ZDY4200L煤礦用履帶式液壓坑道鉆機的應用

【摘要】介紹ZDY4200L鉆機的結構，結構技術方面的的優(yōu)勢，以及該鉆機的推廣應用情況。

【關鍵詞】鉆機；液壓；變幅；效率；安全

1、引言

廣大煤企意識到簡易設備效率的不足，而高端設備的價格昂貴未大范圍普及，什么形式、什么規(guī)格的鉆機是效率高的、性價比好的，真正適用煤礦生產的問題應運而生。經過煤礦多年生產經驗總結和研發(fā)單位的深入研究，ZDY4200L煤礦用履帶式液壓坑道鉆機為較好的選擇。

2、鉆機結構

ZDY4200L煤礦用履帶式液壓坑道鉆機由履帶行走總成、車身回轉總成、給進機構總成、及液壓系統(tǒng)、穩(wěn)固裝置、電氣系統(tǒng)組成。主機以外配鉆具、除塵系統(tǒng)等自由搭配組合。采用模塊化設計，具有結構緊湊、體積小，拆裝方便的特點。該鉆機履帶行走裝置，采用液壓雙速馬達控制，實現快速轉場。車身回轉總成，采用回轉支撐+馬達控制，調整省時省力達到360°任意水平角度回轉，滿足迎頭及順槽等各種水平方位施鉆的要求。同時機身為雙層平臺設計，鉆機可沿巷道行走順槽施鉆。給進機構總成，采用液壓缸給進+液壓油缸變幅式調角結構+調角指示調整直觀方便，仰角最大可達到65°，從而可滿足井下鉆進作業(yè)各種角度和方向的鉆孔要求。起拔力比近似機型大約45%，處理抱、卡鉆能力強。液壓系統(tǒng)，采用比例控制技術，并具有雙泵合流功能，將功率按動作功能進行調整，充分發(fā)揮整機效率，提高鉆探效率，降低了勞動強度。穩(wěn)固裝置，支撐力可達784KN，支撐可靠，對頂底板適應性強。牢固的支護保證了施鉆的機身穩(wěn)定，也提高了鉆機的安全性。鉆具，本鉆機可使用外平鉆桿、三棱鉆桿、寬葉片鉆桿和螺旋鉆桿，能滿足不同的鉆進工藝要求。

3、鉆機技術優(yōu)勢

（1）動力頭由斜軸式變量馬達、齒輪減速器和復合式卡盤組成。馬達經兩級齒輪減速，驅動主軸及液壓卡盤實現鉆具的回轉。調節(jié)馬達排量可以改變動力頭的輸出速度。主軸為通孔結構，通孔直徑97mm，動力頭安裝在給進機身的拖板上，借助給進油缸沿機身導軌往復運動，實現鉆具的給進或起拔。液壓卡盤采用彈簧夾緊、液壓松開常閉式結構，具有自動對中，卡緊力大等特點，尤其在停機或突然斷電的情況下，夾持器能夠自動夾緊，防止突鉆等事故的發(fā)生，安全可靠。

（2）夾持器采用油壓松開，彈簧夾緊的常閉式結構，同樣安全可靠。固定在給進裝置機身的前端，用于夾持孔內鉆具，還可配合回轉器實現機械擰卸鉆桿。

（3）給進裝置采用油缸直接推進。油缸體的尾部與機身固定，油缸的活塞桿與拖板相聯(lián)接。借助油缸活塞桿的伸縮，帶動拖板和動力頭沿機身導軌作往復移動。動力頭與拖板之間采用翻箱式結構聯(lián)接。一邊用銷軸把拖板與動力頭穿在一起，另一邊用鉸式螺栓把動力頭壓在拖板上。起下粗徑鉆具時，將螺栓松開，即可把回轉器搬向銷軸一側，讓開孔口。給進機身通過鎖緊卡瓦固定在機架的立柱及支撐桿的橫梁上。

（4）機架用于安裝給進裝置。機架由底座、支撐油缸及支撐桿等組成。給進裝置利用支撐油缸可調整傾角，滿足各種傾角的鉆孔。支撐桿采用二節(jié)式結構，根據需要配合使用。

（5）操縱臺是鉆機的控制裝置。由各種控制閥、壓力表及管件組成。鉆機的回轉、給進、起拔與卡盤、夾持器的聯(lián)動功能是靠操縱臺上的閥類組合實現的。各個手把的操縱方法也有標牌標明。壓力表指示主油泵系統(tǒng)壓力、給進壓力、起拔壓力、回油壓力。

（6）泵站是鉆機的動力源。由防爆電動機、主油泵、副油泵、油箱、冷卻器、濾油器等部件組成。主油泵功能負責馬達回轉、給進起拔、整機回轉、整機行走功能。副油泵功能負責整機支撐、雙泵合流、前后夾持器夾緊和松開、工作給進、松緊鉆桿、調節(jié)動力頭扭矩及轉速。油管安裝，采用24度錐密封扣壓式高壓膠管，密封可靠，拆卸方便。電動機通過彈性聯(lián)軸器帶動油泵工作，從油箱吸油并排出高壓油，經操縱臺驅動鉆機的各執(zhí)行機構工作。油箱是容納液壓油的容器，它置于油泵的前方。在油箱上設有多種保護裝置。如：吸油濾油器、回油濾油器、冷卻器、空氣濾清器、油溫計、油位指示計、磁鐵等，為避免在井下加油時臟物進入油箱，可通過空氣濾清器加油。同時冷卻器保證了設備的長時間運行，及對液壓油質的保護。

4、鉆機的應用

（1）神華寧夏煤業(yè)集團汝箕溝煤礦

施工汝箕溝煤礦336、346工作面定向瓦斯抽放鉆孔。工作面區(qū)域所屬的3、4層煤層情況如下：3層煤平均厚度為2.5米，煤層結構為2.0（0.1）0.25，僅靠煤層底板有一層矸石層。4層煤平均厚度為1.5米，煤層較薄，對鉆孔施工影響較大。共計施工鉆場3個，施工鉆孔主孔12個，分支孔16個，累計施工進尺7994米，單孔施工最大深度503米。

（2）神華寧夏煤業(yè)集團焦煤公司

施工焦煤公司970水平三號鉆場定向放水孔。工作面區(qū)域所屬的3#、4#、5#煤層煤巖性如下：3#煤層為復雜結構的中厚煤層，煤層堅固性系數為0.54-0.84由于本煤層堅固性系數較低，且直接頂為泥巖，可鉆性差，對鉆孔施工影響較大。4#煤層為復雜結構厚煤層，煤層堅固性系數為0.51-0.78，由于本煤層堅固性系數較低，且為“三軟巖層”和多層夾矸，可鉆性差，施工時極易塌孔，導致出現抱鉆、卡鉆，對鉆孔施工影響較大。5#煤層為復雜結構的厚煤層，煤層堅固性系數為0.52-0.62。由于本煤層堅固性系數較低，且直接頂為泥巖和煤層內含四層夾矸，施工時極易塌孔，導致出現抱鉆、卡鉆，對鉆孔施工影響較大。

施工鉆孔主孔3個，累計施工進尺1637米，單孔施工最大深度373米。并分別對2個孔進行了通孔，通孔深度分別為426米、423米。

5、結論

ZDY4200L鉆機經受了各種工況及施工條件的考驗，各項技術指標及性能得到了全面檢驗，該鉆機結構合理，車身調整靈活，起拔力大，整機效率較高，支撐穩(wěn)定可靠，無論是較好的煤層還是軟煤層，該鉆機性價比較優(yōu)，適合我國地質情況應用較廣。

參考文獻

[1]馮德強.鉆機設計[M].武漢：中國地質大學出版社，1993

[2]機械設計手冊聯(lián)合編寫組.機械設計手冊[K].北京：化學工業(yè)出版社，2008

作者簡介

段冰瑛（1971- ），女，漢族，山西人，寧煤環(huán)境安全工程公司工程師，機械自動化專業(yè)，從事煤礦瓦斯抽放鉆孔鉆探工程及設備管理工作。