YJ400/130架柱式液压回转钻机在探放水中的应用

摘 要：叙述邢台日新月矿山设备有限公司生产的ZYJ400/130架柱式液压回转钻机的结构和使用特点，分析其在山西省台东山煤矿的现场应用及效果。

关键词：液压回转钻机 水害 探放水

中图分类号：TD745 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-195-02

近些年山西省政府为扭转煤矿开采混乱局面，下大力气对全省煤矿进行重组整合，将2个以上的小煤窑重组成回采产量规模较大的矿井，但由于历史开采不规范，回采工艺落后，导致重组矿井盲巷、采空区较多，而且地质资料不详，盲巷及采空区积水较多，矿井发生透老窑水事故频繁。典型透水事故有2010年“3・28”王家岭透水事故38人遇难，2011年“9・16”元宝湾透水事故9人遇难，造成巨大的经济损失和重大人员伤亡。

故此，山西省针对全省所有煤矿采取“有掘必探、先探后掘、有采必探、先探后采”的探放水原则和“物探先行、钻探跟进、化探验证”手段来遏制煤矿透水事故，并规定矿井必须配备不低于200米探放水设备。由于探水钻孔较多，而且钻孔距离远，普通钻机发挥不了效率，具有钻进速度慢、距离短和安装不方便等缺点，探水孔的施工严重制约了煤巷掘进进度，极易导致采掘接续失调，而某矿采用邢台日新月矿山设备有限公司生产的ZYJ400/130架柱式液压回转钻机来进行煤巷掘进的长探有效的缓解了矿井探水施工与掘进进度的问题。

1 ZYJ400/130架柱式液压回转钻机的简介

1.1 适用范围

ZYJ400/130架柱式液压回转钻机是采用新型的架柱式外挎导轨液压油缸推进、液压摆线马达旋转的新式钻机，因而具有结构合理，技术先进，工艺性强，操作安全可靠，搬运方便等优点。主要用于煤矿井下钻进地质勘探钻孔，放顶钻孔、抽放瓦斯孔，注水孔，放水孔、电缆孔及其它工程用孔。该钻机适用性强既能用硬质合金钻头钻进，也能用金刚钻头钻进，既适用于煤矿也适用于其它矿山钻进。

1.2 主要结构特点

ZYJ400/130架柱式液压回转钻机采用分组布局，全机由主机、操作台和泵站三大部分组成，各部分之间采用高压胶管连接，能方便地移机和稳固，减轻了工人劳动强度。如图1。

（1）主机由立柱、付支柱和推进器组成。

立柱由锥轴、锁紧套、调整丝杠及顶紧油缸组成。其作用是通过调节立柱上的左右螺旋丝杠使立柱的上端顶住巷道的顶部，然后利用立柱下面顶紧油缸自动加压，顶紧立柱，从而实现了钻机牢固可靠的固定在巷道内，再按钻孔的要求调整钻机的工作高度和钻孔的角度，保证钻机钻孔的准确度。付支柱通过两个锥螺栓连接立柱与托架保证钻机稳定。

推进器由托架、滑道、托板、液压油缸、液压摆线马达及其回转装置等组成。通过托架锥套与立柱锁紧套上锥轴连接，将立柱和托架、滑道牢固的连接在一起。滑道中装有多级油缸，油缸固定在托架上的支撑座上，油缸活塞杆通过连接块与托板连接，油缸活塞杆伸缩。带动托板在导轨上做往返运动，液压摆线马达在高压油作用下，通过回转装置的输出轴带动钻杆钻头旋转钻进。

（2）操作台。

操作台是对钻机进行集中操作的地点，由两个三位四通阀分别控制液压马达和油缸，左手柄控制液压马达，右手柄控制油缸推进；手柄向前推马达正转右旋，油缸推进；手表向后马达左旋旋转，油缸缩回；手柄在中位系统卸载，马达和油缸均无动作。操作台设有急停按钮，紧急情况下可随时停机。

（3）泵站。

泵站主要由隔爆型电动机、双联齿轮泵、溢流阀、压力表和邮箱组成。工作原理为：电动机启动，液压油从油箱经滤油器进入双联齿轮泵齿轮泵的主泵和付泵排除高压油，分别进入控制操作台和两个溢流阀操作台上两个并联的三位四通阀分别控制液压摆线马达和多级液压油缸的正常工作由付泵分流出一高压油路通过单向阀来完成立柱顶紧油缸的正常工作与主泵和付泵并联的两个安全溢流阀分别控制主泵和付泵的最大工作压力，主泵和付泵压力表显示压力数据。

2 钻机的现场应用和优点

2.1 钻机的现场应用

（1）在台东山煤矿9煤辅运大巷施工过程中水平最大钻进深度260米，煤的硬度为f>4。

（2）在打巷道顶眼时，可在煤岩混杂中钻进180米，顶板为砂岩f>6。

2.2 钻机的使用优点

（1）提高钻进速度，增加掘进进尺。

ZYJ400/130架柱式液压回转钻机在煤巷中的钻进速度V=1m/min，原来使用的ZLJ-350坑道钻机要达到2-5 m/min。液压回钻钻机是利用液体压力传动，可以根据煤岩的软硬变化而改变输出的扭矩；坑道钻机为机械传动，无法随煤岩的变化而改变输出的扭矩。在台东山煤矿煤巷（煤的硬度f>4）综掘实验中，使用ZYJ400/130架柱式液压回转钻机比使用ZLJ-350坑道钻机每月可多掘进约100m。

（2）降低职工劳动强度，增加企业效益。

ZYJ400/130架柱式液压回转钻机的钻台是通过来立柱固定，固定方式简便而且稳固；原来使用的ZLJ-350坑道钻机则是使用木点柱或单体（有泵站的情况下）来固定，由于该钻机的电动机和钻机为一体，因而会振动大，不易稳固钻机。打钻时液压回转钻机只需2-3人，拆装钻杆可机械操作；坑道钻机打钻时需5人以上，拆装钻杆需人工操作。

（3）由于液压回转钻机设计时充分考虑易搬运、安装简便等问题，采取各部件系统独立设计，在钻机搬运时无需解体拆开搬运，2-3人便可搬运；而坑道钻机质量达450kg，各部件采取螺栓连接固定，整体移动难度大，解体搬运时拆卸复杂，易丢零部件，且一般需6人以上使用绞车搬运。

3 结论

综上所述，ZYJ400/130架柱式液压回转钻机的使用特点总结如下：

（1）钻机功率大、扭矩大、可钻煤岩复合巷道。

（4）对冲洗水压要求较为严格。

（5）在岩石中钻进，液压传动油温较高，降低了使用效果。

液压回转钻机现在已经是现代化矿井必须配备的探水设备，对于重组整合矿井探明采空区及水区是最佳的设备，可以保证长距离钻探，对施工的质量及施工人员的安全有较大的提高，为煤矿安全生产发挥了重要作用。

参考文献：

[1] 国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定[M].北京：煤炭工业出版社，2009.

[2] 国家安全生产监督管理局宣传教育中心.煤矿探放水作业操作资格培训考核教材[M].江苏：中国矿业大学出版社，2009.