目前我国煤矿所使用的气动机械主要是风镐,气腿式凿岩机等简单的工具设备,矿山气动系统的污染问题还尚未被重视。近年来随着国内外煤矿锚杆支护的推广,已使得气动锚杆钻机得到快速的发展。气动锚杆钻机和电动、液压锚杆钻机相比,具有系统、设备简单, 机器重量轻、作业速度快、安全性好等优点, 在世界各国获得了优先的发展,近几年煤矿已大量引进使用。但个别的产品时常会出现可靠性低等问题,根据调查显示,锚杆钻机的过早损坏是由于污染磨损造成的。80%以上的故障都是由供气系统中的污染物造成。因此,重视气动锚杆钻机供气系统的污染控制问题,已成为提高钻机可靠性的关键所在。
矿山气动系统的主要污染物是固体颗粒和水。而且固体污染物的主要成分是管道的铁锈。固体颗粒污染物在气动系统中的危害和在液压系统中的危害是相似的。主要表现在:堵塞供气阀孔、机器内部的过滤器、排气消声器等, 造成机器的立即失效;造成机器运动副的急剧磨损;严重损坏轴承。
矿山气动系统中的自由水会对任何机器产生严重的危害。针对锚杆钻机, 其危害表现在以下几方面:冲刷掉气动马达及减速箱内的润滑剂, 使高速旋转的齿轮、轴承等元件失去润滑;多数矿山的凝结水含有腐蚀性, 致使机器零件的腐蚀;加剧供气管道的锈蚀, 增加固体污染物的含量;与固体污染物混合, 积存在马达及减速箱的气流背流侧, 即轴承附近, 阻止供气中油雾对轴承的润滑;进入排气消声器时, 由于排气吸热而结冰, 堵塞排气微孔, 使机器无法运行;在冬季, 当锚杆钻机升井维修时, 机器内的积水会结冰, 可能冻裂玻璃钢气缸, 损坏密封及其他元件。
使用矿山气动系统净化器可有效的减少污染物对钻机的危害。安装压缩空气冷冻干燥机,可有效的去除压缩空气中的水分;安装精度为5um的过滤器;从井下环境的限制和所需投资和维护这两方面来考虑,压缩空气干燥装置只能安装在地面,输送到井下后会析出自由水;而过滤器经常会堵塞需要频繁更换滤芯。为克服以上缺点,应使用锚杆钻机专用的井下供气系统净化器。
其工作原理为:当压缩空气从进气口通过进气管进入净化器后, 在多级螺旋叶轮的导流下沿筒壁旋转。压缩空气旋转产生的离心力可分离出所含的固体污染物和游离水, 干燥洁净的压缩空气旋流筒中心导出通过出气管直接联接锚杆钻机。而污染物则存在储污筒中, 一个工作班结束后打开排污阀, 排出污染物,并由压缩气将净化器冲洗干净。