论文部分内容阅读
[摘 要]为实现大断面开拓岩巷的快速掘进，云盖山煤矿一矿在装备机械化、成套作业线方面进行了积极探索和应用，在钻眼机具上使用了液压钻车机械化作业替代人工和风钻工艺，本着钻眼效率和深度的提高，为中深孔爆破提供了条件，从而实现了掘进水平明显提高。
[关键词]岩巷；钻车；应用；
中图分类号：R157 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0217-01
引言：机械化程度是制约岩巷掘进单进水平的主要因素，装备机械化是实现岩巷快速掘进的关键。云盖山煤矿一矿开拓巷原来的施工以钻爆法工艺为主，由于钻眼仍采用气腿凿岩机施工，造成钻眼时间消耗大，整体效率低，已经不能适应大断面岩巷快速掘进的要求。为提高开拓岩巷掘进效率和积极改进施工工艺，2017年开始在22206底板抽放巷推广了以液压钻车+装载机配套的岩巷掘进作业线，在装备配套应用和掘进效率提升上取得了良好效果。
一、工程概况
设计长度：22206底板抽放巷设计长度1325.7m，22206底板抽放巷车场设计长度138m。
巷道断面设计：22206底板抽放巷车场段永久支护采用锚网喷支护，断面形状为直墙半圆拱型，断面为直墙半圆拱形，采用锚杆+钢筋网+喷射混凝土支护，断面规格：净宽5000mm，净高3400mm。
二、巷道施工方法
工作面采用光面爆破、CMJ2-17煤矿用液压掘进钻车打眼、ZWY-120/55L型履带式挖掘装载机、DSJ800/2×75胶带输送机出矸，JWB-75无极绳绞车运送物料。施工时，验收员和跟班队长要按照测量部门给定的中、腰线，将迎头轮廓线画好并点好眼位，打眼工要严格按照规定的眼位布置炮眼，保证爆破后巷道成型规整，符合设计断面轮廓要求，保持围岩稳定，不产生或很少产生放炮震裂缝。
三、CMJ2-17型液压掘进钻车概况
CMJ2-17煤矿用液压掘进钻车是张家口宣化华泰矿冶机械有限公司生产，该钻车结构紧凑、外形尺寸小、节约能源、噪声低、功能多、效率高。实现岩巷掘进机械化作业，可大大提高掘进速度。
CMJ2-17型煤矿用液压掘进钻车，使用电力驱动电机，通过两联泵把电能转换成液压能，通过全车液压系统驱动各部件做相应动作。
CMJ2-17煤矿用液压掘进钻车由1左履带总成、2右履带总成、3底盘、4左钻臂、5右钻臂、6左推进、7右推进、8钎具、9动力系统、10电气系统、11随机工具、12液压系统组成。钻臂数量：2个；适应巷道断面17㎡；工作范围（宽×高）：2000×2000mm-5500×4200mm；运行状态尺寸（长×宽×高）：7400×1160×1750mm；钻孔直径：43mm；推进力：7000N；推进速度：4000mm/min；推进器工作压力：≤10Mpa；爬坡能力：约14°。
四、液压掘进钻车的结构特征及工作原理
1、外形尺寸小，结构紧凑，功能多，效率高。车体宽1160毫米，能通过2×2平方米的巷道，适应最大断面27平方米；该车是模块式结构，可解体为四个部分（即行走底盘、左钻臂、右钻臂、动力部分），拆装方便；双臂凿岩动作灵活。钻臂具有六种动作，能在工作面任意位置凿岩，补偿定位准确。
2、底盘为整体刚性组合。刚性底盘为焊接结构、整体性好，刚性和强度大，是全机的基础。底盘后部内空腔为油箱，底盘中部上面左右各安装一个钻臂座，承受左右钻臂凿岩机构的动载和静载。稳定钻车的支腿分别装在钻车的左右两侧，凿岩时钻车稳定可靠。
3、行走驱动装置有两条履带，用于履带链轮驱动的行走减速机是带内置液压马达极紧凑的传动部件，每条履带单独用液压马达作动力，通过减速机驱动使车辆行驶。行走减速机采用国际流行的内藏式行走减速机（二级行星减速），最高行走速度为2.4公里/小时，制动器集成于液压马达中。当低于设定压力时，停车制动自动起效。
4、钻臂采用轻型旋转钻臂，带行程增倍机构的推进器（行程增倍机构由推进油缸、滑轮组、钢丝绳、凿岩机滑板和钢丝绳涨紧装置组成）。
5、液压系统先进，采用中高压系统，油路左右对称、系统保护齐全，凿岩系统采用两档打眼机构，当开始凿孔时可缓慢冲击，待孔定位后可直接加压到最大冲击能量，当凿岩终止时可自动停止。卡钎时可自动停止凿岩和推进，待故障排除后繼续凿孔作业，在系统保护中有液位控制器，防止油位过低。有回油过滤和凿岩机高压过滤等装置。
7、凿岩钻车的工作原理是由动力供应系统即电源（包括高压电缆、变压器、低压电缆和电气开关箱）把动力源接入钻车的动力模块，由动力模块通过两联泵把电能转化成液压能，钻车的行走由液压马达、减速机驱动履带。钻车凿岩时由液压系统驱动两侧的支腿稳车，然后使两臂动作选择孔位，通过补偿装置使推进器定位，然后操纵凿岩钻孔系统，使液压凿岩机凿岩作业，供水系统冲洗炮孔。
8、本钻车为液压控制，液压凿岩机凿岩、凿孔速度快。凿岩中的变化情况大致如下：只要炮孔冲洗和进给正常，钻进速度取决于每次冲击的有效钻进量和单位时间内的冲击次数。
五、CMJ2-17煤矿用液压掘进钻车凿岩作业
（1）启动电机，把钻车调整到需要凿岩作业的位置上。（2）凿岩作业推进速度是预先调整好的，在凿岩作业中不允许改变或调整推进速度，如需调整应退出凿岩，预先调整好后再工作。（3）将支腿落下，把钻车稳定好。（4）接通供水管路。（5）操纵各阀动作，将钻臂推进器放到要钻孔的轴线方向。（6）操纵定位补偿阀，将滑架与掌子面定好位置。（7）打开水泵开关手柄，使水泵供水正常。（8）打开注水节门给凿岩机供水冲洗炮孔。（9）打开滑架补油开关，使滑架补偿定位，保持进给补油。（10）操纵转钎阀，使钎杆回转。（逆时针为凿岩作业，顺时针为卸钎杆）。（11）操纵凿岩推进手柄，使凿岩作业前进或后退。该操纵阀推进凿岩时固定或定位，退回为自动弹跳式复位。（12）推动逐步打眼阀手柄，先慢速小冲击凿岩，当钎头进入岩石后推进力升高，冲击阀自动换向工作。（13）当钎头充分进入岩石，确定不会再有偏斜危险时，将逐步打眼阀手柄推到底，正式凿岩作业。（14）当推进行程到达终点时，凿岩机滑板与冲击自动停止工作。（15）拉回逐步打眼阀手柄，回到原位。（16）拉回凿岩推进手柄使凿岩机后退回到原位。
五、液压凿岩有如下优点
1、节约能源：对一定钻进能力的钻车来说，电动液压系统所需功率，只有气动钻进功率损耗的1/3。功率损失小，故可节约能源。
2、凿岩效率高、速度快：经试验对比，在同类岩石和相同孔径的条件下，凿深孔用液压凿岩机比气动凿岩，凿岩速度提高二倍以上，液压凿岩速度可达0.8-1.5米/分。
3、钻杆成本低：由于液压凿岩参数可调整，因此能在不同岩石条件下选择最优凿岩参数。又由于液压凿岩冲击应力波平缓，传递效率高，因此钻具和钎杆一般可节约15-20%。
4、降低凿岩成本：由于液压压力比气动压力高10倍左右，因此在同样冲击功率时液压凿岩机活塞受力面积小，冲击活塞面积接近钎尾面积，应力传递损失小，受力均匀，寿命高、故障少、故成本费可降低30%左右。
5、改善工作环境，噪声低：由于液压凿岩不必排除废气，因而没有废气所夹杂的油污所造成的对环境的污染。提高了工作面的能见度，改善操作环境。液压凿岩除金属撞击声外，无废气排放声音，故比气动凿岩噪声可降低5-10分贝。
6、液压凿岩施工可提高施工质量：由于液压凿岩爆破后巷道规格尺寸和表面规矩平整。采用光爆锚喷先进技术。该钻车能保证钻孔深度和间距的精度，故可提高工程的施工质量。
7、由于司机操作位置远离工作面，处于支护下工作，防止了空顶作业，有利于安全生产。
结束语
液压钻车配套挖装机的应用，给我们在钻眼机械化和运输作业线上找到了很好的更新换代设备，也在优化工艺提升效率上带来了改变和突破，尤其使我们的钻眼和中深孔爆破出现重大进步，在安全和效率方面有突出的优势，值得大力推广应用。
参考文献
[1] 王长学，李正兵.液压掘进钻车在石槽村煤矿岩巷掘进中的应用煤炭能源，2012.8.
[2] 吴双.CMJ2-17.钻车凿岩范围的研究.冶金设备，2012.
[关键词]岩巷；钻车；应用；
中图分类号：R157 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0217-01
引言：机械化程度是制约岩巷掘进单进水平的主要因素，装备机械化是实现岩巷快速掘进的关键。云盖山煤矿一矿开拓巷原来的施工以钻爆法工艺为主，由于钻眼仍采用气腿凿岩机施工，造成钻眼时间消耗大，整体效率低，已经不能适应大断面岩巷快速掘进的要求。为提高开拓岩巷掘进效率和积极改进施工工艺，2017年开始在22206底板抽放巷推广了以液压钻车+装载机配套的岩巷掘进作业线，在装备配套应用和掘进效率提升上取得了良好效果。
一、工程概况
设计长度：22206底板抽放巷设计长度1325.7m，22206底板抽放巷车场设计长度138m。
巷道断面设计：22206底板抽放巷车场段永久支护采用锚网喷支护，断面形状为直墙半圆拱型，断面为直墙半圆拱形，采用锚杆+钢筋网+喷射混凝土支护，断面规格：净宽5000mm，净高3400mm。
二、巷道施工方法
工作面采用光面爆破、CMJ2-17煤矿用液压掘进钻车打眼、ZWY-120/55L型履带式挖掘装载机、DSJ800/2×75胶带输送机出矸，JWB-75无极绳绞车运送物料。施工时，验收员和跟班队长要按照测量部门给定的中、腰线，将迎头轮廓线画好并点好眼位，打眼工要严格按照规定的眼位布置炮眼，保证爆破后巷道成型规整，符合设计断面轮廓要求，保持围岩稳定，不产生或很少产生放炮震裂缝。
三、CMJ2-17型液压掘进钻车概况
CMJ2-17煤矿用液压掘进钻车是张家口宣化华泰矿冶机械有限公司生产，该钻车结构紧凑、外形尺寸小、节约能源、噪声低、功能多、效率高。实现岩巷掘进机械化作业，可大大提高掘进速度。
CMJ2-17型煤矿用液压掘进钻车，使用电力驱动电机，通过两联泵把电能转换成液压能，通过全车液压系统驱动各部件做相应动作。
CMJ2-17煤矿用液压掘进钻车由1左履带总成、2右履带总成、3底盘、4左钻臂、5右钻臂、6左推进、7右推进、8钎具、9动力系统、10电气系统、11随机工具、12液压系统组成。钻臂数量：2个；适应巷道断面17㎡；工作范围（宽×高）：2000×2000mm-5500×4200mm；运行状态尺寸（长×宽×高）：7400×1160×1750mm；钻孔直径：43mm；推进力：7000N；推进速度：4000mm/min；推进器工作压力：≤10Mpa；爬坡能力：约14°。
四、液压掘进钻车的结构特征及工作原理
1、外形尺寸小，结构紧凑，功能多，效率高。车体宽1160毫米，能通过2×2平方米的巷道，适应最大断面27平方米；该车是模块式结构，可解体为四个部分（即行走底盘、左钻臂、右钻臂、动力部分），拆装方便；双臂凿岩动作灵活。钻臂具有六种动作，能在工作面任意位置凿岩，补偿定位准确。
2、底盘为整体刚性组合。刚性底盘为焊接结构、整体性好，刚性和强度大，是全机的基础。底盘后部内空腔为油箱，底盘中部上面左右各安装一个钻臂座，承受左右钻臂凿岩机构的动载和静载。稳定钻车的支腿分别装在钻车的左右两侧，凿岩时钻车稳定可靠。
3、行走驱动装置有两条履带，用于履带链轮驱动的行走减速机是带内置液压马达极紧凑的传动部件，每条履带单独用液压马达作动力，通过减速机驱动使车辆行驶。行走减速机采用国际流行的内藏式行走减速机（二级行星减速），最高行走速度为2.4公里/小时，制动器集成于液压马达中。当低于设定压力时，停车制动自动起效。
4、钻臂采用轻型旋转钻臂，带行程增倍机构的推进器（行程增倍机构由推进油缸、滑轮组、钢丝绳、凿岩机滑板和钢丝绳涨紧装置组成）。
5、液压系统先进，采用中高压系统，油路左右对称、系统保护齐全，凿岩系统采用两档打眼机构，当开始凿孔时可缓慢冲击，待孔定位后可直接加压到最大冲击能量，当凿岩终止时可自动停止。卡钎时可自动停止凿岩和推进，待故障排除后繼续凿孔作业，在系统保护中有液位控制器，防止油位过低。有回油过滤和凿岩机高压过滤等装置。
7、凿岩钻车的工作原理是由动力供应系统即电源（包括高压电缆、变压器、低压电缆和电气开关箱）把动力源接入钻车的动力模块，由动力模块通过两联泵把电能转化成液压能，钻车的行走由液压马达、减速机驱动履带。钻车凿岩时由液压系统驱动两侧的支腿稳车，然后使两臂动作选择孔位，通过补偿装置使推进器定位，然后操纵凿岩钻孔系统，使液压凿岩机凿岩作业，供水系统冲洗炮孔。
8、本钻车为液压控制，液压凿岩机凿岩、凿孔速度快。凿岩中的变化情况大致如下：只要炮孔冲洗和进给正常，钻进速度取决于每次冲击的有效钻进量和单位时间内的冲击次数。
五、CMJ2-17煤矿用液压掘进钻车凿岩作业
（1）启动电机，把钻车调整到需要凿岩作业的位置上。（2）凿岩作业推进速度是预先调整好的，在凿岩作业中不允许改变或调整推进速度，如需调整应退出凿岩，预先调整好后再工作。（3）将支腿落下，把钻车稳定好。（4）接通供水管路。（5）操纵各阀动作，将钻臂推进器放到要钻孔的轴线方向。（6）操纵定位补偿阀，将滑架与掌子面定好位置。（7）打开水泵开关手柄，使水泵供水正常。（8）打开注水节门给凿岩机供水冲洗炮孔。（9）打开滑架补油开关，使滑架补偿定位，保持进给补油。（10）操纵转钎阀，使钎杆回转。（逆时针为凿岩作业，顺时针为卸钎杆）。（11）操纵凿岩推进手柄，使凿岩作业前进或后退。该操纵阀推进凿岩时固定或定位，退回为自动弹跳式复位。（12）推动逐步打眼阀手柄，先慢速小冲击凿岩，当钎头进入岩石后推进力升高，冲击阀自动换向工作。（13）当钎头充分进入岩石，确定不会再有偏斜危险时，将逐步打眼阀手柄推到底，正式凿岩作业。（14）当推进行程到达终点时，凿岩机滑板与冲击自动停止工作。（15）拉回逐步打眼阀手柄，回到原位。（16）拉回凿岩推进手柄使凿岩机后退回到原位。
五、液压凿岩有如下优点
1、节约能源：对一定钻进能力的钻车来说，电动液压系统所需功率，只有气动钻进功率损耗的1/3。功率损失小，故可节约能源。
2、凿岩效率高、速度快：经试验对比，在同类岩石和相同孔径的条件下，凿深孔用液压凿岩机比气动凿岩，凿岩速度提高二倍以上，液压凿岩速度可达0.8-1.5米/分。
3、钻杆成本低：由于液压凿岩参数可调整，因此能在不同岩石条件下选择最优凿岩参数。又由于液压凿岩冲击应力波平缓，传递效率高，因此钻具和钎杆一般可节约15-20%。
4、降低凿岩成本：由于液压压力比气动压力高10倍左右，因此在同样冲击功率时液压凿岩机活塞受力面积小，冲击活塞面积接近钎尾面积，应力传递损失小，受力均匀，寿命高、故障少、故成本费可降低30%左右。
5、改善工作环境，噪声低：由于液压凿岩不必排除废气，因而没有废气所夹杂的油污所造成的对环境的污染。提高了工作面的能见度，改善操作环境。液压凿岩除金属撞击声外，无废气排放声音，故比气动凿岩噪声可降低5-10分贝。
6、液压凿岩施工可提高施工质量：由于液压凿岩爆破后巷道规格尺寸和表面规矩平整。采用光爆锚喷先进技术。该钻车能保证钻孔深度和间距的精度，故可提高工程的施工质量。
7、由于司机操作位置远离工作面，处于支护下工作，防止了空顶作业，有利于安全生产。
结束语
液压钻车配套挖装机的应用，给我们在钻眼机械化和运输作业线上找到了很好的更新换代设备，也在优化工艺提升效率上带来了改变和突破，尤其使我们的钻眼和中深孔爆破出现重大进步，在安全和效率方面有突出的优势，值得大力推广应用。
参考文献
[1] 王长学，李正兵.液压掘进钻车在石槽村煤矿岩巷掘进中的应用煤炭能源，2012.8.
[2] 吴双.CMJ2-17.钻车凿岩范围的研究.冶金设备，2012.