大扭矩卸压钻机钻杆换接机械手的设计

张禄洲 程舒燕 罗江南

（1.山东东山古城煤矿有限公司，山东 济宁 272100；2.中国矿业大学机电学院，江苏 徐州 221116）

生产实践表明，随着采深的增加，冲击地压等动力灾害发生的频率和强度均显著增加，严重制约着深部煤炭资源的安全高效开采。防治措施主要有煤层钻孔卸压、煤层爆破卸压、煤层注水、顶板爆破预裂、顶板水力致裂、底板钻孔或爆破卸压、弱化断层煤柱等，而煤层大直径钻孔以其低扰动、快捷、方便等优点已成为我国绝大多数冲击地压矿井采用的常规防冲手段。为了解决山东古城煤矿的冲击地压问题，山东古城煤矿和中国矿业大学联合研制了一种可以远距离遥控的大扭矩自动化卸压钻机，该钻机钻杆的拆卸和安装是自动化钻进的重要环节。目前，井下钻孔设备更换钻杆主要依靠工人或者单轨吊方式来换钻，换钻效率低，工人劳动强度大。基于上述问题，本文设计了一种控制简单、工作可靠的钻杆换接机械手。

1 钻机结构和主要技术参数

大扭矩卸压钻机由监控系统、移动泵站、主机、机械手、钻杆库组成，各部分动作由监控系统完成。主机、机械手、钻杆库、移动泵站采用刚性连接一起移动，所有动力均采用移动泵站的液压力，操作台和PLC 控制箱设置在100 m 以外的非工作区。钻机可以通过远距离遥控，控制机械手自动换接钻杆，并进行远程监控，远离钻场，安全高效完成钻孔任务。

钻机主要技术参数如下：

钻头直径 245 mm

钻杆直径 240 mm

钻杆长……