煤矿坑道钻机新型回转器卡盘的推广与应用

肖垒垒 王志远 梁化磊 河南能源焦煤集团有限公司赵固二矿

一、实施背景

我矿防治水工程主要使用煤矿坑道钻机，钻机在施工过程中经常回转器卡盘密封件易损坏，需频繁更换配件、钻杆磨损后夹不住钻杆且施工功效低等问题。为解决以上问题，我队引进河南龙腾新型钻具制造有限公司创新研发的新型回转器卡盘进行使用，开展煤矿坑道钻机新型回转器卡盘的推广与应用项目。

二、背景技术

目前，我矿煤矿坑道钻机的回转器卡盘为胶筒式液压卡盘。主要由卡盘体、前后端盖、胶桶、卡瓦组及弹簧等零件组成，采用液压夹紧、弹簧松开常开式结构，虽具有自动对中，安全可靠、卡紧力大等特点，但在使用过程中经常发生胶桶失效导致卡盘漏油而失去工作能力，其夹持行程小导致钻杆更换过于频繁。

新型回转器卡盘其结构包括缸体和缸体内通过锥面配合的锥面活塞与锥面卡瓦，缸体两端设有端盖，锥面卡瓦之间设有复位弹簧，在锥面卡瓦的凸台上套有碟形弹簧，采用单锥面活塞及与之匹配的三瓣式锥面卡瓦设计，无胶桶，无透轴小块状卡瓦。其具有夹持力强，在钻杆磨损严重的情况下仍能被加紧，灵敏度高，无因烂胶桶、断弹簧而导致的漏油现象，故障率低，使用寿命长的特点，即可卡持圆形钻杆又可卡持各种异型钻杆，适用于各种液压坑道钻机。

三、研究目的及意义

针对钻机回转器卡盘密封件频繁更换配件、钻杆磨损后夹不住钻杆、功效低等问题。更换新型回转器卡盘故障率低，可以有效解决老式卡盘胶桶漏油，钻杆使用周期短，频繁更换配件，工效低等问题，大大减少了日常材料消耗，提高工时利用率，有效减少施工中因频繁维护设备造成的钻孔事故。

四、市场前景

目前，国内大部分矿井瓦斯抽采及防治水工程使用的钻机都是煤矿液压坑道钻机，而新型回转器卡盘可适用于各种液压坑道钻机，并可取得良好的经济效益和社会效益，所以市场前景非常广阔。

五、预期目标

1.降低材料与配件的消耗。老式卡盘故障频繁且经常漏油，维修率极高，一个月少则五六次多则十几次，甚至有时一班一次，造成配件及油品的浪费。另外老式产品夹杆行程小，卡瓦的磨损和钻杆的磨损之和大于等于极限1.5 时，卡瓦和钻杆报废，使之使用周期很短就需要更换新的。而使用新型回转器卡盘设计结构简单独特，故障少且夹持行程达到10mm。

2.提高工时利用率，减轻劳动强度。因传统卡盘夹持器维修次数过多，施工过程不连续，易造成抱钻、塌孔、埋钻等钻孔事故，而处理事故既耗时又耗人力，不但延误生产，同时加大工人劳动强度，而新产品故障少，使用周期长，免于维修，钻机的持续开机和生产条件的稳固，大大减低钻孔事故率，减轻了工人的劳动。

3.提升现场安全管理。新型产品使用灵活持续，故障率低，减少因设备频繁维修而产生的拆、吊、搬、运、装等安全工作；也因随动夹持力强与稳定性，减少了人工处理打滑不夹钻杆、设备出现停机抱钻，人工处理相应故障接触钻机与钻杆的现象。

4.对恶劣环境的适应性。新产品独特的设计结构，自由对称夹持，斜锥沟槽离心排渣及环形开放式排渣相结合，使过多的煤粉渣对该产品的夹持工作不受影响。从而解决了老产品对煤粉渣的敏感造成不夹钻杆的现象。

六、实施效果分析

（一）经济效益

1.节省维修设备的人工费：老式卡盘故障频繁且经常漏油，维修率极高，一个月少则五六次多则十几次，甚至有时一班一次。更换新式卡盘使用几个月几乎零故障甚至更长，大大节省了维修所需要的人工、避免维修所影响的工时。

2.节省修理设备的材料费：老式卡盘损坏需更换胶桶、卡瓦、垫板，而使用新型回旋器卡盘出现故障时只需更换卡瓦，不需要更换胶桶、垫片、弹簧及十字盘等易损件，一次安装长期使用，有效降低了材料的投入。

3.节省更换钻杆的材料费：老式产品夹杆行程小，钻杆的磨损度达到1.5mm 时，卡盘便会出现夹不紧钻杆现象，进行更换钻杆，强制报废钻杆，使之使用周期很短。而使用新型卡盘和夹持器，夹持行程大，延长了钻杆的使用寿命周期二到三倍。

（二）社会效益

1.降低了材料与配件的消耗。老式卡盘故障频繁且经常漏油，维修率极高，一个月少则五六次多则十几次，甚至有时一班一次，造成配件及油品的浪费。另外老式产品夹杆行程小，卡瓦的磨损和钻杆的磨损之和大于等于极限1.5 时，卡瓦和钻杆报废，使之使用周期很短就要更挽新的。而使用新型卡盘和夹持器，设计结构简单独特且夹持行程大到10mm。使用几个月几乎零故障甚至更长，且又延长了钻杆的使用寿命周期二到三倍。

2.减轻了劳动强度。因传统卡盘夹持器维修次数多，不断停机，也易造成抱钻丢杆这些都需人工处理。而新产品故障少，使用周期长，免于维修，从而避免或减少了工人的劳动。

3.增加了生产效率。传统产品使用时维修率高，不断停机还时间长，钻杆磨损不到1.5 就产生打滑夹持不紧，影响钻机的持续工作。而新产品使用持久隐定，保证了钻机的持续开机和生产条件的稳固，保证了区队的进尺绩率。

4.提升了安全管理。新型产品使用灵活持续，故障低，减少了由于频繁维修而产生的拆、吊、搬、运、装等安全工作，也因随动夹持力强，减少人工处理打滑不夹现象，出现停机抱钻及人工处理相应故障接触钻杆钻机。

5.对恶劣环境的适应性。新产品独特的设计结构，自由对称夹持，斜锥沟槽离心排渣及环形开放式排渣相结合，使过多的煤粉渣对该产品的夹持工作不受影响。从而解决了老产品对煤粉渣的敏感造成不夹的现象。

6.另外，新型回转器可适用于各种钻机机型。