ZQSJ—140架柱支撐氣動手持式鉆機的技術(shù)改造

【摘 要】徐州礦務(wù)集團旗山煤礦對ZQSJ-140型鉆機進行技術(shù)改造，改變鉆機施工時的支撐方式，研制了手持式鉆機吊掛滑移裝置，減輕了操作人員施工強度，克服了卡鉆時對施工人員的反作用力，使卸壓鉆孔施工安全高效。

【關(guān)鍵詞】鉆機；加長桿；吊掛滑移裝置

0.概況

旗山煤礦隨著采深加大、淺部孤島殘采工作面增多，沖擊地壓危險性越來越大，沖擊地壓已成為威脅礦井安全的主要隱患。目前，該礦沖擊地壓防治主要采取微震監(jiān)測、鉆屑檢測、電磁輻射監(jiān)測以及鉆孔卸壓等措施。鉆孔卸壓施工機具有ZQJ300/6、ZQSJ-140等氣動鉆機，ZQSJ-140架柱支撐氣動手持式鉆機適用于預(yù)卸壓及鉆孔動力效應(yīng)不明顯區(qū)段的卸壓解危，但該型號鉆機總重量達57kg，3人協(xié)作手持操作困難，卡鉆時對操作人員反作用力大，易造成人員傷害。針對現(xiàn)有情況，旗山煤礦對ZQSJ-140型鉆機進行技術(shù)改造，改變鉆機施工時的支撐方式，研制使用了手持式鉆機吊掛滑移裝置，該裝置能支撐機體，并實施鉆進導(dǎo)向，減輕了操作人員施工強度，克服了卡鉆時對施工人員的反作用力，使卸壓鉆孔施工安全高效。

1.技術(shù)改造方案

ZQSJ-140架柱支撐氣動手持式鉆機技術(shù)改造主要是改變鉆機施工時的支撐方式，增設(shè)1個鉆機吊掛滑移裝置，操作人員由完全手持鉆機改變?yōu)樵诘鯍旎蒲b置上推進鉆機，改造后的鉆機及吊掛裝置見圖1。

1.鉆機，2.固定卡蘭，3.手柄加長臂，4.吊掛鋼絲繩，5.滑移軌道，6.吊鉤，7.導(dǎo)向滑環(huán)

在鉆機改造時，先將鉆機支撐腿拆除，在鉆機2個手柄上各裝1個卡蘭，通過自制的卡蘭將直徑25mm、長2m的鍍鋅鋼管制作的加長臂固定在鉆機手柄上，使鉆機手柄長度增加至1m。吊掛滑移裝置主要包括： 2個滑移軌道：由直徑為6分、長1.2m鍍鋅鋼管焊接成型，提高吊掛裝置的剛度和強度；2個吊掛鋼絲繩：由長度約1.5m的2分鋼絲繩制作，吊掛的可靠性；4個吊鉤：14#鐵絲自制；2個導(dǎo)向滑環(huán)：由2寸無縫鋼管切割、寬15mm，確保導(dǎo)向滑環(huán)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。吊掛滑移裝置安裝時，首先將吊掛鋼絲繩穿入導(dǎo)向滑環(huán)，并在一端用型號為M5的鋼絲繩卡頭卡住，將吊掛鋼絲繩形成環(huán)狀；再把導(dǎo)向滑環(huán)穿入滑移軌道2個吊鉤之間，之后把2個滑移軌道掛在巷道頂板的鋼帶上。

改造后的鉆機與吊掛滑移裝置配合使用時，將鉆機的加長臂穿在吊掛鋼絲繩環(huán)中，通過吊掛滑移裝置支撐鉆機的重量，通過調(diào)節(jié)鋼絲繩長度調(diào)整鉆孔高度。鉆進時操作人員手持鉆機加長臂，受吊掛鋼絲繩約束鉆機沿著滑移軌道做直線運動，即可向前推移鉆機，又可向后拉拽鉆機。

2.工程實踐

我礦94204工作面位于小湖系-850m西二采區(qū)，工作面標高-832m～-856m，受向斜、上覆1.3煤柱和W-7斷層影響，地應(yīng)力較大，掘進期間煤炮較頻繁，鉆屑檢測不合格，施工過程存在安全隱患。

為消除隱患，實現(xiàn)安全生產(chǎn)，在工作面掘進和回采期間施工預(yù)卸壓鉆孔，使用改造后的鉆機施工預(yù)卸壓鉆孔，鉆機穩(wěn)設(shè)時用吊鉤6將滑移軌道5嫁接在頂板鋼帶或鋼梁上，穩(wěn)設(shè)、轉(zhuǎn)運、挪移快速輕便，再借助導(dǎo)向滑環(huán)7和吊掛鋼絲繩4將鉆機懸吊在頂板上，支撐鉆機重量，通過調(diào)節(jié)吊掛鋼絲繩4長度可調(diào)整鉆孔高度，鉆進時鉆機受吊掛鋼絲繩4約束沿著滑移軌道5做直線運動，克服了打鉆施工過程中支腿易頂彎鉆桿的缺陷，充分保證了鉆孔的直線度，大大減少了鉆進時的工作阻力，使成孔質(zhì)量更高。采用吊掛鋼絲繩軟連接配合鉆機手柄加長臂能克服卡鉆時鉆機對施工人員的反作用力，可靠保證了人員的作業(yè)安全。

我礦于2013年7月15日，在94204材料道率先改造試用ZQSJ-140/4.3手持式氣動鉆機施工卸壓鉆孔，鉆機下井前進行了全面改造，經(jīng)現(xiàn)場實地驗證能滿足大部分區(qū)域的防沖卸壓工作。之前防沖卸壓鉆孔全部采用 ZQJ-300/6氣動架柱式鉆機施工，各部件組合后鉆機總重量約為700KG，轉(zhuǎn)運、挪移、穩(wěn)設(shè)需六人以上配合協(xié)作完成。試用改造后的手持式鉆機重約25KG，改造后的手持式鉆機僅需三人協(xié)作即可完成施工。另外原ZQJ-300/6氣動架柱式鉆機外觀尺寸較大，在人員和設(shè)備通過性較差的巷道無法施工。采用改造后的手持式鉆機進行替代后，滿足了巷道條件差，大型鉆機無法施工的打鉆需要。采用 ZQJ-300/6氣動架柱式鉆機施工直徑為125mm，15米深卸壓鉆孔時，單孔施工周期較長，其中僅鉆機穩(wěn)設(shè)就耗時40分鐘以上，采用改造后的手持式鉆機施工時，鉆機挪移支設(shè)一次僅耗時3-5分鐘。通過一系列改造使該鉆機對不同工作環(huán)境的適應(yīng)性變得更強。

3.經(jīng)濟效果分析

以井下兩處施工地點使用該項目為列，每處節(jié)省3個工，每天全礦可節(jié)省6個工，全年可節(jié)省2190個工，下井費+班中餐+各項津貼約70元/人*天，每年可節(jié)約費用70*2190=15.33萬元。目前已使用1年4個月，共節(jié)約費用20.43萬元。

（1）使用手持式鉆機施工鉆孔，大型鉆機無法施工區(qū)域的打鉆需要。

（2）克服打鉆時鉆機對施工人員的反作用力，大大保證了人員的作業(yè)安全。

（3）在煤質(zhì)較硬的巷道，配合氣動助力器使用，減少工人勞動強度，確保施工質(zhì)量，提高施工效率。

這幾條屬使用效果。

4.結(jié)論

（1）對ZQSJ-140架柱支撐氣動手持式鉆機進行了技術(shù)改造，研制了鉆機吊掛滑移裝置。

（2）改造后的鉆機配合吊掛滑移裝置，減輕了操作人員施工強度，克服了卡鉆時對施工人員的反作用力，使卸壓鉆孔施工安全高效。 [科]