巷道掘进工作面临时支护是煤矿巷道掘进过程中的关键工序。目前王坡煤矿引进的CMM2-15液压锚杆钻车支护系统只具备顶板主动防护功能,缺少对掘进面迎头的主动防护,有明显的防护短板。为了避免出现迎头片帮煤岩砸坏钻车翻板事故,消除设备与人员面临的安全隐患,本文研制了一套CMM2-15液压锚杆钻车迎头支护系统,以实现综掘面顶板与迎头的全封闭主动防护,降低工人劳动强度,提高巷道掘进效率。

为解决现有的液压锚杆钻车改造导致成本和质量增加的问题,提出了钻车钻架结构优化设计。基于ANSYS Workbench对钻架结构进行优化设计,根据优化设计结构进行有限元分析。结合有限元仿真分析结果验证优化钻车钻架优化前后的力学性能及疲劳寿命,最终得出本次优化可行。

针对矿用液压锚杆支架在使用过程中出现的结构变形、局部开裂等失效现象,以CMM2-15型锚杆钻车为分析对象,采用有限元分析方法,开展了支撑架的结构性能研究,得出其尾端左右纵梁及前端纵梁和腹板为整个结构的薄弱部位,存在率先出现结构失效可能性。由此,从结构尺寸、结构组成及材料等方面,开展了支撑架的优化改进,经验证,改进后的支撑架具有更高的结构强度,更能满足设备在巷道施工中的作业需求。

介绍了CMM2-25型矿用液压锚杆钻车的技术参数及性能,通过在煤矿巷道中的应用实例分析,超前临时支护机构实现了对支护作业中空顶的及时支护,提高了支护质量,安全工作得到保障。另外,支护时间节省了17%,日进尺提高了40%,显著提高了工作效率。不仅降低了工人的劳动强度,减少了噪音的污染,而且为工人创造了良好的作业环境。

华阳新材料科技集团有限公司一矿掘三队对CMM2-27型液压锚杆钻车性能进行了现场应用试验,取得了较好的效果。对CMM 2-27型液压锚杆钻车及其在一矿的应用做出了详尽的分析,肯定了CMM 2-27型锚杆液压锚杆钻车的优势并提出了改进建议,为今后该钻车在煤矿的推广和应用提供了理论依据和实践经验。

为解决煤巷机械化程度低、施工锚索效率不高的难题,必须通过机械化提升施工效率,因此,在阳煤一矿8305回风巷推广应用了石家庄天地煤机CMM2-27型液压锚杆钻车。经实践表明:新型液压锚杆钻车的应用实现了机械化临时支护,安全性有较大提升,实现了机械化钻眼,循环支护用时掘进效率提升10%,提升了施工质量。

为解决大断面施工锚索难题,通过机械化提升掘进效率。通过在阳煤一矿四区东辅助回风巷配套使用了CMM1-36Y型液压锚杆钻车,实现了机械化施工钻眼、安装锚索、快速张紧的全套化作业,施工效率明显提升,改善了现场的安全工作环境,极大地降低了员工的劳动强度,为相同巷道施工提供了可靠的掘进装备。

以西铭矿西部下组煤总回风巷(二期)掘进工作面为工程背景,首次将CMM2-15型液压锚杆钻车应用于矿井掘进工作面中,通过现场试验与原支护工艺对比,CMM2-15型液压锚杆钻车能够在很大程度上提高掘进工作效率、降低工人劳动强度,从而保证矿井的安全生产和采掘衔接部署,可推广应用到矿井其他掘进工作面作业中。

为解决官地矿掘进支护效率低和采掘衔接紧张的被动局面,引进滑移式临时支护装置、液压锚杆钻车和掘进机协同配套使用,形成一套安全高效的快速掘进作业线。现场使用效果表明,有效提高了掘进巷道支护效率和安全性,减轻了工人劳动强度,社会经济效益显著,实现了“增安、减人、提效”的智能化建设目标。

液压锚杆钻车作业时,需准确控制钻架钻头在工作空间中的朝向及其与巷道壁面之间的角度、距离等,对钻臂调整能力有极高要求。目前对液压锚杆钻车自动定位及自主路径规划的研究较少。针对上述问题,提出一种液压锚杆钻车钻臂路径规划方法。以CMM2−36型矿用液压锚杆钻车整机工作参数和钻臂结构为基础构建钻臂三维模型,在Matlab平台进行仿真模拟。采用连续路径规划方案,针对基于三次多项式插值法的钻臂关节角规划方法不能保证钻臂在始末位置的加速度为0的问题,采过五次多项式插值法对钻臂关节角进行规划。以巷道顶板为例,在顶板上设置32个钻孔定位点,设计了3种路径规划方案并进行对比分析,得出“工”字形路线距离最短,轨迹最合理。结合运动学理论构建D−H坐标系,对钻臂进行正逆运动学求解,采用蒙特卡罗法求解了液压锚杆钻车钻臂理论最...