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针对煤矿坑道钻机人工加卸钻杆安全性差、劳动强度大等现状,分析了煤矿坑道钻机自动加卸钻杆系统发展中的问题,开发了基于防爆PLC控制的自动加卸钻杆装置。该装置采用转轮式结构,利用机械手从转轮式杆仓中抓取钻杆,整个操作过程由手持式遥控器完成。该装置安装在钻机给进机身上,可以随机身进行变幅调角。测试结果表明,该装置具有适合各种倾角方位的钻孔、巷道适应性强、操作方便快捷、安全性高等特点,为煤矿坑道钻机的自动化升级提供了有效的技术支撑。
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煤 矿
机 械
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%&’( %#)*&’(+,
-"
$.3/ 0".12
34’. 5167
第
89
卷
第
12
期
5167
年
12
月
!"#:61;68<82=>;?@>A;516712182
0
引
言
煤矿坑道钻机主要用于煤矿瓦斯抽采
!
地质勘
探
!
探放水等钻孔的施工
"
是煤矿井下必不可少的安
全设备
#
钻机在工作时一般至少需要
8
个
操作工人
"
其中
6
人负责操作钻机
进行钻孔任务
"
另外
5
人
负
责钻杆的加卸及孔内排渣清理等附属工作
$
在一个
钻孔的过程中
"
钻杆的加卸工作量很大
"
工人劳动强
度高
"
工作效率低
$
同时
"
工人在加卸钻杆时距离钻
机移动部件近
"
容易发生安全事故
$
自动加卸钻杆
装置就是利用机械辅助代替人工加卸钻杆
"
具有减
轻工人劳动强度
%
减少人力成本
!
提高钻孔施工的安
全性
!
提高加卸钻杆的效率
"
同时为煤矿机械开采自
动化减人的目标提供保障
$
1
煤矿坑道钻机自动加卸钻杆系统发展中的问题
随着煤矿机械
化快速发展
"
煤矿坑道钻机自动
化
!
智能化程度的提高势在必行
$
目前
"
国内对于煤
矿用坑道钻机配备自动加卸钻杆系统正在进行研究
中
"
发展缓慢
"
还没有形成可靠的产品
"
其原因主要
存在以下几个问题
&’
6
(
受巷道空间的限制
"
井
下钻
机尺寸较小
"
配备的自动加卸钻杆装置需要结构紧
凑
"
工作空间小
)’
5
(
受煤矿安标的限制
"
电
控元件可
选择种类少
%
价格高
"
在井下钻机上应用很少
)’
8
(
自
动加卸钻杆装置一般适合于行程长
"
中
间加钻杆的钻
机
"
但这类钻机目前还不是煤矿坑道钻机的主要机型
)
’
<
(
煤矿用钻机的钻孔
倾角
%
方位角等调整范围大
"
配备的自动加卸钻杆装置须满足钻机的使用条件
"
对于自动加卸钻杆装置的功能要求较高
#
2
自动加卸钻杆装置的结构原理
BCD<111EF
钻
机是一种适用于煤矿坑道钻探
的钻机
"
具备多自由度变幅机构
"
该钻机适合于在
动力头和夹持器中间加接钻杆
"
这种结构型式有利
于实现自动加卸钻杆
#
因此
"
针对
BCD<111EF
钻
机
"
开发了与钻机匹配的自动加卸钻杆装置
"
该
装
置采用转轮式结构
"
利用机械手抓取钻杆进行加卸
钻杆作业
"
如图
6
所
示
#
自动加卸钻杆装置安装在
钻机机身侧面
"
可以随机身进行变幅调角
"
适合坑
道各类钻孔
#
煤矿坑道钻机自动加卸钻杆装置的研发
G
姚
亚峰
,
李晓鹏
,
张 刚
,
乔 杰
H
中煤科工集团
西安研究院有限公司
"
西安
761177I
摘
要
:
针对煤矿坑道钻机人工加卸钻杆安全性差
!
劳动强度大等现状
"
分析了煤矿坑道钻机
自动加卸钻杆系统发展中的问题
"
开发了基于防爆
JEK
控制的自动加卸钻杆装置
#
该
装置采用转
轮式结构
"
利用机械手从转轮式杆仓中抓取钻杆
"
整个操作过程由手持式遥控器完成
$
该装置安装
在钻机给进机身上
"
可以随机身进行变幅调角
$
测试结果表明
"
该装置具有适合各种倾角方位的钻
孔
%
巷道适应性强
!
操作方便快捷
!
安全性高等特点
"
为煤矿坑道钻机的自动化升级提供了有效的技
术支撑
$
关键词
:
加卸钻杆装置
&
煤矿坑道钻机
&
机械手
&
JEK
&
自
动化
中图分类号
’
LC<M5
文
献标志码
&
N
文
章编号
&
1003
- 079<
’
2017
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