摘要：針對井下實際需求，設(shè)計了一種掘進(jìn)機(jī)機(jī)載液壓泵站。文中詳細(xì)介紹了該機(jī)載液壓泵站的技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)組成以及應(yīng)用情況，該泵站可以方便地為掘進(jìn)工作面錨桿鉆機(jī)、探水鉆機(jī)、臨時支護(hù)等移動設(shè)備提供液壓動力，同時具有體積小、成本低、移動方便、操作簡單、可靠性高等特點，應(yīng)用效果良好。
引言
隨著綜掘工作面機(jī)械化程度的不斷提高，生產(chǎn)能力和掘進(jìn)速度快速提升，但是安全生產(chǎn)仍然是重中之重。確保掘進(jìn)工作面的安全生產(chǎn)主要包括兩個方面，超前探測和安全支護(hù)。目前，煤礦巷道掘進(jìn)過程中必須遵守“有掘必探、先探后掘”的安全操作規(guī)程，在巷道掘進(jìn)之前，一般都要利用防突鉆機(jī)對已經(jīng)完成的綜掘工作面迎頭、側(cè)幫進(jìn)行一定范圍內(nèi)的鉆進(jìn)探測，實施超前鉆孔對瓦斯進(jìn)行探測、卸壓和釋放，以保證生產(chǎn)安全。掘進(jìn)機(jī)在完成一個循環(huán)的截割后，為避免空頂距引起頂板發(fā)生沉降離層、變形、甚至頂板塌陷引發(fā)事故，必須對頂板進(jìn)行穩(wěn)固支護(hù)后才可以進(jìn)行下一個掘進(jìn)循環(huán)。目前，國內(nèi)煤礦機(jī)掘巷道的掘錨工藝和作業(yè)支護(hù)規(guī)程中，通常是利用錨桿鉆機(jī)對巷道頂板、側(cè)幫進(jìn)行打設(shè)錨桿、錨索的方式進(jìn)行安全支護(hù)的。
不論是超前探測還是錨固支護(hù)，工作流程都是在掘進(jìn)機(jī)停止工作時，工人把物探鉆機(jī)或錨桿鉆機(jī)移動到工作面，進(jìn)行鉆孔或支護(hù)作業(yè)。物探鉆機(jī)、錨桿鉆機(jī)等移動設(shè)備大多都是以高壓液壓油為動力工作的，如何提供可靠的液壓動力就成了井下面臨的一個問題。目前國內(nèi)的煤礦一般有兩種方式為這些移動設(shè)備提供液壓動力，一種是在巷道里放置一臺液壓泵站，通過液壓管路遠(yuǎn)距離把高壓油液輸送到工作面的移動設(shè)備上，這種供液方式存在輸送距離遠(yuǎn)的問題，隨著巷道的不斷掘進(jìn)，巷道里的液壓泵站離工作面就會越來越遠(yuǎn)，這就不得不經(jīng)常進(jìn)行人為地移動泵站，增加了工人的工作量；同時遠(yuǎn)距離的輸送高壓油，也存在安全隱患，如果中間的管路或接頭被擠壓損壞，很可能會對巷道內(nèi)的工人造成傷害。另一種方式是，利用掘進(jìn)機(jī)的液壓泵站進(jìn)行供液，這種方式能夠避免第一種供液方式存在的問題，但是由于這些設(shè)備是需要頻繁移動的，在完成鉆探或支護(hù)后就必須撤離工作面，這就必須斷開與掘進(jìn)機(jī)之間聯(lián)接的液壓管路，頻繁的聯(lián)通和斷開必然會造成污染物進(jìn)入液壓系統(tǒng)，對掘進(jìn)機(jī)的液壓系統(tǒng)造成影響；同時掘進(jìn)機(jī)的液壓泵站功率往往遠(yuǎn)大于這些移動設(shè)備需求的功率，而這些移動設(shè)備工作時掘進(jìn)機(jī)的泵站必須一直保持開啟，勢必造成能量的浪費，而且掘進(jìn)機(jī)泵站長時間連續(xù)工作，也不利于散熱。
因此，開發(fā)設(shè)計一種可以為物探鉆機(jī)、錨桿鉆機(jī)等移動設(shè)備提供安全、可靠液壓動力，能夠隨著巷道的延伸自動跟進(jìn)，同時和掘進(jìn)機(jī)的液壓系統(tǒng)又能保持相對獨立的動力源就顯得非常重要。
1設(shè)計原則和技術(shù)參數(shù)
掘進(jìn)機(jī)機(jī)載錨桿機(jī)泵站主要可用于煤礦井下鉆機(jī)、錨桿機(jī)等液壓設(shè)備，為其提供動力源。泵站電機(jī)的供電電壓與井下常規(guī)設(shè)備一致為660/1140V，通過掘進(jìn)機(jī)的電控箱供電，可以實現(xiàn)與掘進(jìn)機(jī)供電之間的電氣互鎖，確保鉆孔或打錨桿時，掘進(jìn)機(jī)不能動作，確保人員安全；利用掘進(jìn)機(jī)操作箱上的按鈕控制泵站的啟動和停止，方便工人操作。根據(jù)目前井下使用的物探鉆機(jī)和錨桿鉆機(jī)的功率、壓力和流量的需求，泵站功率設(shè)計為15kW，額定工作壓力≤16MPa，額定工作流量≤35L/min，油箱容積為130L，泵站出口配備溢流閥，可以根據(jù)實際需求對輸出壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)；做為一個獨立的泵站還要考慮它的過濾、冷卻等問題，經(jīng)過計算選取過濾器和冷卻器等輔件的參數(shù)為：吸油過濾器精度180μ，回油過濾器精度20μ，水冷卻器的冷卻功率器2kW；另外，此設(shè)備的還要滿足外形尺寸緊湊、移動方便、可靠性高等實際需求。
2結(jié)構(gòu)組成和工作原理
機(jī)載錨桿機(jī)泵站主要由電動機(jī)、齒輪泵、油箱、溢流閥、壓力表、吸油過濾器和回油過濾器、冷卻器、空氣濾清器以及框架護(hù)板等部件組成，見圖1所示。
泵站通過電動機(jī)驅(qū)動齒輪泵轉(zhuǎn)動，將電能轉(zhuǎn)換成液壓能（壓力油），電動機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)帶動油泵工作，油泵經(jīng)過吸油過濾器從油箱吸油并輸送壓力油，通過KJ16快插接口與錨桿機(jī)或鉆機(jī)等的進(jìn)油口連接，為其提供壓力油，錨桿機(jī)或鉆機(jī)等的回油通過KJ19接口與泵站連接，經(jīng)回油過濾器回到油箱。油箱內(nèi)灌裝68#抗磨液壓油至游標(biāo)指定位置（75L～120L）。此外，水路系統(tǒng)通過板翹式冷卻器對液壓油冷卻降溫。
3主要特點及應(yīng)用情況
該掘進(jìn)機(jī)機(jī)載液壓泵站的壓力和流量可以滿足目前井下的大部分物探鉆機(jī)、錨桿鉆機(jī)的需求，具有很好的通用性；該泵站可以固定在掘進(jìn)機(jī)上，一起移動，避免了高壓油液的遠(yuǎn)距離傳輸，安全性好；與掘進(jìn)機(jī)的液壓系統(tǒng)相互獨立，避免了對掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的污染，避免了經(jīng)常斷開、連接容易造成掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)污染的問題，同時鉆機(jī)工作時，掘進(jìn)機(jī)泵站無需開啟，節(jié)省能源。此外，該機(jī)載液壓泵站還具有體積小，移動方便，可以與掘進(jìn)機(jī)實現(xiàn)電氣互鎖，安全可靠。
目前，該機(jī)載泵站已經(jīng)與掘進(jìn)機(jī)配套使用，推廣應(yīng)用20余臺，應(yīng)用情況良好，為用戶取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。
4結(jié)語
為了適應(yīng)煤礦掘進(jìn)工作面安全生產(chǎn)的需求，開發(fā)設(shè)計了掘進(jìn)機(jī)機(jī)載液壓泵站，該泵站可以為掘進(jìn)機(jī)工作面物探鉆機(jī)、錨桿鉆機(jī)等設(shè)備提供安全可靠的液壓動力。具有通用性好、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便等特點。經(jīng)過井下工作面的實際使用，該設(shè)備取得了很好的應(yīng)用效果，具有廣闊的市場前景。
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