综掘机机载液压锚杆机的研制与安装

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【摘 要】 综掘机和机载锚杆机都采用液压传动。通过对液压系统进行改造，将机载锚杆机固定在综掘机截割部两侧，利用综掘机自身的液压系统作为机载锚杆机的源动力，实现了巷道掘进与锚索锚杆支护的连续作业。

【关键词】 综掘机 机载 锚杆机

济三煤矿是一个设计年产500万t的特大型现代化矿井，但作为济东矿区复杂的地质条件，断层发育，掘进巷道断层密度达到1条/202米，大多走向与顺槽方向夹角很小，影响距离较长，掘进方式转换频繁。特别是近年来随着综采设备自动化程度不断提高，采煤工作面推进速度增快，采掘接续较为紧张，对综掘单进要求提到了一个前所未有的高度。目前济三煤矿综掘工作面采用的是锚索锚杆支护，采用的风动锚杆机，而根据实际经验，采用这种设备存在以下缺点：（1）易夹钻杆，钻眼过程中经常出现煤粉量异常增加，将钻杆卡住，人工拔不出来，影响钻进；（2）安全没有保障，用风动工具钻孔，人员必须靠近钻孔孔口工作，在高压带钻孔时，有引起冲击地压的危险，极易发生人身事故；（3）劳动强度大，施工工效低，人工钻眼最多打8—10m，用时约1个小时才能按要求完成钻孔，每班一般要打三次，极大地影响了掘进速度。为解决上述问题，使用综掘机载锚杆机施工锚索锚杆，大大改善了工作面安全环境、提高了综掘单进水平。

1 机载液压锚杆机

1.1 技术要求

采用与掘进机叠加的配套方式，掘锚交叉作业，当掘进作业时将其退至掘进机截割部的两侧，不影响掘进机切割、装载作业，不干扰司机的操作视线；结构件必须有足够的强度、刚度；机模块化设计，结构独立，拆装方便，维修性好；锚杆机借用掘进机液压泵站，不用新增动力源液压锚杆钻机转矩—转速为软特性，其转矩、推力、转速能随工作负载的变化，实现较合理的匹配，使液压锚杆钻机始终保持良好的钻削性能；左右两台锚杆机操作控制具有独立性，使得锚杆锚装灵活高效。

1.2 主要结构与工作原理

在掘进机的截割部左右两侧安装两个锚杆机，利用掘进机的泵站，可以独立完成不同方位、不同角度的锚杆锚装作业，使掘进、锚杆支护实现机械一体化。

锚杆机具有垂直水平折叠变换、主臂前后伸缩、钻机马达上下升降、自身左右旋转等功能。

锚杆机与掘进机截割部之间通过轴销及螺栓联接，掘进机工作时，锚杆机处于水平收缩折叠状态，最大程度地降低锚杆机构的空间尺寸；锚杆机工作时，掘进机处于控制系统闭锁状态，最大程度保证操作的安全性。锚杆机操作简便、动作灵活准确，适合于不同巷道条件的掘锚作业。

锚杆机的液压系统依附于掘进机的液压系统，在原有系统的基础上增加了一套控制系统。油泵采用掘进机油泵，由电机驱动，是负载敏感变量泵。锚杆液压马达采用摆线马达，驱动锚杆钻头。

水系统在掘进机的基础上增加了一条水路，作用是给锚杆机钻头、冷却和灭尘。水系统通过液控水阀控制，水系统的压力由掘进机水系统的减压阀调节，流量由开关阀控制。水系统的流量是25L/min，压力是25bar。

1.3 锚杆机的构造与作用

锚杆机分左锚杆机和右锚杆机，通过液压油缸控制其伸缩、旋转等动作，左右锚杆机的动作控制相互独立，由两个人分别控制。锚杆机的六联阀分别控制锚杆机的前后移动、主臂的垂直与水平转换、主臂的左右旋转、主臂带动马达的上下移动、链条带动马达的上下移动、马达的正反向旋转。锚杆机主要由主机架、滑动架、链条机构、马达组件、六联液压操作阀以及油缸和其它附属部件组成。

钻孔工作是由马达带动钻杆钻头的旋转运动和进给运动完成的。钻头的进给运动分两段：一段由滑动架外部平行的油缸推动滑动架整体移动；另一段由滑动架内部的链条机构推动马达组件来完成（链条机构的运动来自于油缸）。

2 锚杆机的安装调整

锚杆机是一套独立机构，现场作业安装时与掘进机组装工作相独立。在掘进机截割部两侧靠近回转台处上方顶板施工起吊锚杆四根。将掘进机截割部的两个销轴更换为加长销轴，加长销轴直径根据所需安装掘进机销轴确定，并在原销轴基础上加长100mm。使用手拉葫芦将机载锚杆机前后头吊起，将机载锚杆机后部基座穿入截割部上的加长销轴，前端通过螺栓紧固联结，后面通过压板限位。然后继续起吊机载锚杆机前部，对齐截割部中段的螺孔后，使用螺栓紧固。锚杆机安装简便、拆卸容易、操控灵活、工作可靠。

锚杆机的安装调整主要是针对液压管线而言，安装后要确保整机操作过程中，管线配置合理，拖动可靠，不会造成管线损坏，安装后要全程循环操作几次。

3 效果分析

（1）机载。钻机安装在综掘机上，利用综掘机本身的液压系统。与钻机液压系统形成一个整体，充分发挥了综掘机的生产效能。

（2）减轻工人劳动强度.老式锚杆机不通过机载方式，其搬运多数由人来完成。机载后既减轻了工人的劳动强度、又减少了接管时间，搬运时间、泵站操作架的搬运时间、掘进机退机时间及供电等辅助时间。可大大提高工作效率；

（3）安全可靠。液压钻机钻孔时人员不需要靠近钻孔孔口，减少了人身安全隐患。

（4）通用性强。只需更换原掘进机的部分液压线路， 即可实现液压锚杆钻机的机载。

4 结语

综掘机载锚杆机有效解决了综掘工作面影响安全和生产的一大问题，创新实现了综掘机液压系统在锚杆机上的应用，对综掘工作面条件的改善起到较大的推动作用。

参考文献：

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