遠程控制平面鉆車執行機構設計

孫廣珍　王磊

摘 要：礦井巷道掘進工作面鉆孔包括光爆平面鉆孔、錨桿支護鉆孔、瓦斯排放鉆孔等，是一項勞動強度很大的工作，一直以來主要是工人用笨重的手持鉆機實現，安全性差，效率低，粉塵也非常大，對工人的身體健康造成極大的危害。我們設計的二維平面鉆車，利用液壓控制系統控制鉆車執行機構自動捕捉鉆孔位置，可以將液壓閥控制臺總成安放在距離工作面一定距離來控制鉆機工作，并通過防爆監控系統遠程監控工作面情況，且可以在車體一次安放后實現平面內多孔打鉆。這樣就可以讓工人操作鉆孔作業時遠離工作面，有效減少粉塵對工人身體造成危害，同時減少工作面塌方造成的危險。

關鍵詞：遠程控制 鉆車 平面鉆車 執行機構

中圖分類號：TD4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（c）-0063-01

巷道鉆孔技術是礦井生產很重要的部分，爆破和支護都需要做大量的鉆孔工作，鉆孔技術的提高是礦井安全生產和提高效率的主要途徑。

礦井巷道掘進工作面鉆孔是一項勞動強度很大的工作，一直以來主要是工人用笨重的手持鉆機實現，安全性差，效率低，粉塵也非常大。我們設計的二維平面鉆車可以將控制臺安放在距離工作面一定距離來控制鉆機工作，并可以在車體一次安放后實現平面內多孔打鉆。

1 遠程控制平面鉆車執行機構

如圖1，是我們設計的遠程控制平面鉆車執行機構結構。

考慮到礦井巷道的工作環境，我們設計了滑靴式拖動行走裝置（當然也可以安裝履帶或滾輪行走裝置），在轉車移動過程中可以很好地適應井下巷道復雜的路面情況。

圖2是遠程控制平面鉆車三維立體圖。

由主臂回轉馬達通過減速齒輪箱帶動主臂做橫向回轉運動，回轉角度可以達到 150°從而實現鉆孔位置在平面上大部分區域做回轉運動，使得鉆孔主臂上的螺紋鉆桿可以在平面內捕捉各個不同的鉆孔位置。鉆臂油缸驅動伸縮臂組件，驅動鉆臂在空間中做俯仰動作，以便鉆臂鉆桿可以在鉆臂回轉運動中，協同主臂油缸伸縮動作，延回轉徑向延伸，擴大鉆桿在工作面內捕捉鉆孔范圍。伸縮臂組件是通過安裝在伸縮臂內部的油缸伸縮，帶動鉆臂油缸和整個鉆孔部分沿伸縮臂組件延徑向移動，實現鉆機的垂直方向位移。推進馬達將回轉動力通過螺桿和螺母滑塊將推進力傳遞給安裝在滑塊上的鉆桿馬達，鉆桿馬達帶動與之聯接的鉆桿高速旋轉，滑塊的向前推進將高速旋轉的鉆桿，經由扶釬器將鉆桿送入鉆孔。

由于回轉主臂的回轉運動和伸縮臂的伸縮動作，再經過主臂油缸和鉆臂油缸的俯仰調節，實現了鉆桿在工作面平面上一定范圍內捕捉到二維坐標鉆孔范圍。

操作時液壓控制總成部分，可以經過軟管連接到30～50m距離處，操作人員可以通過高清監控攝像系統監控工作面情況，根據設計好的鉆孔方案捕捉鉆孔位置。

2 結語

鉆車遠程控制部分控制回路由換向閥操縱柄安裝在控制臺上，液壓泵站安裝在控制臺基座上。該設備結構比較緊湊，移動方便，操作比較簡單，液壓系統和機械傳動部分構成較穩定。

通過遠程控制平面鉆車鉆孔，需要設置防爆的遠程監控裝置，中煤科工常州制動化研究院多年來研制防爆監控設備，具有可靠的質量保證，在產品樣機試制過程已于該研究院達成合作協議。

遠程控制平面鉆車，讓工人遠離工作面操作鉆孔，降低粉塵對工人健康造成的危害，避免工作面塌方可能導致的嚴重事故。遠程控制操作設備是礦井生產重要發展方向。

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