新型矿用气动架柱式钻机在大直径爆破卸压的应用

新型矿用气动架柱式钻机在大直径爆破卸压的应用摘要:本文介绍了一种新型的矿用气动架柱式钻机,主要说明了该钻机在大直径爆破卸压钻孔施工方面的应用,以及相应的封孔技术等。

关键词:钻机封孔卸压
目前我国的能源结构仍以煤为主,随着煤炭工业现代化开采速度的提高,开采的深度迅速加大,冲击地压也变得日趋严重。

多年以来,各级煤炭行业管理部门,各级煤矿安全生产监管监察机构及相关科技部门、组织引导煤矿企业、专业科研单位和有关高等院校开展了大量的科学研究和现场试验工作,并研制了一系列相应的装备和监测设备[1]。

钻孔爆破卸压是防治冲击地压的有效方法之一,良好的钻孔设备和合理的钻孔参数对钻孔爆破卸压的效果尤为重要[2]。

1 新型气动架柱式钻机
1.1 主要技术参数
本文主要介绍ZQJC-200/5新型气动架柱式钻机(如图1所示),ZQJC-200/5示为额定输出转矩为200N·m,最大输出功率为5kW齿条推进的气动架柱式矿用钻机。

主要的技术参数如下:工作气压为0.5MPa;额定转矩为200N·m;额定转速为240r/min;最大输出功率为5kW;最大负荷转矩为295N·m;负荷耗气量为 5.5m3/min;钻尾尺寸为18×18mm;钻孔直径为φ76～φ100mm;推进力为5kN;工作高度为500mm～1500mm;支腿高度为800mm～3400mm;
1.2 工作原理
ZQJC-200/5气动架柱式钻机以压缩空气为动力,通过回转装置换向阀控制回转马达的正反转,压缩空气驱动齿轮马达旋转,经两级减速后驱动主轴旋转,进而带动钻具工作;通过支撑气缸换向阀控制气缸的顶紧及松开实现钻机的固定;通过进给装置换向阀控制钻机的前进及后退。

1.3 结构简介
钻机由主机和支撑机构两部分组成。

(1)主机由回转马达和进给机构组成。

①回转马达由马达、齿轮箱、换向阀等部件组成。

换向阀控制马达的开启及换向,压缩空气通过换向阀带动马达齿轮及主轴转动,从而带动钻具转动。

②进给机构由进给马达、换向阀、齿条和导轨等部件组成,通过换向阀控制进给马达带动主动齿轮在齿条上传动,从而带动回转马达前进及后退,达到钻进的目的。

(2)支撑机构由两个气缸、气缸连接管、气缸换向阀及副支撑组成。

高压空气通过换向阀来控制气缸的升降,达到顶紧顶板稳定钻机的目的,副支撑通过调节角度来起到辅助支撑钻机的作用。

2 大直径爆破参数
卸压爆破主要参数有:炮孔直径、炮孔间距、炮孔深度、封孔长度等,对其参数的确定是关系到卸压效果好坏的关键因素。

2.1 炮孔直径
炮孔直径主要由炸药性能、煤岩的物理力学参数、装药难易程度、封泥效果和钻孔机具的成孔能力等确定。

当炮孔直径较小时,装药能力受限,压碎区和裂隙区半径较小,不能达到理想的爆破效果,而且炮孔较小时装药比较困难,特别是在破碎的煤岩层中。

当炮孔直径较大时,保证较好的封孔效果比较困难,容易出现“打枪”现象,而且打较大的炮孔时,钻机钻进速度较慢,容易发生卡钻、塌孔。

所以,卸压爆破钻孔直径一般在65mm～90mm。

2.2 炮孔间距
卸压爆破卸压要在煤岩体中形成卸压带,使支承压力峰值向煤岩体深部转移,并释放一部分积聚的弹性能,从而达到在巷道或工作面附近卸压,消除冲击地压危险的作用。

而炮孔间距是卸压带效果好坏的重要参数,为使卸压带连续,不至于造成新的应力集中,炮孔间距应该在爆破破坏范围半径的2～3倍。

2.3 孔深
炮孔深度主要由卸压爆破的目的所决定,具体的长度需根据现场的p(1)ZQJC-200/5气动架柱式钻机具有安全防爆、转矩大、转速高、质量小、体积小、效率高、结构简单、维修方便等特点。

此钻机工作效率高、支护质量好、工人操作劳动强度低,能有效降低费用,能够很好的适用大直径钻孔卸压爆破。

(2)选择合理的钻孔爆破参数,对爆破卸压的效果有极为重要的重要。

参考文献
[1]郭雨.煤矿机电设备[M].徐州:中国矿业大学出版社,2005.
[2]李金奎,熊振华,刘东生,等.钻孔卸压防治巷道冲击地压的数值模拟[M].西安科技大学学报,2009.。