远程控制平面钻车执行机构设计

孙广珍　王磊

摘 要：矿井巷道掘进工作面钻孔包括光爆平面钻孔、锚杆支护钻孔、瓦斯排放钻孔等，是一项劳动强度很大的工作，一直以来主要是工人用笨重的手持钻机实现，安全性差，效率低，粉尘也非常大，对工人的身体健康造成极大的危害。我们设计的二维平面钻车，利用液压控制系统控制钻车执行机构自动捕捉钻孔位置，可以将液压阀控制台总成安放在距离工作面一定距离来控制钻机工作，并通过防爆监控系统远程监控工作面情况，且可以在车体一次安放后实现平面内多孔打钻。这样就可以让工人操作钻孔作业时远离工作面，有效减少粉尘对工人身体造成危害，同时减少工作面塌方造成的危险。

关键词：远程控制 钻车 平面钻车 执行机构

中图分类号：TD4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0063-01

巷道钻孔技术是矿井生产很重要的部分，爆破和支护都需要做大量的钻孔工作，钻孔技术的提高是矿井安全生产和提高效率的主要途径。

矿井巷道掘进工作面钻孔是一项劳动强度很大的工作，一直以来主要是工人用笨重的手持钻机实现，安全性差，效率低，粉尘也非常大。我们设计的二维平面钻车可以将控制台安放在距离工作面一定距离来控制钻机工作，并可以在车体一次安放后实现平面内多孔打钻。

1 远程控制平面钻车执行机构

如图1，是我们设计的远程控制平面钻车执行机构结构。

考虑到矿井巷道的工作环境，我们设计了滑靴式拖动行走装置（当然也可以安装履带或滚轮行走装置），在转车移动过程中可以很好地适应井下巷道复杂的路面情况。

图2是远程控制平面钻车三维立体图。

由主臂回转马达通过减速齿轮箱带动主臂做横向回转运动，回转角度可以达到 150°从而实现钻孔位置在平面上大部分区域做回转运动，使得钻孔主臂上的螺纹钻杆可以在平面內捕捉各个不同的钻孔位置。钻臂油缸驱动伸缩臂组件，驱动钻臂在空间中做俯仰动作，以便钻臂钻杆可以在钻臂回转运动中，协同主臂油缸伸缩动作，延回转径向延伸，扩大钻杆在工作面内捕捉钻孔范围。伸缩臂组件是通过安装在伸缩臂内部的油缸伸缩，带动钻臂油缸和整个钻孔部分沿伸缩臂组件延径向移动，实现钻机的垂直方向位移。推进马达将回转动力通过螺杆和螺母滑块将推进力传递给安装在滑块上的钻杆马达，钻杆马达带动与之联接的钻杆高速旋转，滑块的向前推进将高速旋转的钻杆，经由扶钎器将钻杆送入钻孔。

由于回转主臂的回转运动和伸缩臂的伸缩动作，再经过主臂油缸和钻臂油缸的俯仰调节，实现了钻杆在工作面平面上一定范围内捕捉到二维坐标钻孔范围。

操作时液压控制总成部分，可以经过软管连接到30～50m距离处，操作人员可以通过高清监控摄像系统监控工作面情况，根据设计好的钻孔方案捕捉钻孔位置。

2 结语

钻车远程控制部分控制回路由换向阀操纵柄安装在控制台上，液压泵站安装在控制台基座上。该设备结构比较紧凑，移动方便，操作比较简单，液压系统和机械传动部分构成较稳定。

通过远程控制平面钻车钻孔，需要设置防爆的远程监控装置，中煤科工常州制动化研究院多年来研制防爆监控设备，具有可靠的质量保证，在产品样机试制过程已于该研究院达成合作协议。

远程控制平面钻车，让工人远离工作面操作钻孔，降低粉尘对工人健康造成的危害，避免工作面塌方可能导致的严重事故。远程控制操作设备是矿井生产重要发展方向。

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