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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
救援车载钻机同步自平衡式给进系统设计与应用
  • 作者

    邹祖杰田宏亮刘庆修常江华刘祺朱国栋

  • 单位

    煤炭科学研究总院中煤科工西安研究院(集团)有限公司

  • 摘要
    车载钻机是矿山事故地面钻孔救援的核心装备,在国内外历次成功救援中发挥了重要作用,给进系统是车载钻机的主要执行机构,使用过程中暴露出长工作行程制约整机通过性、定位轮系维护困难、双油缸运动同步性不强、动力头偏载引起导轨磨损、液压表显示起拔力延时等问题。研制的ZMK5550TZJF50/120型救援车载钻机采用基于油缸—钢丝绳倍速传动机构的伸缩桅杆式结构,实现了长工作行程和短运输尺寸;设计快换式轮系、钢丝绳防扭转张紧系统,解决一二级给进机身的辅助定位系统安全保护和维护困难的难题;采用给进系统油路同步补偿和先导控制技术,解决给进装置双油缸同步的难题;研发抽屉式调平体和测力销轴结构,实现动力头钻进过程中自平衡式调节及起拔力监测。经过静态、模态分析、应变测试和现场工业性应用,给进系统最大起拔力达1 205 kN,能够有效处理大直径救援井施工过程中卡钻、埋钻等孔内事故,配合动力头、钻杆加卸系统,具有快速起下钻具功能,可大幅度提高倒杆效率,单根起下钻效率小于3 min/根。研究结果表明:救援车载钻机伸缩桅杆式给进装置运输尺寸短,钻机机动性强,道路通过性好;现场试验中处理了多次孔内卡钻、埋钻事故隐患,稳定和可靠性较高、可维护性好、起拔力监测准确、倒杆效率高,可以满足600 m深度救援井施工需求。给进装置轻量化,以及执行系统、传动系统、动力系统之间的响应匹配优化研究是今后的重点方向。
  • 关键词

    地面钻孔救援车载钻机给进系统双油缸同步调平体自平衡

  • 基金项目(Foundation)
    国家重点研发计划课题(2018YFC0808203);
  • 文章目录
    1 大能力伸缩桅杆式给进装置
    1.1 给进装置结构及工作原理
    1.2 二级给进快换式轮系
    1.3 钢丝绳张紧系统
    2 双给进油缸同步系统
    3 自平衡式调节及起拔力监测机构
    4 给进装置力学分析及测试
    4.1 静态结构分析
    4.2 预应力模态分析
    4.3 给进装置应变测试
    4.4 给进系统起拔力测试
    5 试验应用
    6 结论
  • 引用格式
    邹祖杰,田宏亮,刘庆修,常江华,刘祺,朱国栋.救援车载钻机同步自平衡式给进系统设计与应用[J].煤田地质与勘探,2022,50(11):76-84.
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