针对煤矿坑道钻机人工加卸钻杆安全性差、劳动强度大等现状,分析了煤矿坑道钻机自动加卸钻杆系统发展中的问题,开发了基于防爆PLC控制的自动加卸钻杆装置。该装置采用转轮式结构,利用机械手从转轮式杆仓中抓取钻杆,整个操作过程由手持式遥控器完成。该装置安装在钻机给进机身上,可以随机身进行变幅调角。测试结果表明,该装置具有适合各种倾角方位的钻孔、巷道适应性强、操作方便快捷、安全性高等特点,为煤矿坑道钻机的自动化升级提供了有效的技术支撑。

针对煤矿井下钻机以液压传动、功能实现为主的不足，结合未来钻孔施工“机械化换人，自动化减人”的需求，提出了采用整体式履带布局的自动化井下坑道钻机的设计思路，制定了钻机总体结构与方案，研制了主动钻杆式无卡盘回转器、夹持卸扣装置、自动调角和可控钻进的给进装置、自动加杆装置等关键执行机构，开发了参数监测系统和多功能电液控制系统。在地面进行了实钻试验，单根钻杆从自动加杆到钻进完成耗时约55 s，单根钻杆自动卸杆耗时约50 s，验证了钻机的技术性能，试验结果表明：自动化钻机性能可靠、功能完善、自动化程度高、