吴晋军WU Jin-jun

（中国煤炭科工集团太原研究院，太原 030006）

（Taiyuan Research Institute of China Coal Technology &Engineering Group Corporation，Taiyuan 030006，China）

0 引言

随着综掘工作面机械化程度的不断提高，生产能力和掘进速度快速提升，但是安全生产仍然是重中之重。确保掘进工作面的安全生产主要包括两个方面，超前探测和安全支护。目前，煤矿巷道掘进过程中必须遵守“有掘必探、先探后掘”的安全操作规程，在巷道掘进之前，一般都要利用防突钻机对已经完成的综掘工作面迎头、侧帮进行一定范围内的钻进探测，实施超前钻孔对瓦斯进行探测、卸压和释放，以保证生产安全。掘进机在完成一个循环的截割后，为避免空顶距引起顶板发生沉降离层、变形、甚至顶板塌陷引发事故，必须对顶板进行稳固支护后才可以进行下一个掘进循环。目前，国内煤矿机掘巷道的掘锚工艺和作业支护规程中，通常是利用锚杆钻机对巷道顶板、侧帮进行打设锚杆、锚索的方式进行安全支护的。

不论是超前探测还是锚固支护，工作流程都是在掘进机停止工作时，工人把物探钻机或锚杆钻机移动到工作面，进行钻孔或支护作业。物探钻机、锚杆钻机等移动设备大多都是以高压液压油为动力工作的，如何提供可靠的液压动力就成了井下面临的一个问题。目前国内的煤矿一般有两种方式为这些移动设备提供液压动力，一种是在巷道里放置一台液压泵站，通过液压管路远距离把高压油液输送到工作面的移动设备上，这种供液方式存在输送距离远的问题，随着巷道的不断掘进，巷道里的液压泵站离工作面就会越来越远，这就不得不经常进行人为地移动泵站，增加了工人的工作量；同时远距离的输送高压油，也存在安全隐患，如果中间的管路或接头被挤压损坏，很可能会对巷道内的工人造成伤害。另一种方式是，利用掘进机的液压泵站进行供液，这种方式能够避免第一种供液方式存在的问题，但是由于这些设备是需要频繁移动的，在完成钻探或支护后就必须撤离工作面，这就必须断开与掘进机之间联接的液压管路，频繁的联通和断开必然会造成污染物进入液压系统，对掘进机的液压系统造成影响；同时掘进机的液压泵站功率往往远大于这些移动设备需求的功率，而这些移动设备工作时掘进机的泵站必须一直保持开启，势必造成能量的浪费，而且掘进机泵站长时间连续工作，也不利于散热。

因此，开发设计一种可以为物探钻机、锚杆钻机等移动设备提供安全、可靠液压动力，能够随着巷道的延伸自动跟进，同时和掘进机的液压系统又能保持相对独立的动力源就显得非常重要。

1 设计原则和技术参数

掘进机机载锚杆机泵站主要可用于煤矿井下钻机、锚杆机等液压设备，为其提供动力源。泵站电机的供电电压与井下常规设备一致为660/1140V，通过掘进机的电控箱供电，可以实现与掘进机供电之间的电气互锁，确保钻孔或打锚杆时，掘进机不能动作，确保人员安全；利用掘进机操作箱上的按钮控制泵站的启动和停止，方便工人操作。根据目前井下使用的物探钻机和锚杆钻机的功率、压力和流量的需求，泵站功率设计为15kW，额定工作压力≤16MPa，额定工作流量≤35L/min，油箱容积为130L，泵站出口配备溢流阀，可以根据实际需求对输出压力进行调节；做为一个独立的泵站还要考虑它的过滤、冷却等问题，经过计算选取过滤器和冷却器等辅件的参数为：吸油过滤器精度180μ，回油过滤器精度20μ，水冷却器的冷却功率器2kW；另外，此设备的还要满足外形尺寸紧凑、移动方便、可靠性高等实际需求。

2 结构组成和工作原理

机载锚杆机泵站主要由电动机、齿轮泵、油箱、溢流阀、压力表、吸油过滤器和回油过滤器、冷却器、空气滤清器以及框架护板等部件组成，见图1 所示。

泵站通过电动机驱动齿轮泵转动，将电能转换成液压能（压力油），电动机通过联轴节带动油泵工作，油泵经过吸油过滤器从油箱吸油并输送压力油，通过KJ16 快插接口与锚杆机或钻机等的进油口连接，为其提供压力油，锚杆机或钻机等的回油通过KJ19 接口与泵站连接，经回油过滤器回到油箱。油箱内灌装68#抗磨液压油至游标指定位置（75L～120L）。此外，水路系统通过板翘式冷却器对液压油冷却降温。

图1 掘进机机载锚杆机泵站结构组成

3 主要特点及应用情况

该掘进机机载液压泵站的压力和流量可以满足目前井下的大部分物探钻机、锚杆钻机的需求，具有很好的通用性；该泵站可以固定在掘进机上，一起移动，避免了高压油液的远距离传输，安全性好；与掘进机的液压系统相互独立，避免了对掘进机液压系统的污染，避免了经常断开、连接容易造成掘进机液压系统污染的问题，同时钻机工作时，掘进机泵站无需开启，节省能源。此外，该机载液压泵站还具有体积小，移动方便，可以与掘进机实现电气互锁，安全可靠。

目前，该机载泵站已经与掘进机配套使用，推广应用20 余台，应用情况良好，为用户取得了很好的经济效益。

4 结语

为了适应煤矿掘进工作面安全生产的需求，开发设计了掘进机机载液压泵站，该泵站可以为掘进机工作面物探钻机、锚杆钻机等设备提供安全可靠的液压动力。具有通用性好、结构紧凑、操作方便等特点。经过井下工作面的实际使用，该设备取得了很好的应用效果，具有广阔的市场前景。

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