煤矿用定向钻机制动装置的有限元仿真

2012-12-21邵俊杰

装备制造技术 2012年5期

邵俊杰

（中煤科工集团西安研究院，陕西西安 710077）

瓦斯抽采（放）既是煤矿瓦斯治理的主要方式之一，也是综合利用瓦斯（煤层气）的基础。通过在煤层中钻孔抽采瓦斯，是煤矿防治瓦斯灾害的根本途径。要提高我国煤矿井下瓦斯的抽采率，在瓦斯抽采（放）矿井大范围推广进水平钻孔定向技术，是一条重要途径。煤矿井下定向钻进，具有主孔距离长、多分支孔布置、瓦斯抽采区域面积大的优点，达到常规短钻孔无法比拟的效果。近年来，已成为煤矿井下瓦斯高效抽采钻孔施工的主要技术途径[1～3]。

制动装置是定向钻机实现定向钻进的主要功能部件。制动装置的主要作用，是克服孔底马达钻进时产生的反扭矩，不仅要求在360°范围内的任意点锁定钻杆，而且要求夹紧迅速、松开彻底，以保证定向钻进施工的顺利进行和定向钻孔的精度控制，从而适应不同方向钻孔的需要。在定向钻进过程中，要求钻杆和卡盘之间，不能产生轴向或径向的相对滑动[4]。

煤矿井下定向钻机，多采用摩擦盘式定向制动装置，用于在定向钻进时制动主轴。其原理是当压力油进入油缸，推动压盘挤压主动摩擦片，使主动摩擦片与被动摩擦片相互接触，通过增大摩擦力，使得拨盘无法转动，从而达到制动主轴的目的。