关于气动与液压锚杆钻机的特性分析与现场应用选择VIP

关于气动与液压锚杆钻机的特性分关于气动与液压锚杆钻机的特性分 析与现场应用选择析与现场应用选择 本文通过对气动与液压锚杆钻机的特性分析 理论数据对 比 工况分析对比及实践数据对 为煤矿巷道支护锚杆钻机机 具现场应用选择提供了依据 气动与液压锚杆钻机杆钻机作为巷道支护的两种主要钻孔 机具 锚杆钻机的正确合理选择 关系到巷道支护效率的有效 提高 是煤矿巷道掘进速度提高的关键 锚杆钻机特性锚杆钻机特性 1 1 气动锚杆钻机 使用压缩空气作为动力 重量轻 转速 推进速度随负载 变化而变化 易于管理 维护维修方便 但是功率不大 能量 转化效率低 以目前最常用的型号 mqt 130 3 0 看 参数为 3kw 耗气量为 4m3 min 由于使用压缩性很强的空气作为动力 使得气动锚杆钻机 的转速转矩特性很软 转速从 0 700r min 转矩从 200 0n m 试验数据如下 压力 mpa0 5 转速 r min 0100150200240280330380430470520620690 转矩 n m239 21117013712210686605848382919 一级缸筒二级缸筒三级缸筒 气压 0 5mpa 支腿推力 9 1kn7 5 kn5 6 kn 1 2 液压锚杆钻机 液压锚杆钻机以不可压缩的高压油为动力 体积小 功率 大 能量转化效率高 但重量大 维护维修要求高 由于液压 油是不可压缩的液体 使得液压锚杆钻机的转速转矩特性较硬 以市场上最常用的型号 myt 120 320 为例 试验数据如下 压力 mpa7 11 51415 516 517181919 52021 转速 r min 4544414304234174134083993962000 转矩 n m0 5080100110120130140150160170 一级缸筒二级缸筒 压力 3 mpa3 mpa 支腿推力 13 kn7 kn 锚杆钻机钻锚杆孔时的影响因素锚杆钻机钻锚杆孔时的影响因素 设备因素 马达输出转矩 转速 支腿推力 地质条件 岩石硬度 抱钻特性 钻孔深度 目前锚杆孔多用直径为 27mm 的两翼式旋转钻头 常用 钻杆为 b19mm 和 b22mm 的六方钻杆 以长 1 5m 的 b22mm 六 方钻杆为例 其能承受的轴向失稳推力不超过 15kn 锚杆钻机钻孔时 只有达到转矩 转速 推力三者合理匹 配时 方能得到最高的钻进效率 一般转速低于 200r min 时 钻孔效率明显降低 工况分析工况分析 在软岩 一般岩石硬度小于 f6 钻进中 钻进阻力不大 推进力也不需要很大 这时气动锚杆钻机发挥了气体弹性大的 优势 在提供足够的转矩和支腿推力下 可以实现较高的转速 及较快的推进速度 钻孔效率高 并且回落时 支腿中的压缩 空气直接排到大气中 可以实现支腿的快速回落 5s 使整 个钻孔过程速度快 液压锚杆钻机则不然 由于使用不可压缩 的高压油为动力介质 并且一般为定量系统 只要负载转矩不 超过锚杆钻机供油的设定压力 马达就会以一个恒定的转速旋 转 支腿也只能以供油量按照恒定的速度推进 11s 和回落 14s 这时液压锚杆钻机没有任何速度上的优势 在硬岩 一般岩石硬度大于 f8 钻进中 由于气动锚杆钻 机的支腿推力小 钻头的吃刀量会很小 这时钻机的转矩负载 会很小 马达会高速旋转 大量消耗压缩空气 这时不但钻进 速度慢 而且对钻头的磨损严重 极易消耗钻头 有经验的操 作者此时会把供给马达的风量减少 以便更多的风量提供到支 腿中 提高支腿内的气压 进而提高支腿推力 否则大量的压 缩空气就会通过马达损失掉 致使供风压力降低 导致支腿的 推力更不足 液压锚杆钻机则不然 由于液压锚杆钻机的推 进力较大 此时 钻头的吃刀量会比气动锚杆钻机好得多 在 加上液压锚杆钻机恒定的转速特性 此时钻进速度要比气动锚 杆钻机快得多 当然前提条件是钻进阻力没有超过液压锚杆钻 机的设定值 对于有抱钻倾向的地址条件 一般岩石或煤层会很软 此 时不需要多大的推进力 而需要高转速 高转矩的钻机 并且 宜使用麻花钻 因为高速旋转的麻花钻可以将向内塌陷的孔壁 刮削掉 并快速排屑 避免孔壁向内塌陷抱钻 钻孔越深时 由于钻杆直线度低 钻屑不易排出 造成钻 杆与孔壁的摩擦力增大 致使转矩负载增大 要求锚杆钻机要 有足够的转矩 从动力供给分析 一般有现成的压风系统时 宜选用气动 锚杆钻机 否则宜选用液压锚杆钻机 当然 也可用移动空压 力配气动锚杆钻机 不过由于井下空气质量不好以及空压力散 热问题 容易导致空压机故障 维修不便 成本高 实践试验数据实践试验数据 试验过程使用的气动锚杆钻机型号为 mqt 130 3 0 试验 过程使用的液压锚杆钻机型号为 myt 120 320 气动锚杆机液压锚杆机气动锚杆机液压锚杆机气动锚杆机液压锚杆机 试验地点煤矿井下现场煤矿井下现场煤矿井下现场 岩石硬度 f3 f4f6 f7f10 f11 钻头 28 普通金刚石两翼钻头 28 加强金刚石两翼钻头 28 高强金刚石两翼钻头 钻杆类型19 方钻杆 钻孔深度 800mm8000mm500mm 钻孔时间 20s70s13min9min45s12min30s1min14s 钻孔速度 2400mm min686 mm min615 mm min820 mm min40 mm min405 mm min 通过气动锚杆钻机和液压锚杆钻机试验台检测数据与煤矿 井下现场试验和工厂试验数据 可以得出同扭矩气动锚杆钻机 与液压锚杆钻机在同地质条件下 岩石硬度 f 6 时 气动锚杆 钻机优势明显 在岩石硬度 f3 时 气动锚杆钻机