掘进机机载锚杆钻机的设计

目前巷道掘进工作面主要采用单体锚杆钻机与掘进机配套,自动化程度低,且在掘进过程中,支护时间占用较多。为提高锚护的自动化程度及效率,提出一种机载式锚杆钻机,对其关键部件的设计作出说明。为机载锚杆钻机的设计提供一定的理论指导。     

煤矿用锚杆转载机组液压系统的设计

为了解决煤矿掘进与支护作业时间不平衡的问题，设计了煤矿边掘边锚快速掘进系统，掘进与支护平行作业，提高掘进生产效率。锚杆转载机组是边掘边锚快速掘进系统的一个重要组成部分，有4个锚杆钻机且可以同时作业，负责打顶锚杆和帮锚杆。根据锚杆转载机组的工作流程，设计了锚杆转载机组的液压系统，叙述了主要液压回路的组成和工作原理，对液压系统中关键的行走液压元件进行了选型设计计算，实现锚杆机和行走互锁，保证了机器操作的安全性。实际应用表明，该液压系统性能稳定可靠，满足了锚杆转载机组液压系统设计要求。     

MLZ36/8型龙门式自行锚杆钻机的研制

采用MLZ36/8型龙门式自行锚杆钻机,在全掘高、大断面巷道中,跨在掘进机上可前进、后退,对巷道进行多台锚杆钻机锚护;在巷道顶板好的情况下,边掘进、边锚护,实现同步作业,提高了掘进速度。     

锚杆转载机组在凉水井煤矿的应用

为提升巷道的掘进速度,开发了一种新型掘进系统,即高效快速掘进系统,其中锚杆转载机组在高效快速掘进系统中起着重要作用。整机采用分区域和分段布置的方式,可同时实现顶锚索钻机和侧帮锚杆钻机的支护且互不干扰,缩短支护时间,并提高巷道的掘进速度,缓解采掘失调的矛盾。     

EPEC控制器在锚杆钻臂电液控制中的应用

为提高煤矿巷道掘进过程中锚杆支护效率,提升锚杆钻机自动化水平,促进煤矿短壁开采的安全生产,针对煤矿锚杆钻机钻臂的功能及工作特点,设计以EPEC3724控制器为核心的锚杆钻臂电液控制系统,并阐述了Co De Sys软件驱动液压电磁比例阀的实现方法。操作面板集成操作按键与HMI显示功能,采用CAN总线与EPEC控制器通信,实现锚杆钻臂工作流程的自动化操作。通过调试及井下实践表明,锚杆钻臂电液控制系统性能稳定、可靠,极大提高了锚杆支护效率,同时降低操作工人的劳动强度。     

十臂锚杆钻车的研制与应用

为提高条件相对较好的中厚煤层巷道的掘进速度和成巷时间,研发了一种十臂锚杆钻车用于完成巷道中全部的顶板锚杆支护和侧帮锚杆支护,与掘锚机组配套进行巷道掘进,可解决掘锚机组无法一次性完成全部巷道的锚杆支护的问题。该十臂锚杆钻车在巷道顶板条件较好的巷道中的实际应用表明,掘进过程中可实现掘进和支护同步,缓解掘锚失衡的矛盾。     

MZHB5-1200/25锚杆锚索转载机组的研发与应用

MZHB5-1200/25锚杆锚索转载机组是一种集装运和锚杆、锚索支护等功能于一体的巷道支护设备,可配套掘锚一体机或掘进机组成快速掘进系统,各设备分工协作,分段支护,实现巷道掘、支、运平行作业与连续运输,提高巷道掘进效率,缓解掘、锚失衡矛盾。     

多机械臂多钻机协作的煤矿巷道钻锚机器人关键技术

针对煤矿巷道掘进智能化进程中存在的“掘快支慢”难题,总结分析了国内外快速掘进钻锚技术和装备以及类似多任务多机械臂控制技术的研究现状,指出研发具有多机械臂多钻机协作的煤矿巷道钻锚机器人是破解永久支护难题的重要发展方向。提出了多机械臂多钻机协作的钻锚机器人基本方案,凝练了影响钻锚机器人性能的“有限时空多机械臂与多钻机布局优化、面向装卸任务的机械臂姿态控制、复杂受限空间机械臂最优轨迹规划和多机械臂多钻机智能协同控制”四大关键技术,并给出了解决思路和方法。针对在有限时空约束下钻锚机器人结构布局优化问题,构建了钻锚机器人配置优化模型,提出了时空最优的钻锚机器人多机械臂与多钻机结构布局方案,旨在提高钻锚效率的同时获得最优空间布局;针对机械臂与钻机协同位姿控制问题,提出了基于机器视觉和强化学习的机械臂抓取与布放控制方法,旨在提高机械臂末端位姿控制精度,实现精准装卸物料作业;针对复杂受限空间机械臂最优轨迹规划问题,建立了机械臂多目标轨迹优化模型,提出了基于随机采样与包围盒相结合的机械臂防碰撞轨迹优化方法,旨在保证机械臂在搬运过程中安全、可靠、高效运行;针对钻锚机器人多机械臂与多钻机并行协同控制问题,构...     

新型分段式锚杆钻车的研制与应用

针对目前国内锚杆支护设备相对落后、无法与掘锚机组配套使用的问题,研制了一种配套掘锚机组实现高效快速掘进的分段式锚杆钻车,提高了巷道掘进速度,缓解了采掘失调的压力。     

国产EBJ-120型掘进机实施掘锚一体化技术

介绍了在国产EBJ-120掘进机上加装锚杆钻臂系统,并通过加装过程中对锚杆钻臂系统的结构改进、工艺改进等手段,实现掘、支、锚一体化技术的合理应用,为寻求适合潞安煤层条件的掘锚一体化煤巷掘进机组提供了一条途径。     

窄体四臂锚杆锚索钻车的设计

窄体四臂锚杆锚索钻车是一种专业的锚杆锚索机械化支护设备,适用于多种掘进工艺,该钻车是在两臂锚杆锚索钻车的基础上,增设一对灵活变位的钻臂机构,一次定位可实现顶锚杆锚索及帮锚杆的全断面支护作业,同时兼有探底板、迎头短探等功能,解决了采用单体锚杆钻机进行巷道支护用人多、劳动强度大、作业环境恶劣、安全性差等问题。     

煤巷掘进机加装液压钻臂系统实现掘锚一体化

结合煤矿井下特定的工况条件及对锚杆支护的不同要求,探索在多型国产煤巷掘进机上实现掘进及锚杆支护一体化.在煤巷掘进机上加装液压锚杆钻臂系统,通过机载液压锚杆钻机对掘进工作面进行安全、及时、快速支护.经实际应用表明:加装液压钻臂系统的方案灵活多样;巷道整体的掘进速度和安全性得到有效提高,掘进工效由0.4m/工提高到1.2 m/工;对大断面煤巷围岩的支护效果改善显著,比传统支护方式减少空顶时间30 min以上.煤巷掘进机加装液压钻臂系统实现掘锚一体化技术是提高煤巷快速掘进的一条新的有效途径.     

钻锚一体化锚杆钻机控制系统设计与研究

针对钻锚一体化锚杆的施工工艺，提出了一种钻锚一体化锚杆钻机控制系统，设计并阐述了系统总体架构、系统硬件和软件设计方案。针对锚杆钻机外置传感器故障率高的问题，提出基于压力阈值判断钻机工作状态，控制系统仅采用液压压力传感器即可实现锚杆自动化施工。针对片状钻头易磨损和断裂的问题，提出钻机进给恒压控制方法，通过压力值滤波算法、目标值滤波算法及PID算法实现进给压力的稳定恒压控制。煤矿现场试验结果表明，采用钻机恒压控制方法时钻机进给压力波动最小，进给压力方差为0.18,平均值3.3 MPa,能保证基于压力阈值判断钻机工作状态的可行性。钻锚一体化锚杆钻机控制系统可实现锚杆钻机的自动化运行，具有较高的可靠性和稳定性，为掘进工作面智能支护技术提供有效的技术支撑。     

冲击旋转式锚杆钻机性能及应用

某矿回采巷道顶板存在一组黄泥夹层,巷道在打设锚杆时,采用普通旋转切削破岩方式的锚杆钻机,容易卡钻,钻头到达黄泥夹层处时排粉困难,钻进速度慢,难以满足生产需要。为此通过分析锚杆钻机破岩原理及性能,选择了一种新型冲击旋转式锚杆钻机,并进行现场应用。结果表明,采用新型锚杆钻机,缩短了锚杆打设时间,钻孔效率显著提高,可以满足正常生产需要。     

多功能锚杆钻架的研制

 煤矿巷道开拓过程中,掘锚失衡导致矿井成巷速度低下,通过分析研究,单体气动锚杆钻机自身性能不足是造成上述情况的主要原因之一。据此提出了多功能锚杆钻架的研制思路,并详细介绍了此钻架的工作原理、结构特点及性能情况。安装了该钻架的履带式锚杆钻车工业试验结果表明,该钻架相比单体钻机,施工质量和工作效率均优势明显,达到了预期设计要求。     

巷道掘支锚连续平行作业机理及其应用

为解决基于悬臂式掘进机与单体钻机配合的巷道快速掘进问题,介绍了基于悬臂式掘进机的掘支锚连续平行作业工艺,形成了掘进、支护、锚固连续平行作业的施工技术体系。采用现场试验的方法,对巷道掘进与锚固分离时,顶板离层和围岩锚固性能进行了测试研究。结果表明:在顶板预先施工4根锚杆,然后在临时支架后方补打其余锚杆锚索,不会出现明显离层;不同空顶距下锚杆锚索锚固性能可以满足掘进与锚固分离要求;确定采用临时支架可以满足掘支分离生产需求。开发了连续自移式快速掘进支护装置和掘支锚连续平行作业工艺,主要包括钻探、掘进割煤、临时支护、掘进工作面锚杆打设、后方锚杆锚索打设、转载运煤、除尘等工序。在潞安漳村煤矿西下山回风巷进行了现场试验,采用新型掘支锚连续平行作业后,月进尺达到745 m,支护效果良好,掘进效率提高65%以上。     

煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备及应用

分析煤巷掘进技术与装备现状及存在的问题,介绍研发的钻锚一体化快速掘进新模式、新技术、新装备及井下应用效果。研发出钻锚一体化锚杆支护技术与设备,包括钻锚一体化锚杆、泵注式锚固剂、钻锚一体化钻臂、钻箱、锚杆仓、锚固剂泵注系统及智能控制系统,将传统树脂锚固锚杆安装6道工序简化为1道连续工序,实现了锚杆自动化“一键”打设,单根锚杆作业时间由原来5～6 min减少为3 min。研发出自动化喷涂支护技术与装备,包括高强、速凝、抗变形喷涂护表材料,抗拉强度超过9 MPa,断裂伸长率超过100%,黏结强度高于3 MPa;研发出6自由度喷涂系统,可实现随掘自动化快速喷涂作业。研发出巷道随掘变形动态监测技术与系统,实现随掘大粉尘、多干扰、低照度环境下的巷道表面变形监测,监测精度能够满足围岩稳定性评价要求。提出煤巷掘支锚运分区并行协同快速掘进新模式,研制出钻锚一体化快速掘进成套装备。对试验矿井陕西陕煤曹家滩煤矿回采巷道掘进过程中围岩位移和稳定性进行了监测,在时间上,巷道掘出2～3 h后80%以上的围岩位移已经发生;在空间上,距离掘进工作面相当于2倍巷道宽度的位置,90%以上的围岩位移已经完成。快速掘进引起的...     

单轨吊钻锚一体机双三角伸缩钻臂的设计

针对中大型巷道钻爆法岩巷掘进,创新性地在巷道第二水平设计了一种单轨吊钻锚一体机凿岩锚护设备,在此单轨吊钻锚一体机上设计了一种双三角伸缩钻臂,比常用台车钻臂多1个自由度,能够使该钻臂在工作面和巷道全断面360°凿岩打孔锚固支护作业,采用双三角钻臂结构,增加了钻臂的稳定性与定位准确性,并对该钻臂的8种共计11个液压执行元件进行了设计计算与选型。     

下霍煤矿1306回风顺槽掘锚护一体化技术应用

为提高巷道掘进效率,缓解采掘接续紧张局面,通过对EBZ-160型综掘机进行优化改造,实现了机载锚杆钻机、临时支护装置与掘进机的有机结合,并基于下霍煤矿1306回风顺槽工程地质条件,设计了巷道支护方案,确定了掘锚护一体化综掘技术工艺.现场应用结果表明,采用上述工艺后下霍煤矿1306回风顺槽掘进效率明显提高,工人劳动强度与安全生产环境明显改善.     

深部煤巷掘锚一体化支护优化及安全保障技术

为提高掘锚护一体机组在深部复杂条件的适用性，以丁集矿1242(3)试验巷道为研究背景，提出取消锚杆、锚索组合构件思路以解决钻机对孔困难难题，进一步提升掘支效率，并提出了掘锚机组条件下的巷道围岩“护表刚化-锚固强化-应力优化”一体化协同控制技术措施。巷道顶板采用钢筋网护表内衬10#菱形金属网，走向线性锚索束安全保障支护技术，煤柱帮采用关键部位补强、注浆加固等方案，并进行了数值模拟验证。现场应用结果表明，巷道平均圆班进尺由原来的6排增加至8排，显著提升了巷道掘支效率，减人增效效果显著，实现了丁集煤矿掘锚一体机组条件下的深井煤巷掘支优化及安全有效支护。