[00148778]矿山钻探运智能一体化单轨吊成套设备的研发

1.课题来源与背景 国家能源局关于印发2016年能源工作指导意见的通知 智慧矿山、国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见 国办发〔2013〕99号 大力推进煤矿“四化”建设。安徽省人民政府关于促进经济持续健康较快发展的意见（皖政[2016]1号）。淮北市人民政府贯彻省人民政府《关于促进经济持续健康较快发展的意见》的实施意见 淮政【2016】12号鼓励和支持企业智能制造、技术创新、研发及机械化升级改造。 安徽省皖矿机电装备有限公司与安徽省煤炭科学研究院共同研发的矿山钻探运智能一体化单轨吊成套设备,该设备主要用于矿山施工,实现矿山巷道施工过程中的钻探、锚杆眼、炮眼一次完成及运输一体机。减人、提效、超前预测预探,新型机器手自动化施工设备。该项设备技术填补了国内空白,摆脱了依靠此类设备进口的历史,设备性价比均优先于国外同类产品,推动了我国煤矿掘进施工中现代化设备运用的进程。 2.技术原理及性能指标 在原有风动单轨吊设备的基础上增加钻机一体化,钻机扭矩大,钻进速度快,炮眼及锚杆眼一分钟可打一个眼,程控连续作业。当需要运输材料、设备时,把钻机输送到另一侧轨道处,不影响运输。钻探工作平台在上部可移动或上部停放,不钻探作业时不影响运输。需打地质钻孔时,利用控制系统把钻机自动伸到钻孔位置,钻探角度180度内任意角可控,钻机平台采用悬臂三角定位自动系统,实现多方位、多角度定点钻孔,远程操作。角度采用液压刻度控制,钻深80-150米,钻杆（采用外平钻杆）42mm,50mm,63.5mm,70mm可调。接头采用平扣方式,配备钻头75、94、113、133、153mm可调,终孔孔径75mm。钻头采用胎体式PDC钻头（f=1—10）,通用型。该设备实现自动操控化,掘进迎头无人化。在井下围岩应力复杂变化的环境下,其运输能力不受空间变形而受影响,最大运输能力10吨,最大爬坡能力20度。实现掘进工作面作业顶板锚杆无人打眼,无电源、无防尘,可实现液压驱动及压风驱动。无电火花产生,彻底杜绝电气失爆引起的瓦斯爆炸问题。解决掘进过程中遇见断层不能及时钻探、不能及时进行探放水等工序。研发该设备将实现掘进工作面时时进行有疑必探、先探后掘的安全模式指导安全生产。主要性能指标如下： 轨型：I140E 工作压力（Mpa）：0.4-0.6 最大运行速度（m/s）：0.42 牵引力（kN）： 0.4 Mpa 20 0.5 Mpa 22 0.6 Mpa 25 起吊最大重量（t）：12 爬坡能力（°）：20 控制方式：气动控制 整备质量（Kg）：400 外形尺寸（长×宽×高）（mm）：5000×700×790 主机长1200 通过能力半径（m）： 水平 4 垂直 8 行走马达： 型号 AMC3.5 共2台 功率（kW） 3.5 耗气量（L/min） 2.5X2 气动葫芦： 型号 QDH3 共2台 功率（kW） 3.5 耗气量（L/min） 3.0X2 钻机测试： 钻深 ＞50米 扭矩 ＞3200Nm 3.技术的创造性与先进性 该项目设备实现自动操控化,掘进迎头无人化。在井下围岩应力复杂变化的环境下,其运输能力不受空间变形而受影响,最大运输能力10吨,最大爬坡能力20度。实现掘进工作面作业顶板锚杆无人打眼,无电源、无防尘,可实现液压驱动及压风驱动。无电火花产生,彻底杜绝电气失爆引起的瓦斯爆炸问题。该项目样机经国家安全生产常州矿用通讯监控产品检测检验中心检验,符合《煤矿安全规程》、企业标准《Q/KR0002-2013 DQD10/20气动单轨吊技术条件》 执行等国家及行业标准中的相关技术与性能要求,并取得了矿用产品安标证书。 4.技术的成熟程度,适用范围和安全性 经过两年的努力研究,共投入资金450多万元,通过多次的方案论证和反复的设计修改,进行了长达半年多的井下性能稳定实验,现项目研究已经到达产品化的阶段,具有完整的设计说明书、结构设计图、气动原理图、加工图纸以及性能检测报告等技术文件和成熟的样机,按此技术文件可以生产出满足需要的矿山智能钻探运智能一体化单轨吊成套设备,样机于 2018年3月份在城郊矿井下进行了工业性试验,同时进行了试用,结论是完全符合设计要求。 5.应用情况及存在的问题 该产品更先进,更经济、更实用、使用寿命更长、安全更可靠、适用范围更广泛。设备投入使用后,取代了传统的人工打眼操作,大幅提升施工效率,降低了职工劳动强度,能够有效地保障现场作业安全。量产后新增销售收入8000万元、新增利税1100万元。 技术上还有待进一步的改进和完善,尤其是钻机平台底座、打钻的角度、稳定支撑等方面还有待于进一步优化。