i g o u C o a l Mi n e ， Z h e n g z h o u C o a l G r o u p I n d u s t r y C o ．， L t d ． ， Xi n mi 4 5 2 3 8 2， C h i n a Ab s t r a c t W i t h t h e i n c r e a s e o f g a s c o n t r o l q ua nt i t y o f mi n e a r e a， dr i l l i ng ma c h i ne s n e e d t o b e mo v e d f r e q ue n t l y i n t h e p r o c e s s o f u s i ng， a nd t h e l a b o r i n t e ns i t y o f t he wo r ke r wa s h e a v y ． To s o l v e t h i s p r o b l e m， t a ki n g ZDY32 0 0／1 2 0 0 t y pe d r i l l i ng ma c hi ne i n Pe i g o u Co a l Mi n e a s a n e x a mp l e， s e l f a d v a nc i n g pl a t f o r m o f f u l l y h yd r a u l i c d r i l l i n g ma c h i n e wa s d e s i g n e d．Us i n g h y dr a ul i c s y s t e m o f t h e ma c hi ne， t h e dr i l l i n g ma c hi ne c a n b e a u t o ma t i c a l l y g o f o r wa r d a nd r e t r e a t ．F i e l d a p p l i c a t i o n s h o ws t h a t ， t h e c o n f i g u r a t i o n o f t h e p l a t f o r m i s r e a s o na bl e， a n d i t s s t r u c t u r e i s c o mpa c t ， t h e e ffi c i e n c y o f o v e r a l l mo v i n g f o r d r i l l i n g ma c hi ne wa s i mp r o v e d， i n t e ns i t y o f t h e l a b o r wa s r e du c e d， t oo． Ke ywor ds f u l l y h y dr a u l i c d r i l l i ng ma c h i n e； s e l f a d v a nc i n g pl a t f o r m ； g a s c o n t r o l 1 问题 提 出 钻孔 施 工是 预抽 煤 层 瓦 斯 最 基 本 的 工 作 ， 随 着矿 井 瓦斯 治理 工作 量 的不 断增加 ， 钻 机搬 运 、 挪移 越来 越 频繁 ， 传统 的钻 机 搬 运 方 法 给 钻 孔施 工 工效 的提 高 带来 很大 的压 力 。 裴 沟 煤 矿属 于 煤 与 瓦斯 突 出矿 井 ， 按 照 国家关 于 瓦斯 治理 技术 的设 计 和 要 求 ， 采 取 以顺 层 钻 孔 和 穿层 预 抽煤 层瓦 斯 为 主 的 防 突措 施 ， 钻 孔施 工 工程 量较 大 。 以 3 1 1 3 1工作 面 为例 ， 工作 面走 向长 1 6 0 0 m， 回采前需对 回采 区域煤层进行 打钻抽采消突 ， 钻 孔设 计 沿工 作 面两 巷 每 隔 2 ． 5 m 布 置 3个 钻 孔 ， 即 平均每施工 3个钻孑 L 需要搬移钻机 2 ． 5 m。所使用 的全液 压 坑 道 钻 机 主要 用 于 煤 矿 井 下 钻 进 瓦 斯 抽 排 放 孔 、 注 浆 灭 火 孑 L 、 煤 层 注水 孔 、 防 突 卸 压 孔 、 收 稿 日期 2 O l 4 0 6 2 6 作者简 介 王浩东 1 9 8 6 一 ， 男 ， 河南 新密人 ， 助理工程 师 ， 2 0 0 8年 毕业 于河南理 工大学 ， 现从事煤 矿瓦斯 抽采 技术管 理工作 。 地质 勘探 孔及 其 他 工 程 孔 ， 且 钻 机 质 量 大 。整 个 操 作过 程 中 ， 依 靠人 力配 合手 拉葫 芦拉 动 钻机移 动 ， 消 耗大量人力 、 物力 ， 且 占用较长 的作业时间 ， 降低 了 工作 效率 ， 人 工搬 迁 手段 已不 能满 足钻 孔高 效 、 快 速 施 工 的要 求 。 为 解 决 这一 问题 ， 笔 者 对 钻机 自移 平 台进 行 了 设计 研究 ， 以 Z D Y 3 2 0 0 ／ 1 2 0 0型钻 机 为 例 ， 设计 制 作 了全液 压坑 道钻 机 自移平 台。 2钻机 自移平台装置结构 钻 机 自移平 台充 分 利 用 了钻 机 自身 的液 压 泵 ， 配 合伸 缩液 压油 缸 ， 真 正实 现 钻 机 自移 。在 现场 试 验 阶段 ， 由于钻孔 施工 方位 变化 ， 仍 需耗 费人 力起 吊钻机 以满足施 工 方 位 要 求 ， 遂 即对 钻 机 自移 平 台 进 行 了改 进 ， 在 原平 台上增加 了转盘 ， 实 现 了钻 机 的 3 6 0 。 旋 转 。 钻 机 自动 平 移平 台 由转 盘 、 上 层钻 机 支 撑 部 和 下层推移部 3部分组成 ， 具体位置关系如图 1 所示。 8 7 2 0 1 4 年第 1 1 期 中州煤炭 总第2 2 7 期 a 俯视 b左 视 图 1钻 机 自移 平 台结 构 示 意 单位 m m 3钻机 自移平 台工作原理 自移平台利用 了钻机 自身的液压 电动泵 ， 采用 双 泵开 式循 环液 压 系统 ， 其工作 原理 如下 电动机启 动 ， 主 油泵 经滤 油器截 止 阀吸油 ， 副 油泵 经滤 油器 吸 油 ， 输 出 的高压 油进 入 操 作 台 的 三位 六 通 手 动 多路 换 向 阀。多路 换 向阀 由三 联 组 成 ， 左 边 一 联 称 回转 阀， 控制油马达的正转 、 反转和停止 ； 三联阀都处于 中位 时 ， 主 、 副油 泵 均卸 荷 ， 油 马达 和 油 缸 处 于 浮动 状态 ， 操 作 回转 阀 ， 主 油 泵 高 压 油 全 部 进 入 回转 油 路 ； 副油泵的高压油单独控制给进 。停止回转 ， 操作 起落 阀或 给进 起拔 阀时 ， 主 、 副油 泵油 液合 流 。 动平 台也 向前 移动 了一个 行 程 。 此操 作循 环 进行 ， 实 现钻 机 自移 。 当钻 机 移 动 到所需 位 置需要 调 整 方 位 时 ， 工 作 人 员可 手 动 转 动 转动 盘 ， 轻 松地 进行 3 6 0 。 旋 转 ， 满足 钻孑 L 施工需 要 。 5钻机 自移平 台试验效果对 比分析 钻 机 自移平 台投 人 现场 实 际 应用 中 ， 在搬 移 钻 机方 面与单 个液 压钻 机 、 履带 式钻 机进行 了对 比 ， 取 得 了较 好 的试验 效果 。 1 人力 搬 移 。优 点 是 钻 机 拆 卸 后 ， 适 用 于 井 下 各个 打钻 作业 地点 ， 适 用 性 强 。缺 点 是 需 拆 卸 钻 机， 分部件搬移 ； 依靠人力扛抬推动钻机移动 ， 消耗 大 量人 力 、 物力 ， 工作 效率 很低 。 2 履带 式 自移 。 采 用 履 带 式 自移 ， 优 点 是 操 作简单 ， 效率高。缺点是 自身体积大 ， 搬 家过程 繁 琐 ， 特 别是过 风 门等 环 节 ； 要 求 打 钻 地 点 、 移 动 巷 道 断 面大 ， 井下 许 多地点 不适 用 ， 不 易频 繁移 动 。 与 上述 2种 搬 移方 法 对 比 ， 钻 机 自移 平 台无需 拆 卸钻 机 ， 体 积适 中 ， 基 本适 用 于井 下各个 打 钻作业 地 点 。 6 结语 钻 机 自移 平 台的设 计 与改进 解决 了大 功率 液压 钻机 搬移 的难 题 ， 大大减 轻 了工人 的劳动强 度 ， 提高 作业 效率 ， 打钻 作业 准备 时 间 由之 前 的 4～6人 需 3 ～ 5 h ， 现在 只需要 2～ 3人 1～ 2 h就 可轻松 完成 ， 同 时该 自移 平 台机构 和液 压 系统十 分简 单 ， 制 作 、 操作 都简单易行 ， 具有较高的推广应用价值 。 4钻机 自移平 台操作步骤 参考文献 以向前移动钻机为例说明钻机移动操作步骤 ①启动 4个承重油缸 ， 使承重油缸伸张开， 直到基座 稳 稳 地站立 在 地面 上 ， 此 时 ， 整个 上层钻 机 支撑移 动 平台及钻机的质量全部由 4个承重油缸支撑 。②启 动 推移 油缸 ， 将 推移 油缸 沿横 向伸 长 ， 使 得 推移部 向 前 移 动 ， 相 当于 下层 推 移 动 力 机 构 向前 移 动 一 个 行 程 ， 而 上层 钻机 支撑移 动 平 台停止 在原位 置 未移 动 。 ③移动上层钻机支撑移动平 台， 操作承重油缸 内部 压力， 使承重油缸收回， 上层钻机支撑移动平台将 自 身 重力 转移 到下 层 推 移 动 力机 构 上 ， 再 次 启 动 推 移 油缸 ， 将推移油缸连接底层支撑床的一端缩回， 使得 上层钻机支撑移动平台随着推移油缸的缩 回而依靠 滚 轮与 轨道 的配 合 向前 移 动 ， 此 时 ， 上层 钻机 支撑 移 8 8 [ 1 ] 张铁岗． 矿井瓦斯综合治理技 术[ M] ． 北京 煤炭工业 出版社 ， 2 0 01 ． [ 2 ] 梁磊 ， 赵先凯， 张昌虎， 等． 钻机 自移装置 的设计 与应用 [ J ] ． 科 技与企业 ， 2 0 1 3 1 2 1 7 4 ． [ 3] 尚鹏宾， 李 显忠． 全液 压坑道 钻机 自移装置 的研 制[ J ] ． 内蒙 古 煤炭经济， 2 0 1 4 2 1 8 7 ． 责任 编辑 刘 欢欢