关于ZYJ-390/190增强型架柱式液压回转钻机相关部件的改造与革新

高建宏

华晋焦煤有限责任公司沙曲一矿

关于ZYJ-390/190增强型架柱式液压回转钻机相关部件的改造与革新

高建宏

华晋焦煤有限责任公司沙曲一矿

煤矿井下条件千差万别，工作环境差别极大：如温度、风速等，另外液压钻机需要经常搬动，受到井下搬运条件、巷道大小的限制，因此油箱的设计要求在满足使用的情况下尽可能减小容积；设计中要充分考虑采用冷却器对油液进行冷却，并进行热平衡计算，满足油箱的功能要求。

煤矿工程；钻机油液；要点

近几年来，探水探瓦斯孔、释放地压孔及地质勘探孔作业量明显增加。煤矿井下环境复杂，条件艰苦，钻探作业面空间狭小，煤矿迫切需要一种适应性广，搬运方便的钻机，来提高钻探作业效率，减轻工人劳动强度。根据煤矿井下液压钻机的工作环境和使用要求，结合ZYJ-680/200座架式液压回转钻机的使用情况，对各种冷却器进行了分析比较；阐述了新型冷却器和油箱的设计过程，并通过试验和验算证明设计是成功的。

一、项目概况

近几年由于煤矿井下透水事故频发，引起国家对煤矿井下防治水工作的重视，我矿多次对防治水工作展开研讨会议，经过多次研讨，决定购置此方面的探放水钻机。于2013年3月份在石家庄开目机械有限公司购置了一台ZYJ-390/190增强型架柱式液压回转钻机作为试验。在使用过程中，由于钻机的部分设计与井下现场条件不相符，给井下现场的搬运和实际生产带来不便。通常，该矿采用普通坑道液压钻机施工，每施工 1 个钻孔需要移动钻机，并重新对钻机支点柱，且钻孔布置均匀难度较大；钻机操作人员在掘进头正前，在上山地区施工钻孔存在掉碴压埋钻机及人员风险。

针对以上原因，我队结合井下实际条件和本队的现有条件，针对性地对钻机的部分部件做了改造和革新。

二、项目研究的主要内容

1、钻机油箱冷却系统升级改造(小改造)

2、钻机油箱底部加工放油孔(小改造)

3、钻机泵站加设行走装置(小革新)

三、解决的关键问题及创新点

1、钻机油箱冷却系统升级改造：

新购置的钻机冷却系统不能使长时运转的钻机及时冷却，油温升高，导致钻机在短期运转期间，油管接头处、立柱、跑道、操作台的密封损坏，造成生产率低下。

针对此情况，我们在钻机原有基础上进行了两次改造：①把油箱内的冷却水管做长，可使油箱内的液压油能过多地接触冷却水管；②把原来打钻水冷却的循环水断开，重新再增加一趟冷却水直接用于冷却双联齿轮泵。

2、钻机油箱底部加工放油孔：

钻机使用说明书中第五篇：钻机的维护与保养包括小修，中修，大修明确指出均需更换液压油，新购置的钻机油箱底部没有放油嘴，每次在清洗油箱时用时长又对油箱清洗不干净。

针对此情况，我们在钻机油箱底部加工放油孔，这样在清洗油箱时可以把油箱内的污油直接放出，并能充分清理油箱底部。

3、钻机泵站加设行走装置：

新购置的钻机泵站按其技术指导进行运输时，把泵站解体运输，这样一方面经常解体对泵站使用年限缩短，另一方面此部件在安装、拆卸时费时费力。

针对此情况，我们在搬运时，力求泵站完整，在泵站上加工了一对可自由组装、拆卸的行走装置。

四、经济社会效益分析

1、冷却系统整改合适后，就使得钻机不受油温高影响，可以长时间在井下进行正常的生产，原钻机密封圈每隔一个小班就得更换部分油管密封，改进后每间隔几天更换个别油管密封，节约钻机液压油，同时提高了生产效率。

2、钻机油箱底部加工了放油孔后，方便钻机油箱的油液更换和油箱的清洗，大大提高了此环节的劳动效率。

原钻机液压油每隔半月就得清洗一次，改装后两月清洗一次，这样两月可减少3次油箱清理，油箱额定容积为150L，一升液压油价格6元，更换一次液压油所需900元，这样两月每台钻机就在此项节约资金2700元，一年一台钻机就能节省此项资金16200元，我矿现有5台这类钻机，一年就能节省资金81000元。

3、经过钻机泵站加设行走装置的革新后，在搬家过程中，节约了搬家所需时间，由原来的人力搬运革新为轮胎运输，并避免了繁琐的分解泵站环节，缩减了劳动力，减少了磕碰事故。

4、由于架柱具备全方位调节功能，亦可完成巷道全锚护时在顶板、底板和侧帮上的钻孔施工作业。该钻机以立柱为中心轴，任何方向施工所有反作用力均作用在立柱上，稳定性强，不像普通采用点柱支撑的钻机，当钻机反作用力较大时导致钻机左右摆动不稳定，影响角度准确性。

5、该钻机更加准确的将钻孔控制到巷道轮廓线范围及有效层位，实现了钻孔均匀布孔，消除了消突空白带，提高了石门揭煤的安全性。同时，也解决了普通钻机每施工一个钻孔均需要移动钻机调整角度并重新支点柱，费时费力、钻孔布置不均匀的困难；实现了远程操作。

列举一类，钻机泵站革新前、后同样运输1000米，每班按8小时工时计算，搬家时安排6人，革新前钻机泵站拆卸需2小时，6人4小时可搬运1000米，安装钻机泵站需2小时。革新后，钻机泵站加设行走装置后6人搬运1000米只需2小时，每工一天按200元计算，此项可节约资金900元，一年每台钻机按6000米搬运，可节省资金5400元，我矿现有5台这类钻机，一年就能节省资金27000元。

五、应用效果及推广前景

以上改造革新经过井下3年多的试验，使用效果良好，给生产带来很多便利，同时创造了可观的收益，极大地提高了劳动生产率，以上改造均已被钻机生产厂家所采纳。

此钻机改造革新后，首先运输方面，其次钻机的稳定性也得到改善，从而提高了劳动效率。

值得此类钻机的生产厂家借鉴。

结束语

该新型散热器和油箱通过用户使用，证明该套散热系统性能良好，且用水量小、无需减压，深受用户好评。目前该系统已应用于公司各类产品中，为公司和客户取得了很好的经济效益。经过一年多的市场验证，该钻机结构设计合理，钻孔范围广，整机拆解移动方便，满足了矿方的需求；该钻机钻孔效率高，工作稳定可靠，证明设计计算是正确的。

[1] 陈艳玺. 煤矿井下液压钻机油箱和冷却器设计[J]. 煤矿机械，2013，05：22-23.

[2] 左岗永. 某型煤矿钻机卧式动力源开式油箱的设计[J]. 机床与液压，2015，02：90-92.