(能源)一种新型厚煤层瓦斯抽放钻车
煤层瓦斯抽放作为防止各种瓦斯灾害事故的重要措施，得到了各矿的高度重视，并成为煤矿瓦斯灾害治理的一项根本性的技术措施。山西晋城的煤炭生产矿井位于沁水煤田的南端，地质条件大部分不太复杂，一般可采煤层厚度为2 m～7 m;部分煤层厚、瓦斯含量高，透气性低。为了有效地抽放煤层中的瓦斯，必须在煤层中分层钻瓦斯抽放孔，而现有坑道钻机钻孔高度有限，不能便捷地实现多层大范围钻孔施工。当需要在厚煤层中打高处孔时，不得不用坑木把钻机整机垫高施工，既费时又费力，还不安全。为了解决瓦斯抽放的迫切问题，确保安全生产，提高工作效率，晋城金晟机电有限公司研制了厚煤层瓦斯钻孔施工的煤矿用深孔钻车。
1 整机技术指标
通过对煤矿井下近水平、大孔径、长钻孔工艺方案的调研发现，通常要求钻孔孔径为Q50 mm～Q200 mm,钻孔深度在100 m～300 m，正常钻进转矩为3 000 N．m，钻进转速为40 r/min～210 r/min。根据矿井的巷道断面，针对钻孔参数的要求，确定了以下主要技术指标：
最大扭矩(N．m)： 4 000；
转速( r/min)： 40～210；
适用钻孔深度(m) 300；
配套钻杆直径(mm) φ73；
主轴通孔直径(mm) φ75；
适应巷道断面(m×m) 5×5；
行走速度( km/h) 2.5；
钻孔中心高(m) 1.2～4；
钻孔倾角范围(。) ±15。
2方案设计
依据钻车整机技术要求，设计的重点是设法实现主机大范围的快速升降，满足在厚煤层高处钻孔的需要，同时还要保持足够的稳定性。方案初选有以下3种：
(1)升降机构放在主机下面。该方案可以保证实现钻孔的最大高度，主机在高处的稳定性也容易保证。但要实现2m多的起升高度，升降机构必然占居一定空间，打孔的最低中心高必定超过1.6 m，显然偏高，不能满足要求。
(2)升降机构放在主机上面，即起吊式。该方案可以使主机落到最低，解决了最低高度偏高的问题，但为了保证主机钻孔高度达4m，主机上面升降机构的最高高度必然达到5m多，巷道内难以容纳这么高的设备，且移动也不方便。
(3)升降机构放在主机侧面。该方案既可以降低最低中心高，也可以降低整机的高度。经过反复研究，我们选择了方案3。
钻车整体方案如图1所示。主机依靠4根立柱定位，每根立柱加工成可拆分式，根据不同高度增加或减少每根立柱上的加长柱，以降低整机的高度；升降机构设计成二级升降架，既满足起升高度的要求，又能使升降机构的起升高度大于本身的高度，当主机落下时的最大整机高度低于2.4 m，满足在巷道内移动的要求，同时也实现了钻孔中心高在1.2 m～4.0m的要求。
3 主要结构及原理
如图1所示，煤矿用深孔钻车主要由主机1、立柱2、升降架3、液压系统4、操纵系统5和行走部6组成。
(1)主机由夹持器、给进装置、回转器组成。
(2)4根立柱定位，每根立柱加工成可拆分式，根据不同高度增加或减少每根立柱上的加长柱数量，降低了整机的静态高度。
(3)升降架实现主机的升降，需要打多层孔时，操作液压系统通过升降臂把主机很方便地提升到要求位置。
(4)液压系统由液压泵站、管路及执行原件组成。液压泵站是钻车的动力源，可以将电能转化为机械动能。
(5)操纵系统是钻机的控制中心，由多种液压控制阀、压力表及管件组成。钻机行走、转向、动力头回转、给进起拔、机身调角等动作的控制以及执行机构之间的联动功能都是通过操纵台上的阀类组合来实现的。
(6)行走部由履带底盘、车体平台和稳固调角油缸3部分组成。通过液压油马达实现整机行走。
4整车主要技术优点
(1)升降架采用成熟的机械机构，其结构简单、性能可靠，实现了快速升降。
(2)定位用4根立柱组成框式结构，解决了稳定性问题。
(3)立柱为可拆分式，升降机构的起升高度大于自身高度，解决了整体高度偏高问题，实现了整车在巷道内的灵活移动。
5结束语
厚煤层瓦斯抽放用深孔钻车相较于其他钻机的最大特点：一是升降功能更强大，二是提高了整车的稳定性。升降装置结构新颖独特，采用了升降臂升降机构，需要打多层钻孔时，操作液压系统通过升降臂把主机提升到要求位置，根据高度要求加长立柱高度，然后与主机通过卡瓦连接稳定，即可打钻，钻机不需作任何移动。在升降过程中不会发生水平位移，完全满足了工作需要。整车移动时的最大高度只有2.4 m，较好地解决了整车高度要求低与升降高度要大的矛盾。最大钻孔高度可达4m，极大地缩短了高处钻孔的辅助工时。整车地面支承，必要时立柱上部与顶板支承，增加了钻孔时的稳定性。
6摘要：根据厚煤层矿井坑道瓦斯抽放钻孔的要求，对坑道瓦斯抽放钻机进行了研究，研制了适合厚煤层钻孔施工的煤矿用深孔钻车，有效地减少了辅助工作时间，提高了工作效率。
关键词：厚煤层；瓦斯抽放；钻车
