钻式采煤机的螺旋钻结构与核心技术样本
钻式采煤机的螺旋钻结构与核心技术
钻式采煤机的螺旋钻结构与核心技术-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII钻式采煤机的螺旋钻结构与核心技术一、螺旋钻机组的组成及其工作原理（1）机组的组成机组的组成如图3-3所示。
机组由主机、钻机动力设备、通风系统、钻头和移动装置等组成。
1-螺旋钻机组主机 2-托架 3-操作台 4-液压系统5-动力装置 6-CYB-350AB型控制站 7-矿用接线开关APSH.1型8-采用BMCH-4.5型风机的通风系统 9-钻具图3-3 百狮-2型螺旋钻采煤机组总装图（2）机组工作原理螺旋钻采煤机组传递扭矩给和钻压给螺旋钻从钻采条带里的煤，并完成采煤过程的送钻和退钻。
螺旋钻由一个左旋一个右旋的两节钻杆和它们中间的风管组成。
钻头的切割部分是一个执行机构，它由三个钻头组成。
右边的螺旋钻通过减速箱传扭矩给中间钻头。
如图3-6通过风管不间断地向工作面通风，并用ATZ-1型瓦斯测量器测控。
通过放置在风管边的软管向执行机构的喷头供水，保证降尘。
两个单独的传动装置带动钻杆组的旋转。
为锁紧和开启钻杆的连接，需把钻杆连接用的带有凸轮的离合器调整到适合的位置，用有旋转传动装备的翻转机构来对正。
用固定在传动架上的传动装置沿导向进行液压推进，机器下面有滑板，滑板支撑在底板上，利用滑板在巷道内移动机器。
定向机构保证机器的传动架沿着煤层角度进行钻进。
机组对巷道壁的水平侧推力是用液压缸来保证的。
机组机械化接钻杆和撤钻杆时有一个找正装置，用它来找准定位需要钻进或撤出的在钻采带里的钻杆和风管。
钻杆的安装、拆卸、储存是由安装在巷道的单轨吊完成的。
机组采下来的煤是靠放置在巷道里的刮板运输机运出的。
螺旋钻机、操作台和动力装置连接在一起，沿巷道一起移动图3-6二、螺旋钻构造如图3-4所示，螺旋钻具是由一些很容易组装、拆卸的构件组成。
钻具为两组螺旋钻杆和通风管，它们都与螺旋钻机连接。
在前右螺旋钻杆和通风管之间由减速箱连接，在前左螺旋钻杆上安装了用刚性拉杆与减速箱壳体相连的轴承座。
钻式采煤机的螺旋钻结构与核心技术
钻式采煤机的螺旋钻结构与核心技术一、螺旋钻机组的组成及其工作原理（1）机组的组成机组的组成如图3-3所示。
机组由主机、钻机动力设备、通风系统、钻头和移动装置等组成。
1-螺旋钻机组主机 2-托架 3-操作台 4-液压系统5-动力装置 6-CYB-350AB型控制站 7-矿用接线开关APSH.1型8-采用BMCH-4.5型风机的通风系统 9-钻具图3-3 百狮-2型螺旋钻采煤机组总装图（2）机组工作原理螺旋钻采煤机组传递扭矩给和钻压给螺旋钻从钻采条带里的煤，并完成采煤过程的送钻和退钻。
螺旋钻由一个左旋一个右旋的两节钻杆和它们中间的风管组成。
钻头的切割部分是一个执行机构，它由三个钻头组成。
右边的螺旋钻通过减速箱传扭矩给中间钻头。
如图3-6通过风管不间断地向工作面通风，并用ATZ-1型瓦斯测量器测控。
通过放置在风管边的软管向执行机构的喷头供水，保证降尘。
两个单独的传动装置带动钻杆组的旋转。
为锁紧和开启钻杆的连接，需把钻杆连接用的带有凸轮的离合器调整到适合的位置，用有旋转传动装备的翻转机构来对正。
用固定在传动架上的传动装置沿导向进行液压推进，机器下面有滑板，滑板支撑在底板上，利用滑板在巷道内移动机器。
定向机构保证机器的传动架沿着煤层角度进行钻进。
机组对巷道壁的水平侧推力是用液压缸来保证的。
机组机械化接钻杆和撤钻杆时有一个找正装置，用它来找准定位需要钻进或撤出的在钻采带里的钻杆和风管。
钻杆的安装、拆卸、储存是由安装在巷道的单轨吊完成的。
机组采下来的煤是靠放置在巷道里的刮板运输机运出的。
螺旋钻机、操作台和动力装置连接在一起，沿巷道一起移动图3-6二、螺旋钻构造如图3-4所示，螺旋钻具是由一些很容易组装、拆卸的构件组成。
钻具为两组螺旋钻杆和通风管，它们都与螺旋钻机连接。
在前右螺旋钻杆和通风管之间由减速箱连接，在前左螺旋钻杆上安装了用刚性拉杆与减速箱壳体相连的轴承座。
减速箱和轴承座装在下有弹簧的滑板上。
在右螺旋钻杆的轴承座前面及减速箱的输出轴上装有3个钻头，钻头轴之间的距离为640mm，两则的钻头按煤层厚度采用不同直径的625mm,725mm或825mm钻头。
螺旋钻机知识点总结
螺旋钻机知识点总结一、螺旋钻机的结构1. 主机部分：螺旋钻机的主机由液压系统、驱动系统、转动机构、涌浆系统等组成。
液压系统主要用于驱动各种液压元件，提供动力支持；驱动系统由发动机、变速箱、传动轴及转动部件组成，用于提供旋挖钻机的动力来源；转动机构是螺旋钻机的核心部分，由减速机、转盘及钻杆等组成，用于实现螺旋钻机的旋转作业；涌浆系统用于把机器在作业过程中产生的灰泥、石屑、泥浆等废渣排出。
2. 配套设备：螺旋钻机的配套设备主要包括钻杆、钻头、防护罩、钻具及其他附件等。
二、螺旋钻机的工作原理1. 旋转钻机利用旋转和推进力将钻头带动沿轴向进入土层作业的设备。
机器通过液压系统提供动力，实现发动机功率经过变速箱后，通过传动轴传递给减速机，再由减速机将功率传达到竖向转动机构上，带动钻杆及钻头旋转，从而实现土层的切削挖掘。
2. 螺旋钻机作业时，机器通过旋挖机构，实现对钻杆及钻头的转动，带动钻头在土层中旋转切削，同时利用机器自重和液压推进机构，对机器进行推力，实现机器在土层中的下压力。
这样，机器可以实现旋转切削和推进作业，完成土层的挖掘。
三、螺旋钻机的使用方法1. 施工前的准备工作：在使用螺旋钻机进行施工前，需要对施工现场进行仔细勘探，确保地质情况符合施工要求，同时对施工现场进行平整和清理，确保施工的安全和顺利进行。
2. 施工操作步骤：首先，需要对螺旋钻机的驱动系统、液压系统等设备进行检查和测试，确保机器的各项功能正常。
然后，根据施工现场的要求选择合适的钻头及钻杆，对螺旋钻机进行装配。
接下来，操作员根据工程要求对螺旋钻机进行调试，确保机器的各项功能正常。
最后，操作员根据施工现场的要求，进行螺旋钻机的操作，完成土层的挖掘作业。
3. 施工后的维护保养：施工完成后，需要对螺旋钻机进行清洁和维护保养。
操作员需要对机器进行仔细清洁，清除机器上的泥浆、石屑等废渣，同时对机器各部位进行检查和维护，及时发现并处理机器的故障和磨损，确保机器的正常使用。
螺旋钻采煤机讲解
1－螺旋钻杆 2－中间通风管 4－钻头 5－变速器 6－控制箱
3－轴承座
1－通风管；2－锁紧装置；3－减速器；4－液压偶合器；5－电动机；1－传动框架；12－螺旋采煤机
螺旋钻采煤机
机组的组成及其工作原理
1-螺旋钻机组主机 2-托架 3-操作台 4-液压系统 5-动力装置 6-控制站 7-矿用接线开关 8-通风系统 9-钻具
运输设备： 靠工作面侧设置 SGW-40T型和SGW30B型刮板输送机两部，SPJ-800型胶带输送机一部。
辅助运输设备： 单轨吊一部，起吊重量2t，爬坡角 度6°；提升绞车选用JD-40型调度绞车，矿车选用1t固 定式矿车。
一、国外螺旋钻采煤机的发展
• 螺旋钻采煤机是在用于露天开采的螺 旋钻机的基础上逐步改造成型的。
• 螺旋钻采煤机可以从巷道两侧双向钻 孔采煤，不需要辅助的转载设备便可 回收落煤。
• 自20世纪70年代开始，原苏联在这方 面做了大量的研究试验工作。
90年代初乌克兰在H1D/M型螺旋钻 采煤机基础上研制出2种新型的螺 旋钻采煤机。这2种型号螺旋钻采 煤机的工作原理、结构和开采工艺 基本相同，都采用电机主传动、液 压推进的工作方式，并由主机、钻 具、多功能操作台、单轨吊、支撑 液压千斤顶、接长和叠放螺旋钻杆 的装置、液压泵站和风机等组成。
工作面设备布置
钻采工作面设备布置示意图
工作面设备配置：
螺旋钻机：选用乌克兰YDBSHK-2DM，其主要技 术参数：钻高0.825m，钻宽2.105m；向上钻深85m， 向下钻深45m；电机功率235kW；钻进速度1.0m/min。 在靠近钻采工作面的地点设有移动开关站一处、螺旋 钻机液压系统泵站等设备。
90年代末乌克兰将英国collins采煤 机与螺旋钻机结合起来，将collins采 煤机的单钻头单钻杆改为三钻头双钻 杆；将非动力切割改为动力切割；在 钻头与推杆间增加了调整油缸，使钻 头能够上下左右摆动，较好地解决了 钻孔倾斜问题；同时增大了螺旋钻采 煤机的推力和动力，使螺旋钻采煤机 的钻进深度由原来的40m提高到70m。
螺杆钻具结构及功能课件
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3:4
5:6
7:8
9:10
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马达总成
根据马达线型理论研究结论可知，转子线型和定子线型是 一对摆线类共轭曲线副，常用的马达转子若为N头摆线线型， 则定子为N+1摆线线型；转子和定子曲面的螺距相同，导程之 比为N/（N+1）。
1
2
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马达总成
马达中转子与定子相互啮合，用两者的导程差而形成 螺旋密封腔，以完成能量转换。为了确保密封效果，转子 与定子之间的配合尺寸与不同井深、井温有关，在选择钻 具时应按不同井况选用不同型号马达。
定子
转子
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19
马达总成
定子橡胶工艺控制步骤如下图所示
拆模
成分检验
冷却
密炼
硫化 注胶
全检 泥浆浸泡试验
预热
粘接
喷砂
清洗
返炼 快检
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马达总成
马达转子的螺旋线有单头和多头之分（定子的螺旋线头数
比转子多1）。转子的头数越少，转速越高，扭矩越小；头数
越多，转速越低，扭矩越大。
可根据用户需求，制造转子头数与定子头数比为 1:2、3:4、 5:6、7:8、9:10 的马达，下图是几种典型马达配合的截面 轮廊：
构钢相当的机械性能，同时 具有较低的弹性模量，因此 可在较小的尺度实现挠动。 采用进口优质钛合金制造的
钛合金挠轴，在完美实现
动力传递的同时，完全不存 在磨损问题，具有极长的使 用寿命。
钛合金万向轴
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万向轴总成
功能：将做行星运动的转子和做定轴
转动的传动轴连接起来，把马达转子的平 面行星运动转化为传动轴的定轴转动，同
机械毕业设计209ML280螺旋钻采煤机推进机构的设计
1 绪论1.1采煤机的发展史20世纪40年代初，英国和前苏联相继研制出了链式采煤机，这种采煤机是通过截链截落煤，在截链上安装有被称为截齿的专用截煤工具，其工作效率低。
同时德国研制出了用刨削方式落煤的刨煤机。
50年代初，英国和德国相继研制出了滚筒式采煤机，在这种采煤机上安装有截煤滚筒，这是一种圆筒形部件，其上安装有截齿，用截煤滚筒实现落煤和装煤。
这种采煤机与可弯曲输送机配套，奠定了煤炭开采机械化的基础。
这种采煤机的主要缺点有二点：其一是截煤滚筒的高度不能在使用中调整，对煤层厚度及其变化适应性差；其二是截煤滚筒的装煤效果不佳，限制了采煤机生产率的提高。
进入60年代，英国、德国、法国和前苏联先后对采煤机的截割滚筒做出革命性改进。
其一是截煤滚筒可以在使用中调整其高度，完全解决对煤层赋存条件的适应性；其二是把圆筒形截割滚筒改进成螺旋叶片式截煤滚筒，即螺旋滚筒，极大地提高了装煤效果。
这两项关键的改进是滚筒式采煤机称为现代化采煤机械的基础。
可调高螺旋滚筒采煤机或刨煤机与液压支架和可弯曲输送机配套，构成综合机械化采煤设备，使煤炭生产进入高产、高效、安全和可靠的现代化发展阶段。
从此，综合机械化采煤设备成为各国地下开采煤矿的发展方向。
自70年代以来，综合机械化采煤设备朝着大功率、遥控、遥测方向发展，其性能日臻完善，生产率和可靠性进一步提高。
工矿自动检测、故障诊断以及计算机数据处理和数显等先进的监控技术已经在采煤机上的到应用。
1.2我国采煤机的发展展望依靠科技进步，推进技术创新，开发高产高效矿井综合配套技术是我国煤炭科技发展的主攻方向，根据世界采煤机发展潮流和煤炭科技前沿最新消息，我国采煤机应在以下方面进行攻关研究，尽快赶上世界水平。
为了满足高产高效矿井发展的需要，增产减员，增产减面，实行合理化集中生产，拟研制截割功率2X500KW~2X600KW，总装机功率1200KW~1500KW以上，截深0.8m～1.0m的高效电牵引采煤机；电机横向布置，框架式结构，无底托架，交流变频调速，供电电压3300V以上；强力型无链牵引系统，具有高牵引速度和牵引力；配用机载增压水泵和吸尘滚筒，操作方便，控制、保护齐全，性能良好。
ZMY550／165型螺旋钻采煤机的研制
Ｋ ｙ ｒ ｓ： ｓ ｉ ｌｄ ｌ ｓ ｅ ｒｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙｉｎ ｖ ｔ ｎ ｅ ｗｏ ｄ ｐｒ ｒ ｌ ｈ ａｅ ；ｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ｏ ａｉ ａ ｉ ｏ
１ 引言
需留 ０５一 ｍ的煤柱 ， 能采全高， ． ｌ 不 煤层 回采率不
足 ２ ３ ／。
我国自２０ 年从 国外引进螺旋钻采煤机（ ０３ 以下
（） １ 机组庞大 ， 运输、 安装不便， 调试也较麻烦 。 （ ）系统结构复杂、 ２ 故障率高 ， 操作不便， 液压 系统管路复杂 ， 障点不易查找 ； 故 钻杆 、 风筒对接不 便， 严重降低 了生产效率。 （） ３ 煤炭回收利用率低。采煤时每隔 １８ ．ｍ就
［ ］ 秦向林 ， ２ 吕海洋 ．多路温度监测 自动拨号语音报警系统技术实 现［ ］ Ｊ ．哈尔滨商业大学学报，０ ６ ８ ２０ （ ） ［ ］ 张建 民 ， ３ 杨旭 ．利用单 片机实 现温度 监测 系统 ［ ］ 微 计算机 Ｊ．
维普资讯
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４ ６・
煤
矿
机 电
２０ 年第 ４ ０８ 期
Ｚ ５ ０ １５型 螺旋 钻 采 煤 机 的研 制 ＭＹ ５ ／ ６
王光 义 ， 丁瑞
（ 中国矿业大学 信息与电气工程学院 ， 苏 徐州 ２ １０ ） 江 ２ ０ ８
摘
要 ： 在 分析 现有 的螺旋 钻采 煤机使 用过 程 中存在 问题 的基础 上 ， 结合 我 国煤 炭产 业政策 和薄
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｈ ｎ ｌ ｓ ｆ ｈ ｒ ｉ ｅ ｓ ｃ ｅ ｉｔｏ ｕ ｔ ｎ ｏ Ｓ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ｏ ｅ Ｕｋ ａ ｎ ｉ ｅ ｔ ｎｒ ｄ ｃ ｉ ｆＢ ＨＫ－ ａ ｄ ｍａ ｅ ｕ ｅ ｏ ２ ｈ ａｅ ｐ ｒ ｌ ｓ ｔ ｎ ｈ ｏ ２ ＤＭ ｎ ｄ ｓ ｆ ５ Ｓ ｅ ｒ ｒｓ ｉ ７ ａ ｄ ｌ ｎ ｒ ｃ ｓ ｎ ｔ ｅ ｂ ｓｓｏ ｘ ｓｉｇ ｐ ｏ ｌｍｓ ｉ ｉｈ ｆＣ ｉ ａ ｏ ｌ ｎ ｕ ｔ ｈ ｎ ｓ ａ ｍｉ ｉ ｇ ｐ ｌ ｉｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｉ ｒ ｌ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｈ ａ ｉ ｆ ｉｔ ｒ ｂｅ ， ｌ ｔ ｈ ｎ ￣ｃ ａ ｄ ｓｒ ｔ ｉ ｅ ｍ ｎ ｎ ｏ ｉ ｅ ｎ ｈ ｅ ｎ ｎ ｇ ｏ ｉ ｙ ｃ
极薄煤层钻式采煤机关键技术与装备课题技术总结
科技资讯2016 NO.11SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 科技报告导读171 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION Abstract:China is a country of potassium resources serious shortage, and iron and steel metallurgy sintering dust because of high potassium content and give up, cause resource waste, and cause serious environmental pollution. This subject mainly research the sintering of the electric dust distribution, physical and chemical properties of the electric dust ash at all levels of physical and chemical properties, its influence on the extraction of potassium chloride process, put forward the electric sintering flue gas ash level collection and recycling solution, for the rational use of sintering electric dust ash provide technical parameters; Research typical sintered iron and steel enterprise of electric dust ash leaching system halogen technology, in the brine purification technology, multicomponent solution system K - Na fractional crystallization technology, research and development in sintering dust as a raw material preparation of KCl industrial demonstration equipment and technology integration, establish processing 240000 tons of electric ash sintering demonstration project, to achieve economic, environ-mental protection and stable operation of the technical level, to solve the problem of potassium resources open up a new resource way, and realize the difficult of metallurgical dust and efficient recycling.Key Words:Metallurgical;Sintering smoke;Potassium chloride阅读全文链接（需实名注册）：/xiangxiBG.aspx?id=64282&flag=1极薄煤层钻式采煤机关键技术与装备课题技术总结李建平 刘送永 程德强(中国矿业大学)摘 要：薄煤层煤炭智能开采作业已成煤炭资源开采的重要课题。
薄煤层螺旋钻采煤机的技术装备
浅谈薄煤层螺旋钻采煤机的技术装备[摘要]本文主要阐述了薄煤层螺旋钻采煤机的、组合开关和机组电力装置、液压泵站和单轨吊、局部通风机和回转绞车、除尘装置等技术装备的技术问题。
[关键词]薄煤层；螺旋钻采煤机；技术装备中图分类号：td421.63 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）10-0208-01螺旋钻采煤机组一般采用电机主传动、液压驱动的作业方式，它是由主机、钻具、多功能台、单轨吊、液压支撑千斤顶、钻机行走履带、接长和拆卸钻杆装置、液压泵站和风机等机械设备组成。
螺旋钻采煤是在巷道布置一台或多台钻机，由钻头旋转落煤，螺旋叶片旋转把落煤导入刮板输送机运出。
螺旋钻开采技术装备如下：1、螺旋钻采煤机螺旋钻采煤的主要设备是螺旋钻采煤机，它由钻机式采煤机主机、组合开关、液压泵站等部分组成。
一般用于存在瓦斯和煤尘爆炸危险的薄煤层开采，也可用在不规则煤层和保护煤柱开采，而不得应用于有突出危险和自燃的煤层。
图1所示为bshk-2dm型螺旋钻采煤机，中间部分为二个液压推进部件，两侧为两个定向部件，部件用销钉和螺栓连接。
在液压推进部件上装有传动部件的液压缸，它沿导向框架随装在框架上的螺旋钻机传动部一并移动。
其采宽为1.905～2.105m，单孔长度为85m。
工作巷道净断面大于11.2m2，倾斜±3°，挖底大于0.6m，上下山方向倾角为0°±15°，切割阻力小于350kn/m。
定中心部件安装在液压推进部件上，确保螺旋钻杆及后来加接的螺旋钻杆对中找正。
锁紧位置预先固定加接钻杆时的离合器。
滑板是机器的支座，每块滑板用连杆系统和定向部件的壳体与二个液压千斤顶连接，确保螺旋钻采煤机沿煤层倾角工作。
有四个支撑液压缸，每个定向部件上有二个，把螺旋钻采煤机用横向压力支撑到巷道壁上。
在液压推进部件的框架上装传递机构的三个液压缸。
螺旋钻由易于组装、拆卸的构件组成，如图2所示。
钻式采煤机(张佳佳)
推进液压缸组
移动框架的设计
导向杆连接组件的设计
液压缸连接件的设计
4.扩充部分
基于枚举法的减速器优化设计
机械优化设计大多数属于非线性约束优化设 计。目前，非线性约束优化设计一般采用混沌搜 索法、信赖域算法、罚函数法以及遗传算法等。
1.2 螺旋钻机的主机结构
1-风筒；2-锁紧装置；3-减速箱；4-液力耦合器；5-电动机； 6-传动架；7-滑撬；8-支撑油缸；9-底架；10-液压推进部件
1.3 螺旋钻采煤机的特点
1.设计先进，结构紧凑； 2.实现了工作面无人开采，安全性能好； 3.采出煤质好，含矸率底； 4.提高了资源回收率，回采了过去丢失的煤
中国矿业大学
MZ110/238.5螺旋钻采煤机传动系统 和推进机构的设计
姓名：张佳佳 指导老师：杜长龙
钻式采煤机简介 钻式采煤机传动系统设计 钻式采煤机推进机构设计 传动系统的优化 总结
1.1 研究背景：
薄煤层（≤0.8m）储量的丰富及开采难度较大 的特性使其成为目前世界上关注率最高的课题之一。 钻机式采煤机采煤工艺是其中一个最主要，也是迄 今为止，较为成熟和有效的开采方法。目前世界主 要产煤国都在对钻机式采煤机进行改进和完善研究 工作。
型号：
YOXD500限矩型液力耦合器（水介质）
输入转速（r/min） : 1500 传递功率 (kW): 90-132 效率%: 0.97 重量 (kg): 104 键： 渐开线花键（int16z*3.5m*30p*5H）
液力偶合器的工作原理
液力耦合器的泵轮和涡轮组成一个可使液 体循环流动的密闭工作腔。动力机(内燃机、 电动机等)带动输入轴旋转时，液体被离心 式泵轮甩出。这种高速液体进入涡轮后即 推动涡轮旋转，将从泵轮获得的能量传递 给输出轴。最后液体返回泵轮，形成周而 复始的流动。
螺杆钻具结构及功能
地质勘探：利 用螺杆钻具的 旋转和推进力 钻探地下岩层 获取地质资料 和矿产资源。
石油工业：用 于钻井和修井 作业能够高效 地钻穿各种复 杂地层提高钻
井效率。
矿山开采：在 矿山的开采过 程中螺杆钻具 可用于钻穿岩 层为矿山的开 采提供便利。
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汇报人：
01 02 03 04 05
06
Prt One
Prt Two
螺杆钻具的组成：螺杆、钻头、传动轴、轴承等部件 螺杆的结构特点：由多段圆柱形或锥形的杆体组成表面有螺旋槽用于传递扭矩和旋转钻头 钻头的类型和功能：根据不同的地层和钻井要求选择不同类型的钻头如刮刀钻头、牙轮钻头等 传动轴的作用：将动力传递给钻头实现钻头的旋转运动
Prt Three
简介：螺杆钻具通过旋转切削的方式破碎岩石从而实现钻孔作业。
原理：利用螺杆的旋转运动带动钻头上的切削齿对岩石进行冲击和剪切 使岩石碎裂。
特点：切削齿的形状和排列方式直接影响切削效果因此需要根据不同的 岩石类型选择合适的钻头。
应用：广泛应用于石油、天然气、矿产等领域的钻孔作业中是钻井工程 中的重要工具之一。
石油工业领域：螺杆钻具主要用于钻井、修井和钻孔等作业能够提高钻 井效率、降低钻井成本是石油工业中重要的钻井工具之一。
地质勘探领域：螺杆钻具可用于地质勘探中的钻孔作业能够快速准确地 获取地下岩石样品为地质研究提供重要依据。
矿山开采领域：螺杆钻具可用于矿山开采中的钻孔作业能够高效地实现 矿山的勘探、开采和安全生产。
轴承：用于支撑和传递扭矩确保钻具的稳定运行。 密封件：防止泥浆和颗粒进入钻具内部保持其良好的工作性能。 润滑系统：提供持续的润滑减少摩擦和磨损延长钻具的使用寿命。 冷却系统：降低钻具在工作时的温度防止过热导致的损坏。
螺旋钻进式采煤机在我国的发展与应用
螺旋钻进式采煤机在我国的发展与应用介绍螺旋钻进式采煤机在我国的发展与应用现状，并介绍我国最新研制螺旋钻进式采煤机的主要技术要点。
标签：螺旋钻采煤机发展应用0 引言我国是一个煤炭资源丰富的国家。
经过多年的开采，不少矿井的中、厚煤层已近枯竭，而一些矿区的薄煤层可采储量丰富，赋存条件较稳定，而且煤质较好。
这些年来，国内对薄煤层的开采力度逐渐加大。
目前，国内薄煤层综合机械化开采水平已大有提高，形成了3种主要的开采方式：刨煤机配液压支架综采法、滚筒采煤机配液压支架综采法与螺旋钻采煤法。
1 螺旋钻采煤法概况该采煤法是目前无人采煤工作面较为成熟的一种方法。
该采煤法广泛用于围岩不稳定的薄煤层和极薄煤层开采，还可用于边角煤开采和各种煤柱回收。
该采煤法的最大特点是，不需回采工作面及不需回撤工作面内的采煤机、输送机和支护设备，仅在巷道中用螺旋钻采煤机就可将两侧各50～70m范围内的煤采出。
工人在支护条件良好的巷道中工作，安全状况有了可靠保障，改变了薄煤层回采工人在工作面内爬行工作的状况。
该采煤法适用于煤厚0.45～1.5m，倾角15°以下，切割阻力小于250～330kN/m的煤层。
螺旋钻采煤法尽管丢煤多，但用人少，巷道掘进率高，同时还可使一些平衡表外的储量得到开采，相对提高了工业储量，延长了矿井的服务年限。
随螺旋钻采煤法的不断完善，该采煤法将有较好的发展前景。
目前，全国有3个技术成熟厂家在制造螺旋钻采煤机。
据了解，山东省的一家专业企业，自2009年开始研制4钻头双向钻进式螺旋钻机。
目前已试制出钻头直径620mm的4钻头双向钻进结构的螺旋钻进式采煤机，旨在解决原机组的产量低、效益低、机组可靠性差、故障率高、使用成本较高等问题。
2 新式螺旋钻进式采煤机特点2.1 实现4轴联动双向钻进驱动方式原机组钻进结构为3钻头并列单向钻进，新机组为4钻头并列双向钻进，两组钻杆各带两个钻头，两个方向各4个钻头的联动方式，钻头中心距采用与钻头等直径布置法。
钻煤机技术方案书
隆博矿螺旋钻进式采煤机技术方案书济南隆恒矿山机械有限公司2012-1-11经实地考察已揭露的同煤宏大隆博矿1号煤层，其厚度为0.8~1.2m，倾角3~5度，煤层赋存较好，属于三软煤层，但顶板完整性较好，硬度适中，瓦斯含量低，非常适合应用钻煤机进行无人工作面安全开采。
根据该矿的以上地质条件，初拟所需钻煤机主要参数及技术方案如下：一、钻煤机型式采用目前最为先进的MZ型四轴联动双向自动对接螺旋钻进式采煤机，该机型具有以下特点：1、钻具布置方式为四轴联动双向钻进的结构；本方案机组为四钻头并列双向钻进结构，两组钻杆各带两个钻头，两个方向各四个钻头共八个钻头的布置方式，这使得一次接钻采煤量较同规格三轴单向钻煤机提高近一倍。
且钻头中心距采用与钻头等直径布置法，钻孔宽度增加相应减少了煤柱，也提高了回采率。
整个机组不需要调整即可以双向钻进，即在断开一侧钻具的同时接好另一侧钻具，不存在空行程现象，仅此一项可较三轴单向钻煤机提高效率两倍。
由于机组能实现双向钻进，不必再如三轴单向钻煤机必须先钻采完一侧煤层，再将机组掉头往回钻采，省去了一半的移机定位等辅助时间，也不必担心巷道的变形及维护，安全性有了很大提高。
本钻具布置形式已获得专利，专利号为ZL200920240352.9.2、钻杆对接方式为自动定位运送式结构；鉴于螺旋钻进式采煤机的工作原理所限，钻杆的对接一直是制约螺旋钻进式采煤机生产效率的关键因素。
本方案对接系统采用液压机械手，接脱动作均自动完成，并实现双向快速、准确、方便对接钻杆。
3、采用变形履带结构实现机组自移；本方案机组移动采用了变形履带结构（即中间凹进的履带结构），在不增加主机高度（即不增加准备巷道高度）的同时，满足自移功能，使移机操作灵活、简便。
解决了三轴单向钻煤机用滑橇机构通过绞车拖拽移动，移动距离不好掌握，还得布置绞车并打支柱固定，安全性差的问题。
4、采用偏心凸轮销式钻杆连接结构解决脱节问题；本方案钻杆轴向连接采用采用偏心凸轮槽驱动卡销固定式结构，由于开锁的旋向与钻杆旋向相反，钻杆脱开的可能性几乎为零，可靠性大大提高。
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钻式采煤机的螺旋钻结构与核心技术
一、螺旋钻机组的组成及其工作原理
( 1) 机组的组成
机组的组成如图3-3所示。
机组由主机、钻机动力设备、通风系统、钻头和移动装置等组成。
1-螺旋钻机组主机 2-托架 3-操作台 4-液压系统
5-动力装置 6-CYB-350AB型控制站 7-矿用接线开关APSH.1型
8-采用BMCH-4.5型风机的通风系统 9-钻具
图3-3 百狮-2型螺旋钻采煤机组总装图
( 2) 机组工作原理
螺旋钻采煤机组传递扭矩给和钻压给螺旋钻从钻采条带里的煤, 并完成采煤过程的送钻和退钻。
螺旋钻由一个左旋一个右旋的两节钻杆和它们中间的风管组成。
钻头的切割部分是一个执行机构, 它由三个钻头组成。
右边的螺旋钻经过减速箱传扭矩给
中间钻头。
如图3-6
经过风管不间断地向工作面通风, 并用ATZ-1型瓦斯测量器测控。
经过放置在风管边的软管向执行机构的喷头供水, 保证降尘。
两个单独的传动装置带动钻杆组的旋转。
为锁紧和开启钻杆的连接, 需把钻杆连接用的带有凸轮的离合器调整到适合的位置, 用有旋转传动装备的翻转机构来对正。
用固定在传动架上的传动装置沿导向进行液压推进, 机器下面有滑板, 滑板支撑
在底板上, 利用滑板在巷道内移动机器。
定向机构保证机器的传动架沿着煤层角度进行钻进。
机组对巷道壁的水平侧推力是用液压缸来保证的。
机组机械化接钻杆和撤钻杆时有一个找正装置, 用它来找准定位需要钻进或撤出的在钻采带里的钻杆和风管。
钻杆的安装、拆卸、储存是由安装在巷道的单轨吊完成的。
机组采下来的煤是靠放置在巷道里的刮板运输机运出的。
螺旋钻机、操作台和动力装置连接在一起, 沿巷道一起移动
图3-6
二、螺旋钻构造
如图3-4所示, 螺旋钻具是由一些很容易组装、拆卸的构件组成。
钻具为两组螺旋钻杆和通风管, 它们都与螺旋钻机连接。
在前右螺旋钻杆和通风管之间由减速箱连接, 在前左螺旋钻杆上安装了用刚性拉杆与减速箱壳体相连的轴承座。
减速箱和轴承座装在下有弹簧的滑板上。
在右螺旋钻杆的轴承座前面及减速箱的输出轴上装有3个钻头, 钻头轴之间的距离为640mm, 两则的钻头按煤层厚度采用不同直径的
625mm,725mm或825mm钻头。
在各种条件下, 中间钻头的直径是625mm, 但它的结构随着两侧钻头的直径不同而改变。
所有钻头有通用的连结节, 以保证把钻头安装在减速箱和轴承座的输出轴上。
执行机构的减速箱呈圆柱形, 由两个轴齿轮和两个传递齿轮组成。
把右螺旋钻杆的旋转传递给中心钻头。
减速箱的轴——齿轮上装了有3个凸轮的半个离合器, 以连接钻头和钻杆, 并传递扭矩。
减速箱的密封由轴上的密封圈来保证。
为了避免半个离合器壳体和减速箱顶盖之间掉进煤粉, 安装了迷宫密封。
执行机构的减速箱壳体上的通风管路端装了控制箱, 它是一个带有法兰盘的箱式结构, 利用法兰盘与通风管连结。
控制箱的壳体上装了可移动的立柱, 伸出壳体, 并用液压缸与壳体连结。
煤——岩传感器的两端液压缸与立柱相连, 位置传感器的拉杆又与煤—岩传感器的壳体相连。
用齿轮泵来维持控制箱的运行。
经过减速器齿轮泵与执行机构的减速箱轴相连。
控制箱的两端是螺旋钻第一节左右旋钻杆, 分别与左轴承节及执行机构的减速箱对接。
钻杆是双头的, 直径为570mm。
1－螺旋钻杆 2－中间通风管 3－轴承座4－钻头 5－变速器 6－控制箱
图3-4 螺旋钻具
3-5 螺旋钻采煤机钻头结构
3-6 螺旋钻采煤机现场实物照片
钻杆和通风管路与螺旋钻杆和控制箱相连。
左边钻杆是右旋的, 涂红色。
右边钻杆是左旋的, 涂浅灰色。
钻杆是一根管子, 管子上焊了一些直径为480mm的叶片。
管子的端部装了有3个凸轮的、作连接用的半离合器。
前面的半离合器上固定了一个输出轴, 用它来对接钻杆; 后面的半离合器上有自动锁, 用以锁定上述的输出轴。
在控制箱的壳体上还有两个径向的推杆, 利用专门装置压推杆锁就能够打开。
通风组件的直线段是一根直径为320mm的管子, 它的端部焊了有锁定和对接单元的法兰盘。
前面法兰盘的外圆( 槽) 上有旋转环, 旋转时它进入导向销钉上的槽沟, 使这些管子相互锁定。
直线段的内腔有用浸有橡胶织物制成的船帆形叶片。
上部在阀旁边的管子上有个从旋转顶盖外部能盖得上的切口。
在管路接长时, 空气经过管子上部的切口流入。
与此同时, 阀门从外部关上了在管子对接时开启后端的空气出口。
沿着通风管路的左端, 从上面固定了一个带着盖子的箱子, 箱子装在可活动的连接头上。
沿着盖子经过空气流通线路, 并把执行机构与螺旋钻机连在一起。
管子下部有两个收集器, 它们是管子的切口, 并焊在法兰盘附近的轴上, 其位置
在定心装置中间的夹子上。
为了保持两个螺旋钻杆轴线之间距离能稳定, 安装了一稳定器。
稳定系统是一个通风管路的直线段, 在其侧面装了两个圆筒, 在圆筒里装有直径为450mm的双头螺旋钻杆。
稳定器圆筒管子下面有个双头犁板, 用以清理钻孔的中间部分。
三、螺旋钻核心技术
1 螺旋钻的叶片、钻杆设计技术
螺旋钻杆是螺旋钻采煤机一个非常重要的部件, 同时它也是煤层钻孔的常见设备之一。
但由于长期以来对螺旋钻杆设计参数研究甚少, 其结构不尽合理, 在使用过程中常常不尽如人意。
为此, 有必要对螺旋钻杆参数进行研究和讨论。
3-7螺旋钻叶片、钻杆采煤工作面照片1
3-8螺旋钻叶片、钻杆采煤工作面照片2
1) 螺旋钻的叶片
１ 煤块在叶片上的运动学分析
如图3-9所示, 取一小块煤A 为研究对象。
当
螺旋钻杆以转速n 旋转时, ( 忽略煤自重和叶片与煤块间的摩擦力) , 螺旋钻杆获得圆周速度v g 。
假定现在煤块与螺旋叶片的相对滑移速度为v 11, 两速度合成使煤块以v m1的绝对速度沿叶片的法向方向运动。
可是实际中由于煤块和叶片间存在摩擦力, 使v 11变成v 12, 相应地使v m1变成v m2, 绝对速度方向偏离法向一个摩擦角β。
则在叶片平均处煤块的绝对速度:
β
απβαβcos sin cos sin cos 12nD v v v g m m === 式中:D ——煤块在叶片平均处直径, m
α——螺旋叶片平均升角, ()2/g y ααα+=, ( °) 图3-9 煤块在螺旋叶片上的运动分析
y α——螺旋叶片外升角, tan ()y y D L πα/=, ( °) g α——螺旋叶片内升角, tan ()g g D L πα/=, ( °) 螺旋钻杆的排煤速度:
()()β
βααπβαcos cos sin cos 2+=+=nD v v m y 2 螺旋钻杆装煤生产率的计算
螺旋钻杆最大可能煤流断面积
()
⎪⎭⎫ ⎝⎛--=αδπcos 1422
1L m D D S g y 式中: y D ——叶片外缘直径, m
g D ——叶片内缘直径, m
m ——叶片头数。