王建刚

摘要：本文首先阐述了煤矿用全液压坑道钻机在行业内的应用优势，随后对其主要结构的优化设计以及相关注意事项做了深入探讨，以期可以为煤矿工作者提供几点有利的参考，充分发挥全液压坑道钻机的积极作用。

关键词：煤矿；全液压坑道钻机；设计研究

引言

工业的发展促进了煤矿产业的进步，相较于其他行业来说煤矿产业利润较高，随着最近几年来科技发展逐渐加速，煤矿企业也受到了一定的积极影响。但是也不可避免存在大量的安全隐患，导致安全事故多发。我国煤矿资源丰富，尤其是最近几年开采力度逐渐加大，这也导致了每年都会发生多起安全事故，相关资料显示，引起这些事故的主要因素就是瓦斯，瓦斯浓度过高很容易引起安全事故，对此，要想保证采煤安全，必须要保证煤矿用钻机的性能符合实际要求。

一、煤矿用全液压坑道钻机的作用

煤矿用全液压坑道钻机主要由四个部分组成，分别是操作台、液压泵、动力头以及机架。主要是用来钻取井下瓦斯安全抽放孔洞的，因此，全液压坑道钻机经常作业在十分恶劣的环境下，因此必须要具备良好的抗冲击性以及抗荷载力，同时也要保证性能稳定，动力满足实际需求，这样遇到问题才有能力解决。煤矿用全液压坑道钻机是最近几年兴起的一种新型钻机，也可以叫做履带式全液压打转矩双速深孔钻机，适用于双面钻孔或者是钻孔难度较大的地方。钻头不同的机器所具备的功能也是不同的，基本上注水、抽瓦斯、深层勘探等很多功能都可以实现，它对于煤矿企业的安全生产来说有着重要作用。这种设备从整体上来看解体性能好，质量较轻，因此比较容易装卸。内部设有独立的液压系统：双泵；用双马达代替动力系统；钻杆长度可以随时根据需要进行调节，操作简单容易且作业效率高。

二、煤矿用全液压坑道钻机主要结构的优化设计研究

上文中提到煤矿用全液压坑道钻机主要由四个部分组成，因此在对其进行结构优化设计的时候也要从这个四部分着手。

1.液压泵

液压泵站对于全液压坑道钻机来说有着重要位置，属于设备的核心，主要是钻机提供动力，确保其运行效率 。该设备主要友两个或两个以上的独立系统组成，液压泵的出口设有专门的过滤网，可以有效防止有误进入到液压泵内。液压系统狐妖有双系统、多系统两种，具体液压泵系统的选择要根据实际情况决定，如果对于性能的要求一致，可以适当进行系统设计的难度进行简化，确保燃料的利用率可以得到有效提高。

2.钻机操作台

全液压坑道钻机系统的操作台十分人性化，其中影响虽大的就是操纵控制装置。全液压坑道钻机中的多路换向阀也发挥着重要作用，不仅可以控制钻机液的推进速度，同时还能控制油缸的供给速度。其中设有两只压力表，可以清晰准确的将动力头的旋转速度以及钻机推进中的压力参数通过压力表展现出来。同时还配有一個空箱，便于存放一些体积较小的配件，避免在作业中出现配件丢失问题。

3.动力头

全液压坑道钻机动力头的主要有三个组成部分，分别是马达、卡盘以及变速箱等。其中使用最多的就是卡盘，由于运行环境比较复杂恶劣，因此对于卡盘来说性能是十分重要的。对于卡盘的优化是采用组合液压卡盘代替原有的卡盘，应用这种卡盘可以组成斜面增力机构，有效提高夹紧器的夹紧力。除此之外，对于变速箱的设计是采用多档输出转速设计，这样可以保证在钻进过程中遇到任何岩石层都不会影响钻速，对提高钻进效率提供了有力保障。

4.机架

对于煤矿用全液压坑道钻机来说其中最大的构件就是机架，在很大程度上关系着钻机的大小只存、质量以及兼顾性能。在对于机架设计的过程中，设计要求主要以质量轻便、机身小巧为主，为的是方便拆卸同时也能够更好的适应小空间的作业。除此之外，要确保将机身设计成在30度到90度角之间可以随意控制变换，以便为抽送瓦斯和钻孔提供有利的条件。钻机机架以立柱式结构为主，利用导轨调斜机构对机架进行调节之后，坑道内所有的钻孔需求都可以满足，但是需要注意的是，必须要做好机架与底座之间的连接和固定，使之成为一个整体，这样才能提高机架的可靠性与实用性，在应用的过程中也就更加安全可靠，不仅进一步对煤矿钻孔工艺进行了完善，同时也能有效解决以前留下的难题，提高作业效率。

三、加强煤矿用全液压钻机性能检测

加强钻机整体性能的测试，可以有效保证钻机优化设计效果，也是提高钻机使用安全、使用效率的重要手段，最终的检测结果可以为后期钻机的使用和维修以及养护提供有利的参考依据。众所周知，煤矿行业相较于其他行业来说危险性更高，因此必须要保证生产安全，钻机整体性能的检测在这里就起到了关键作用，检测结果是否符合国家质检中心相关标准是判断钻机质量以及使用性能的重要依据，对此必须要予以高度重视。

对于煤矿用全液压钻机来说输出功率以及整体作业效率是整体性能检测的主要指标，无论是输出功率还是整体效率都影响着煤矿开采质量和作业安全。在检测过程中主要是在检额定功率下测试钻机的输出各类参数值。从目前的情况来看，我国煤矿行业在这方面的检测方法有很多，不同的检测方法的检测结果有也会存在一定差异，主要差异表现为功率检测的不同。主要是采用加载外荷载的方法来检测钻机在当时的工作状态，同时测得扭转、转速等参数。通常情况下钻机的检测主要分为下面几点内容：

1.负载试验：首先对钻机钻头施加超过自身负荷的荷载，然后对钻机各个档位的转速进行严格的测试，最终来判断钻机的抗荷载能力。

2.过载测试：对钻机增加荷载，然后使其长时间处于该状态，随后对钻机运行过程中的各项参数进行检测，根据实际获得数据判断钻机的耐久性，确保钻机处于恶劣的环境中是否可以正常运行，尽可能减少问题的出现，避免引发安全事故。

3.机构性能测试：机构性能测试主要目的是检测钻机动力系统和液压系统性能，确保其在任何环境下都可以正常运行同时保证工作效率。

4.最后就是测试全液压坑道钻机的整体性能。

四、结语

综上所述，煤矿开采过程中涉及到很多内容，不仅施工工艺复杂，且危险系数较高，安全问题对于煤矿行业来说有着重要影响，一旦发生安全事故，不仅容易带来经济损失，也有可能造成一定的人员伤亡，对此必须要予以高度重视，不断完善开采工艺，根据实际情况对相关设备进行优化设计，都可以有效降低安全隐患。全液压坑道钻机的应用有效提高了煤矿开采的安全性，但这仅仅只属于一个良好的开端，随着科技的发展，未来还会有更加先进的设备投入生产，煤矿行业安全问题也会得到良好的控制和解决。

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