综掘工作面乳化液锚杆钻机组设计分析.pdf

2 年第 1 期 煤 矿 机 械 ．3． 文章编号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 4 0 1 0 0 0 3 - 0 3 综掘 工作面乳化液锚杆钻机组设计分析 徐 锁庚 。周从笑 煤炭科学研究 总院 南京研究所 ，江苏 南京 2 1 0 0 1 8 摘 要针对 目前煤矿机掘巷道锚杆支护速度较慢的现状， 提 出了综掘锚杆 支护用乳化液锚 杆钻机 机 组及乳 化液锚 杆钻 机 的设 计 思路 及原 则 ， 介 绍 了该乳 化 液锚 杆钻 机 机 组及 钻机 的结 构和 性能特点 ， 描述 了该机组在煤矿机掘巷道 中的应用前景。 关键 词 综掘 ；锚杆 ；乳化 液钻机 ；设计 分析 中 图号 T D 4 2 1 ’ 文献标 识码 A 1 综掘锚杆支护用乳化液锚杆钻机组的设计思路 煤巷综合机械化掘进中， 掘进机割煤和巷道顶 板支护之间的矛盾一直未能很好解决 ， 巷道支护占 用时间长就必然影响掘进机的开机率， 尤其是巷道 采用锚杆支护后， 这一矛盾更为突出。借助国外的 先进掘锚机组设计经验 ， 将掘进割煤与锚杆支护集 于一体 ， 从而达到割煤与锚杆支护平行作业 ， 有效地 解决掘进机割煤和锚杆支护的矛盾。 我国一直致力于机载式锚杆钻机的研制， 大多 都是采用先掘后锚交叉作业的设计思路。机载锚杆 g h s y ／h 水泵效率 丽 p 斫g o而 h q , 式中P ．由 电动机输入功率； 电动机效率 ； 。 传动效率。 排水系统效率是指排水系统 的总效率， 即电动 机效率、 传动效率、 水泵效率和管路效率之积。 x d g 吨水百米电耗是指排水系统将 1 t 水水位升高 1 0 0 m所消耗的电量。 一 P g J ， t 1 0 0 W t ．1 o o 1 O 0 0 x 3 6 0 0 r l r l a T l ,p c l , t h． 现场测控单元 卜 7 l 8 8智能控制模块的软件设 计可以利用 C ／ C或 Q B语言在计算机上开发调 试 ， 应用程序下载到模块即可。I 一7 l 8 8的程序采用 模块式结构 ， 包括 主程 序、 子程序和 中断服务程序 等。主程序主要是对系统进行初始化和控制系统运 转。子程序主要分为数据处理 、 故障处理、 通讯和显 示子程序。中断服务程序和时钟服务程序等。 5结语 实践证明， 采用上述方案的煤矿主排水泵计算 机监控系统设计合理、 软硬件选型正确、 设备运行稳 定可靠 、 其模块化设计易于扩展 、 维护简单方便。系 统检测数据准确 ， 输 出报表完整 ， 符合主排水泵性能 测试要求 ， 为排水系统的及时检修提供了数据依据 ， 提高了排水系统的运行效率和 自动化管理水平 。 参考文献 [ 1 ] 陈更林 ． 李 明， 等 ． 煤 矿主排水泵微 机监测 系统 的研翩 [ J ] ． 煤 矿 自动化 ， 1 9 9 7 。 4 2 6 2 8 ． [ 2 ] 徐金梧 ， 杨德斌 ， 徐科 ． T u r b o C实用 大全 [ M] ． 北京 机械工 业出 版社 ， 1 9 9 6 ． [ 3 ] 陈维健 ， 傅运 刚， 等 ． 矿山大型机电设备测试技术手册 [ M] ． 中国 矿业大学 出版社 。 1 9 9 8 ． 作者简介 姚福强 1 9 7 2一 ， 山东巨野人 ， 工 程师 ， 1 9 9 4年毕 业 于山东工业大学 自动化 系。 现任职于 山东科 技大学信 息与电气工 程 学院 ， 主要从事电气控翩和计算机测控系统的研究 与应 用工作 ． T e l O 5 3 l一5 9 0 3 1 6 5 收稿 日期 2 0 0 3 1 0 - 2 2 De s i g n 0 f c o mp u t e r c o n t r o l a n d me a s u r e me n t s y s t e m f 0 r C 0 a 1 m l m nR m a l n dr a i nag e pu m P YAO F q i 柚 ， L I S h i - g mmg ， L I Xi a o - I n e i x ， YA O FU - Uz 1 ． S h a n d o n g U n i v e r s i t y o f S e i e n e e a n d T e c h n o l o g y I n f o r ma t i o n and E n g i n e e ri n g C o n o g e 。 J i n a n 2 5 O 0 3 1 。 C h i n a ； 2． S h a n d o n g U niv e r s i t y 。 C o n t r o l T h e o r y and E l e c t r i c E n g i n e e r i n g C o l l o g e 。 J i n a n 2 5 O 0 1 4。 C h i n a Abs t r a c t I n a c c o r d a n c e wi t I I t I I e c h a r a c t e r i s t i c s o f c o a l mi n i n g ma i n d r a i n a g e p u mp a n d p r e s e n t s t a t e o f c o n t r o l an d me a s u r e me n t t e c h n o l o g y- t hi s pa p e r i n t rod u c e s a k i n d o f mo d u l a r i z e d c o n t rol an d me a s u reme n t s y s t e m f o r c o a l mi n i n g ma i n d r a i n age p u mp． Th i s s y s t e m c o u l d g a t h e r t } l e r u n n i n g p a r a me t e r s i n real t i me an d c o u l d c o n t rol t } I e ma i n p u mb o n an d o ff a u t o ma t i c a l l y- wi t } I t } I e f u nc t i o n s o f ala r m o f v o i c e 。 rep o r t for ms o u t b y p a i n t i n g an d t e s t i n g o f ma i n p u mp an d S O o n． I t h a s v alu e ref e ren c e for t he a u t o ma t i c ma n age me n t o f c o al mi n i n g ma i n d r a i n ag e p u mp． Ke y wo r d s c o al mi n i n gma i n d rai n age p u mp；c o mp u t e r con t rol an d me asu reme n t 维普资讯 箜 亘 塾 锚杆钻机组设计分析徐锁庚 2 0 0 4 年第 1 期 钻机与掘进机结合后 ， 整个机组要求巷道高度高 ， 因 而一定程度上限制推广应用 。为更好适应我国煤矿 巷道要求 ， 设计 和研制一种 能实现边掘边锚的掘锚 机组是十分必要的。乳化液锚杆钻机组就是与前面 改造后的悬臂式掘进机配套使用 的， 共 同组成掘锚 一 体化机组。前面掘进机完成截割作业 ， 后面紧跟 的乳化液锚杆钻机组同时进行锚杆支护作业 ， 真正 实现边掘边锚。该乳化液锚杆钻机组由 4台乳化液 锚杆钻机共 同组成 ， 同时完成一排锚杆支护作业。 2综掘锚杆支护用乳化液锚杆钻机组设计原则 根据此掘锚联合机组的性能和综掘巷道锚杆支 护的工艺特点 ， 该乳化液锚杆钻机组设计应遵循 以 下原则 1 由于掘进迎头空间狭小 ， 掘进机与乳化液锚 杆钻机组应有良好的配套性 ， 互不影响各 自使用功 能 ， 不 发 生干 涉。 2 乳化液锚杆钻机组的适应性要强， 单体乳化 液锚杆钻机为关键部件 ， 设计时应足够重视。 3 设计的乳化 液锚杆钻机组应能满足锚一排 移位一次的要求。 4 乳化液锚杆钻机组与掘进机共用乳化液泵 站 ， 同时机组 自成体系 ， 快速 自移。 5 机组结构简单、 机身矮 、 钻孔深、 操作方便。 3 综掘锚杆支护用乳化 液锚杆钻机组的结构与原 理 根据 以上的设计原则 ， 设计了一种乳化液锚杆 钻机组 。该乳化液锚杆钻机组由 4台乳化液锚杆钻 机、 底座及升降平台、 调斜油缸等组成。4台乳化液 锚杆钻机通过底部 的连接板 和调斜油缸 与底 座铰 接 ， 在调斜油缸的作用下 ， 钻机可左右摆动来选锚杆 孔位。升降平台通过 4只升降油缸与底座相连接 ， 并在此油缸的作用下实现平台升降。当锚杆机作业 时 ， 操作人员可方便地利用此平台来装药卷等 ， 同时 又可 以在平台上储存锚杆、 药卷等物品。乳化液锚 杆钻机结 构示 意 图如 图 1所示 。其主要 由导 向立 柱 、 支撑油缸、 推进机构、 回转钻等组成。推进机构 由移动框架、 减速器 、 推进链条、 推进马达张紧装置 等组成。在推进链条和推进马达的作用下， 上端板、 支撑油缸以及导向立柱共同组成了回转钻推进的导 轨框架。钻机作业时 ， 支撑油缸伸出将上端板紧压 在巷道顶板上 ， 形成一个稳固的推进导轨 ， 为稳定钻 进提供有利保 障。推进动作由马达通过减速器减速 后带动链条 ， 从而带动链条连接的回转站和移动框 架。推进过程分 2步进行 ， 首先回转钻沿移动框架 钻进一个行程 ， 然后移动框架和 回转站一起沿导 向 立柱推进一个行程。通过 2次推进就可以达到锚杆 锚深要求。钻机上配置有双链条推进 系统 ， 链条的 松紧程度由链条张紧机构来调节。 f 一 ● 、 l i ； h 寸 { l i r j L 图 1 乳化液锚杆钻机 结构 示意 图 Fi g． 1 The l i q or r o o t 1 l o t e r o fbo l t s t r uc t ur e d i a g r a m 1 ． 支撑缸2 ． 回转站3 ． 链条4 ． 推进机构5 ． 钻杆6 ． 顶板 7 ． 移动框架8 ． 张紧螺栓9 ． 链轮l O ． 导向立 柱 结构 特点 1 钻机采用双柱机架 ， 有足够的刚性 ， 能保证 钻孔质 量 ； 2 钻机采用马达一减速器一链条推进系统 ， 结 构紧凑 、 可靠性高 ； 3 钻机 采用二次 推进 系统 ， 可使其 收拢时矮 小 ， 巷道适应 性好 ； 4 钻机选用大扭矩乳化液 马达作为钻孔旋转 动力 和推进 动力 ； ‘ 5 整个机组 由 4台钻机组成 ， 并配有升降平 台， 使锚杆作业更方便快捷。 技术性能参数 适用巷道中心高度／ m m 3 0 0 0 4 0 0 0 适用 巷道 宽度／ m m 4 0 0 04 5 0 0 适应巷道顶板倾角， o 1 0 锚杆间距／ m m 中间 9 0 0 ； 两侧 6 0 0 钻机闭合高度／ m m 1 9 0 0 钻机最大支撑高度／ m m 3 5 0 04 9 0 0 钻孑 L 直径／ m m 2 8 钻孔深度／ m m 2 4 0 0 2 9 0 0 最大静 推力， N 21 0 4 额定输出扭矩／ N m 2 0 0 额定输出转速／ r m i n 5 0 0 额定供压压力／ P a 2 0 ． 5 钻孔速度／ m m m i n ～ 1 2 0 02 0 0 0 最大移架步距／ m m 1 4 0 0 最大拉架力， N 1 2 1 0 维普资讯 2 0 0 4年第 1 期 煤 矿 机 械 文章 编号 1 0 0 3 0 7 9 4 { 2 0 0 4 O 1 0 0 0 5 0 3 5 采用插装阀的乳化液泵站液压系统设计 侯波 ．武俊锋 ． 汪选 要 安徽理工大学 ，安徽 淮南 2 3 2 0 0 1 摘 要 提 出 了采 用插 装 式液压 阀的液 压支 架乳 化液 泵站 液压 系统 的设计 思 想和 设 计 方案 。 分析 了其 工作 原理 和设计要 点 。认为 采用插 装式液 压 阀取代 原 来的管 式阀能显 著 改善 泵站 的工作 性能， 提高其工作可靠性和效率， 降低制造难度和成本， 便于使 用和维护 ， 具有推广价值。 关键 词 插装 阀；液 压 支架 ；泵站 ；液 压 系统 中图号 T H 3 T H 1 3 7 ． 3 1 前 言 乳化液泵站是煤矿综采工作面用液压支架的液 压动力源 ， 其性能的优劣和工作可靠性的高低 ， 对支 架能否正常工作乃至整个工作面的产量都有重大影 响。乳化液泵站的工况特点是 输 出流量大、 工作压 力高、 环境污染严重 、 介质粘度低。为了保证泵正常 工作 ， 针对其工作特点， 采用了一些专门设计和制造 的液压管式阀 如 自动卸载 阀等 ， 虽能满足使用要 求 ， 但制造精度要求高、 难度大、 成本高， 制造质量难 以保证 ， 且通用性差 ， 工作可靠性和寿命低 ， 也给使 文献标识 码 A 用和维护带来了一定 困难。随着移架速度的加快和 支撑力的提高 ， 要求泵站提供 的流量和工作压力越 来越大 ， 原来采用管式 阀的泵站 已很难适应高压大 流量的使用要求。又 由于乳化液的粘度低、 不易密 封、 导致内泄漏严重， 降低了系统的效率 ， 再加上介 质污染严重 ， 阀的制造精度低 ， 使磨损严重 ， 降低 了 阀的使用性能和缩短了使用寿命 。 基于以上分析 ， 现有的乳化液泵站所存在的诸 多问题 。 主要是 由阀类元件引起。若 只靠提高原有 管式阀的制造精度和加大通径来改善性能 ， 满足使 4 综掘锚杆支护用乳化液锚杆钻机组的性能特点 1 钻 机具有钻装功 能， 能够完成锚杆钻装作 业 。钻机配置回转钻马达扭矩大， 特别适应进行全 长锚 固支 护 ； 2 该机组对巷道 高度适应性较好 ， 收拢后为 1 9 0 0 n l n l ， 满足我国大多数煤矿巷道的要求 ， 而钻机 钻深最深可达 2 9 0 0 n l n l ， 适应煤矿锚深的发展； 3 该机组与前面改造后的悬臂式掘进机 同时 作业 ， 掘进机在前面进行截割作业的同时 ， 机组在后 面紧接着完成锚杆支护作业， 真正实现边掘边锚功 能 ， 可大幅度提高掘进速度 ； 4 机组一排布置有 4台锚杆机， 左 、 右 2台锚 杆机各钻 2根锚杆 ， 中间 2台锚杆 机钻巷道 中间 2 根锚杆。机组一次定位就可完成一排锚杆， 且所有 锚杆在一条直线上 ， 方便架设钢带等。 5 综掘锚杆支护用乳化液锚杆钻机组的应用前景 巷道采用锚杆支护是我国煤矿科技攻关的重点 之一 ， 综掘锚杆支护在其中占重要位置 ， 已确定为锚 杆支护技术的发展方 向。根据我国煤矿条件， 设计 和研制适合我国国情 ， 能与综掘机配套使用， 实现边 掘边锚的乳化液钻机组是我国煤矿发展必然趋势 ， 这 也是我 国煤矿锚 杆支 护技术 赶超 国际水 平 的必 然 之路 。此机组将会进一步提高综掘锚杆支护速度 ， 与掘进机一起实现钻装锚一体化。从而 ， 将进一步 推动我国综掘巷道机械化程度的提高 ， 适合我 国建 设“ 双高” 煤矿的需要。 作者简介 徐锁庚 1 9 6 9一 ， 江 苏溧阳人 ， 工程 师 ， 1 9 9 3年毕业 于中国矿业大学 ， 现在煤炭科学研究总院南京研究 所工作 ， 主持及参 加多个项 目的研究 ， 已发表论 文多篇 ． 收 稿 日期 2 0 0 3 1 0 - 2 0 An a l y s i s 0 n l i q o r r o o f b o l t e r s i n f u l l me c h n i z e d r o a d wa y eXC aVan0n t aCe XU Su o - g e n g， ZHOU Co n g x i a o N a n j i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e o f C h i n a C o a l R e s e a r c h I n s ti t u t e ， N a n j i n g 2 1 0 0 1 8 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e p a p e r r e l a t e s p r i n c i p l e o f d e s i g n o n l i q o r r o ofb o h e r s 。 a nd e x p o u nd s o n i t s s t r u c t u r e a n d c h a r a c t e ri s t i c s o f f u c t i o n i t s a p p l i c a t i o n wi 1 1 b e wi d e r f u c t u r e． Ke y wo r d s f u U me c h n i z e d r o a d wa y；b o l t ；l i q o r r o o f b o fle r s；a n a l y s i s 维普资讯