轻便型液压防突钻机的应用研究

李泽萱

（中国平煤神马集团勘探工程处，河南平顶山 467000）

轻便型液压防突钻机的应用研究

李泽萱

（中国平煤神马集团勘探工程处，河南平顶山 467000）

传统的煤电钻打眼方法以及执行排放孔的方法常常被用来消除综采工作面。但是这种方式往往会造成电源出现短路，产生火花的问题，造成人身触电，煤电钻综保故障等问题。在这种背景下，寻找一种更为有效的消除综采面的方式非常必要。新型的轻便型液压防突钻机能够很好地解决这些问题，能够有效应用于防突深孔打钻、浅孔注水等作业。这种设备能够有效提升工作效率，并能够有效杜绝煤与瓦斯突出的事故发生。本文就对此进行深入探讨。

轻便型液压防突钻机 突出事故 钻孔

从目前来看，我国在高突综采面的工作中较多地应用的是施工排放孔钻，以此来有效避免瓦斯突出问题。通过有效应用排放孔钻，能够有效地释放出煤层内的瓦斯压力，能够起到较为有效的防治煤和瓦斯突出的效果。与此同时，该技术还能够十分有效地缓解煤体前方的地应力，使其前移。然而，在应用这种方式的过程中，往往会造成电源短路、起火花、人身触电等事故及煤电钻综保故障。因此，积极探索一种新的作业方式是非常有必要的。在这种背景下，轻便型液压防突钻机应运而生。本文就对轻便型液压防突钻机的相关问题进行研究。

1 轻便型液压防突钻机设计原则

轻便型液压防突钻机在设计过程中需要遵循以下设计原则。（1）要能够有效满足综采工作面施工瓦斯排放钻孔和预测孔以及煤壁浅孔注水孔的技术要求；（2）需要用综采工作面的乳化液泵站最为动力的来源；（3）要保证体积较小，质量要小，同时其结构要更为简单合理，有效提升实用性，更加方便应用者操作；（4）操作和维护工作较为简单，不需要高强度的劳动；（5）架设和移动更加方便和灵活，方便运输和维修人员工作；（6）工操作更加安全和稳定；（7）打钻的速度更快，具有更高的效率；（8）标准化率高；（9）应用于负载中等、体积要求较小的场合。

图1 液压系统示意图

2 钻机组成及工作原理分析

2.1 钻机的组成

轻便型液压防突钻机主要由回转机构、推进机构、控制机构和固定机架4部分组成，其中回转机构由乳化液马达、旋转供水机构组成；推进机构由马达底座、滑架、伸缩支撑杆组成；控制机构由三位四通阀、安全阀组成。固定机架由一固定装置和移动装置组成，其固定在综采工作面输送机上，作为固定支撑和移动平台。采面乳化液泵站作为该系统的动力源，系统主要液压元件有乳化液马达和操作阀，马达经过连接装置驱动钻杆转动，马达的正、反转由三位四通阀控制，根据乳化液防突钻机整体结构设计和乳化液防突钻机必须实现的功能，借鉴其他钻机的液压系统，最终确定该钻机液压系统结构（图1）。

2.2 工作原理

钻机的动力源来自综采工作面乳化液泵站，乳化液则作为工作的介质，由操纵阀组控制乳化液马达的旋转。而乳化液马达的旋转带动旋转供水机构的旋转，从而带动钻杆的旋转，实现回转机构的前进、后退；由人工推动马达底座的扶手从而带动钻机在滑架上滑动，完成钻机的钻进工作；钻机的固定和移动以工作面输送机挡煤板作为承载体，挡煤板也是上下移动钻机时的滑道，固定钻机时，由锁紧螺栓锁紧；移动钻机时，松开锁紧螺栓，由固定装置内的轮子滚动前行移动到下一个工作位置。由于此种钻机整体质量小，体积小，结构简单，且以工作面乳化液泵站的乳化液作为钻机的工作动力，适用于薄煤层综采工作面，故命名为“轻便型乳化液防突钻机”。

3 轻便型液压防突钻机的应用

3.1 轻便型液压防突钻机的应用效果

轻便型液压防突钻机的用途较为广泛，且具有非常强的实用性，其能够被应用在其他的综采工作面上进行打瓦斯排放钻孔、防突测试孔、注水孔。在应用的过程中，钻机具有非常好的稳定性，应用十分可靠。轻便型液压防突钻机在应用时较为简便，因为其体积和质量都非常小，非常易于搬运，且操作和维护工作非常简单。当施工人员完成打孔工作后，不需要解体钻机，非常适合在煤层较薄的低综采面开展施工。在施工过程中，打钻的工作人员能够更为有效地操作防突钻机，由于钻机较轻，使得工作人员可以更加快速的移动。当完成一个钻孔后，能够快速地移动到下一个需要打孔的位置。整个过程无需多人操作，仅仅需要一个人就可以全部完成，且整个操作过程非常简单，用时甚至都不到一分钟。这种方便灵活的特点有效提升了施工的效率，极大地降低了施工人员的劳动量和劳动强度，有效改善了作业环境。

3.2 轻便型液压防突钻机应用过程中的注意事项

轻便型液压防突钻机应用过程中需要注意一些问题，以此来有效提升其应用的效率。首先来说，在打钻的过程中容易产生吸钻、夹钻、喷孔等现象，尤其是在钻孔的过程中，当在采面中间软煤层打深措施孔时，非常容易出现吸钻的问题。在这种情况下，煤屑往往无法及时有效地被排出。此外，钻孔过程中会非常容易产生钻屑，在打深孔的过程中，需要长时间开展排粉的工作。这极大地提升了工作的劳动强度。但是如果存在吸钻非常严重的情况时，其却能够很好地解决软煤层打深孔而丢钻杆的问题。而为了有效解决吸钻的问题，可以委派一个专业的工作人员负责开泵，有效保证乳化液泵站可以正常供液。

4 结语

轻便型液压防突钻机能够为综采面的工作中提供更为有效的帮助，能够有效解决传统的钻孔过程中出现的瓦斯问题，可以非常有效地释放出煤体内层内的瓦斯压力，能够起到较为有效的防治煤和瓦斯突出的效果。其用综采工作面的乳化液泵站最为动力的来源，操作和维护工作较为简单，不需要高强度的劳动，打钻的速度更快，具有更高的效率，具有非常好的发展前景。

［1］张所邦，周玉龙.金刚石薄壁钻技术的发展与展望［A］.探矿工程（岩土钻掘工程）技术与可持续发展研讨会论文集［C］，2003.

［2］姚宁平.煤矿井下中深孔瓦斯抽采钻机的设计与应用［A］.中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集［C］，2008.

李泽萱（1991—），男，河南禹县人，本科，毕业于河南理工大学毕业，矿业工程学士，主要从事采矿工程和安全生产工作。