CN101832102B

CN101832102B - 可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车

Info

Publication number: CN101832102B
Application number: CN 201010161397
Authority: CN
Inventors: 闫振东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2030-04-09
Also published as: CN101832102A

Abstract

本发明提供了可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车，主要包括履带行走部分、机体平台钻臂部分、液压钻机部分、临时支护装置、液压操作系统、泵站部分和主电动机；其特点是该钻车还包括升降平台、平台升降装置；在机体平台安装平台升降装置，平台升降装置之上连接升降平台，钻臂部分装于升降平台上部与下部，及升降平台的左、右两侧；将巷道支护分为上、下、左、右四个区域同时作业，双层分区施工，缩短了作业时间，提高了支护效率，特别是针对高瓦斯及复杂地质条件的矿井，可对工作面迎头进行顶压式临时支护，同时可进行瓦斯预测孔、瓦斯排放孔、地质探测孔的施工。

Description

可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车

技术领域

本发明涉及煤矿井下掘进设备，适用于大、中、小型煤矿，是连采、连掘、综掘施工各种巷道所需的顶帮锚杆锚索施工机械。

背景技术

目前，各类煤矿巷道掘进的主要方式为连采、连掘、综掘，支护方式均为锚杆、锚索、托梁、锚网组合支护，对于顶锚杆锚索施工均采用单体钻机或履带式可升降顶帮锚杆锚索施工钻机，如中国专利号为：200720102731.2公开的履带式可升降顶帮锚杆锚索施工钻机，有两个钻机装置，一个超前支护，履带式行走机构，超前支护；行走机构由液压马达驱动，在行走机构的机架上安装钻机平台；钻机平台的下方履带行走部分的前部装有一个推煤铲板；平台的最前端装有一个液压油缸式的超前支护，超前支护的一侧装有一台用于顶帮锚杆锚索的施工的液压钻机；顶帮锚杆锚索施工液压钻机采用双立柱，左右移动部分的滑道装在双立柱上，液压钻机向左或右旋转30度；用于帮锚杆锚索的施工的液压钻机装于钻机平台中部一侧，或偏左侧，或偏右侧，液压钻机向左或向右旋转90度，在钻机平台上设有前后布置的滑道，液压钻机的立柱坐落在滑道上，并由装在钻机平台上的油缸推动钻机整体前后移动。

对于帮锚杆锚索施工采用采用单体钻机(手持式风钻)，这种施工锚杆锚索施工方法存在以下问题：

1、巷道掘进断面小：掘进断面一般在15M²左右，巷道高度超过2米时，必须搭脚手架才能进行顶帮锚杆锚索施工。

2、非机械化作业，采用连采、连掘工艺的矿井顶锚杆锚索施工已基本实现了机械化，采用综掘工艺的矿井顶锚杆锚索施工，如果仍为单体钻机人工作业，打眼的推力来源于人的臂膀和手臂，职工劳动强度大。由于帮锚杆锚索施工主要依靠人力，帮锚杆锚索的施工质量不能从根本上得到保证。

3、施工速度慢，施工断面超过2米时搭建和拆除脚手架需要大量的时间。

4、效率低：由于打眼数量多，施工人员也多，造成作业效率低。

5、安全系数低：施工人员在高空交错作业，作业安全环境差。

对于顶帮锚杆锚索施工采用上述现有履带式可升降顶帮锚杆锚索施工钻机，这种施工锚杆锚索施工方法存在以下问题：

1、须两台履带式可升降顶帮锚杆锚索钻机成套使用，即使用的是装于钻机平台左、右一侧用于帮锚杆锚索的施工的液压钻机，不同规格的各一台履带式可升降顶帮锚杆锚索钻机，这两台设备中的液压钻机旋转方向不同的。在巷道掘进时两台设备需要前后依次排放在巷道的两侧进行施工。

2、进退机时间长，辅助工作量大。由于掘进施工时，需两台设备依次开进或退出掘进工作面，再加上电缆的拖移，时间长，辅助工作量大。

3、对复杂地质条件适应性差。遇断层、高瓦斯区、高含水区等复杂地质条件，该钻车不能完成瓦斯预测孔、瓦斯排放孔、地质探测孔、震动炮眼的施工。

4、顶帮锚杆锚索的施工达不到零滞后，对巷帮的控制不利。

5、顶帮锚杆锚索施工的工作量不匹配，顶钻的工作量大，帮钻的工作量小，影响支护时间，造成人员窝工。

6、施工人员在高空交错作业，作业安全环境较差。

7、用人多，两台设备需配备人员8个。

发明内容

本发明的目的就是解决上述煤矿井下掘进巷道顶帮锚杆锚索施工存在的问题，提供一种减小施工人员劳动强度，减少施工人员，提高掘进速度和作业效率，创造安全作业环境，并具有自行移动、可升降、双平台、顶帮锚杆锚索同时施工，同时具备临时支护功能、超高巷道支护等功能，采用全液压系统传动，防爆性能和安全性能好的可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车。

为了实现上述目的本发明的技术方案是：

可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车，包括履带行走部分、机体平台钻臂部分、液压钻机部分、临时支护装置、液压操作系统、泵站部分和主电动机；所述的液压钻机部分装于钻臂部分前端，临时支护固定安装在升降平台前端；所述的液压操作系统、泵站部分和主电动机装于机体平台上。其特征是该钻车还包括升降平台、平台升降装置；所述的机体平台装于履带行走部分之上，在机体平台安装平台升降装置，平台升降装置之上连接升降平台；所述的钻臂部分装于升降平台上部与下部的后侧，以及升降平台的左、右两侧；即在所述的升降平台上共装有四组钻臂部分和液压钻机部分。

所述的升降平台上还有两级伸缩板，分别为一级伸缩板和二级伸缩板。

所述的平台升降装置包括升降平台油缸与四连杆机构组成；所述的升降平台油缸共有两个，一个升降平台油缸装于升降平台前与机体平台上，另一个升降平台油缸装于升降平台后与机体平台上；所述的四连杆机构由连杆机座、上连杆、下连杆与中部连杆组成；连杆机座固定在机体平台上面，下连杆与上连杆及连杆机座铰接，上连杆与升降平台的下面铰接，中部连杆与上连杆及连杆机座铰接。

所述的液压钻机部分由液压钻机与回转机座组成；所述的回转机座包括机座、左右旋转油缸与左右旋转油缸的滑动连接板、上方旋转油缸与上方旋转油缸的连接板、钻机伸出油缸；所述的机座中插装着左右旋转油缸滑动连接板，机座与滑动连接板之间安装着钻机伸出油缸，所述的左右旋转油缸固定装在缸体滑动连接板上，左右旋转油缸的活塞连接在上方旋转油缸的连接板上，上方旋转油缸的缸体固定在上方旋转油缸连接板上，上方旋转油缸的活塞与液压钻机连接；左右旋转油缸与上方旋转油缸的轴线相互垂直。

本发明提供的可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车与现有履带式可升降顶帮锚杆锚索施工钻机技术相比，具有突出的实质性特点和显著有益效果是：

1、该钻车采用四连杆整体顶梁、平行移动、垂直升降、均衡分割等结构和工作原理，该车整体性能更加稳定，适应巷道高度大，范围更广，更为生产安全。

2、该钻车将巷道支护分为上、下、左、右四个作业区域，可同时作业，实现双层分区施工，大大缩短了作业时间，提高了支护效率。

3、该钻车的液压钻机旋转采用两台180°摆动油缸控制，可实现前后、左右180°旋转，比现有履带式可升降顶帮锚杆锚索施工钻机使用旋转齿轮控制钻机摆动，更加安全、灵活和可靠。

4、该钻车可以利用机械臂对工作面迎头进行顶压式临时支护，并可完成瓦斯预测孔、瓦斯排放孔、地质探测孔的机械化施工，有效地减少了辅助工作量、辅助工作时间和辅助工作人员。

5、该钻车采用单机四臂支护工艺，在一条巷道中只需配备一台设备，比现有履带式可升降顶帮锚杆锚索施工钻机可减少了一台设备，减少了支护过程中的进退机时间和检修过程中的检修工作量，降低了机电检修成本。

6、该钻车支护过程中定岗人员为4人，比现有履带式可升降顶帮锚杆锚索施工钻机的定岗人员8人减少了一半，达到减人增效，高产高效的目的。

7、顶、帮锚杆锚索可以同时施工，顶、帮锚杆锚索的施工时间可以达到零滞后，这一特点对软煤层掘进是非常有利的，可以有效地控制片帮，防止顶板事故的发生。

8、非常适用于综掘单巷掘进。在单巷掘进时该钻车可停放在巷道的任何一侧，原则是不影响综掘机割煤即可；在综掘机割煤后，该钻车可退至永久支护下对空顶进行支护。

9、该钻车的采用可改变现有连采、连掘双巷或三巷掘进工艺，由原来的连采机或大功率掘进机和锚杆机的场地对倒作业，改为交替进退机作业，减少了影响时间，提高了掘进速度。

10、安全系数高。由于该钻车有临时支护装置，能够在锚杆锚索支护前有效地支护顶板，既使在高冒区也可以控制顶板。

11、环保效果好。该钻车采用湿式打眼，可有效降低粉尘对职工的危害，同时远距离操作钻车，能够使职工避开打眼淋水，有效的改善职工作业环境，减少矽肺病和风湿病的发生，保护职工的身心健康。

总之，本发明提供的可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车提高了煤矿井下掘进技术水平，尤其是为实现大中小型煤矿连采、连掘、综掘的顶帮锚杆锚索施工机械化，提供了成套的技术装备，为大中小型煤矿实现安全生产创造了最基本的条件，同时极大地提高资源回收率，用最小投入可取得较大的产出，全面的、系统的、彻底的解决了现有掘进支护装备存在的严重问题。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的钻臂部分、液压钻机部分的结构示意图。

图4是本发明的钻臂部分、液压钻机部分和临时支护工作示意图。

图5是本发明的升降平台和平台升降装置的结构示意图。

图6是本发明的液压钻机部分的主视图。

图7是本发明的液压钻机部分的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图进行详细说明：

如图1、图2和图3所示，本发明的可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车。它主要包括履带行走部分1、机体平台2、升降平台3、平台升降装置4、钻臂部分5、液压钻机部分6、临时支护装置7、液压操作系统8、泵站部分9和主电动机10；所述的机体平台装于履带行走部分之上，在机体平台安装平台升降装置，平台升降装置之上连接升降平台；所述的钻臂部分装于升降平台的上部和下部的后侧，以及升降平台的左、右两侧；即在升降平台上共装有四组钻臂部分和液压钻机部分。所述的液压钻机部分装于钻臂部分前端；临时支护固定安装在升降平台前端；所述的液压操作系统、泵站部分和主电动机装于机体平台上的后面。

所述的液压操作系统、履带行走部分、液压钻机、钻臂部分、临时支护等部分的结构设计都是使用现有技术，如：履带行走部分是采用工程机械的履带行走部分，如履带架、底架梁和液压传动系统等。

可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车是对该钻车的整机结构和布置进行了改进，重新组合和集成。履带行走部分的上1方为该钻车的机体平台2，其中：

●临时支护装置：如图4所示，临时支护装置以升降平台为界分为上下两部分，升降平台下面的为升降平台的支撑部分41，用于支撑底板；位于升降平台上面的为临时支护部分42，用于支撑顶板；当升降平台升起施工时，升降平台下方支撑部分的支撑油缸伸出，支撑住升降平台的前部，使升降平台保持平衡，然后临时支护部分的支护油缸伸出支护顶板，达到临时支护顶板的目的。

●钻臂部分：如图4所示，钻臂部分包括钻臂上连杆51、钻臂下连杆52、钻臂升降油缸53、钻臂摆动油缸54、钻臂转动座55与钻臂固定座56；所述的钻臂转动座由轴等装于钻臂固定座上，钻臂摆动油缸54装于钻臂转动座55与钻臂固定座56，钻臂升降油缸装于钻臂上连杆51或钻臂下连杆52与钻臂转动座55上。

●升降平台：如图5所示，升降平台上还有两级伸缩板，分别为一级伸缩板31和二级伸缩板32。

一级伸缩板位于升降平台的两侧，绞接在升降平台上，一级伸缩板与升降平台的下面装有翻转油缸；当该钻车进行支护工作时，升降平台的一级伸缩板在翻转油缸的推动下向上翻转升起，并与升降平台呈180°；当该钻车移动时，升降平台一级伸缩板在翻转油缸的拉动下收回，并与升降平台呈90°。升降平台

二级伸缩板是一种在一级伸缩板设置的抽屉结构伸缩板，即插入一级伸缩板中，在一级伸缩板与二级伸缩板之间装有伸缩油缸；当该钻车进行支护工作时，二级伸缩板可以由伸缩油缸从升降平台一级伸缩板中推出；当该钻车移动时，二级伸缩板可以由伸缩油缸拉入升降平台一级伸缩板中。

●平台升降装置：如图5所示，平台升降装置固定于机体平台上，其平台升降装置与升降平台的连接。平台升降装置包括升降平台油缸41与四连杆机构组成；所述的升降平台油缸共有两个，一个升降平台油缸装于升降平台前与机体平台2上，另一个升降平台油缸装于升降平台后与机体平台上。四连杆机构由连杆机座42、上连杆43、下连杆44与中部连杆45组成；连杆机座固定在机体平台上面，两组上连杆与下连杆位于中部连杆的两侧，下连杆与上连杆及连杆机座铰接，上连杆与升降平台的下面铰接，中部连杆与上连杆的中部及连杆机座铰接；所述的升降平台油缸的作用是使升降平台升降，其连杆机构的作用是用以保证升降平台的平衡与稳定。

液压钻机部分：如图6和图7所示，液压钻机部分位于钻臂4的前部；液压钻机部分由液压钻机61与回转机座组成；所述的回转机座包括机座62、180°左右旋转油缸63与左右旋转油缸的滑动连接板64、180°上方旋转油缸65与上方旋转油缸的连接板66、钻机伸出油缸67；所述的机座中插装着左右旋转油缸滑动连接板，机座与滑动连接板之间安装着钻机伸出油缸，所述的左右旋转油缸固定装在缸体滑动连接板上，左右旋转油缸的活塞连接在上方旋转油缸的连接板上，上方旋转油缸的缸体固定在上方旋转油缸连接板上，上方旋转油缸的活塞与液压钻机连接；左右旋转油缸与上方旋转油缸的轴线相互垂直。液压钻机部分可以使钻头实现向前方移动，向左或右方、及上方转动。

液压钻机61可以实现向前方、左或右方、上方的转动，液压钻机61向左或右方、上方的转动由180°左右旋转油缸63和180°上方旋转油缸65完成，液压钻机61向前方的伸出由钻机伸出油缸67完成。

本发明对现有的帮锚杆锚索施工钻机主要改进部分为：

(1)、为方便顶帮锚杆锚索施工，该钻车设有升降平台，采用四连杆整体顶梁、平行移动、垂直升降、均衡分割等结构和原理，将巷道支护分为上、下、左、右四个区域，并同时作业，实现双层分区施工。

(2)、液压钻机可完成前方、左右方、上方三个方位的施工。

可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车，为连采、连掘、综掘巷道所用支护设备，将巷道支护分为上、下、左、右四个区域同时作业，实现双层分区施工，大大缩短了作业时间，提高了支护效率。特别是针对高瓦斯及复杂地质条件的矿井，它可以对工作面迎头进行顶压式临时支护，同时可进行瓦斯预测孔、瓦斯排放孔、地质探测孔的施工。

Claims

1.一种可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车，包括履带行走部分(1)、机体平台(2)、钻臂部分(5)、液压钻机部分(6)、临时支护装置(7)、液压操作系统(8)、泵站部分(9)和主电动机(10)；所述的液压钻机部分装于钻臂部分前端，临时支护装置(7)固定安装在升降平台前端；所述的液压操作系统、泵站部分和主电动机装于机体平台上；其特征是该钻车还包括升降平台(3)、平台升降装置(4)；所述的机体平台装于履带行走部分之上，在机体平台安装平台升降装置，平台升降装置之上连接升降平台；所述的钻臂部分装于升降平台上部与下部的后侧，以及升降平台的左、右两侧；即在所述的升降平台上共装有四组钻臂部分和液压钻机部分。

2.根据权利要求1所述的可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车，其特征是所述的升降平台(3)上还有两级伸缩板，分别为一级伸缩板(31)和二级伸缩板(32)。

3.根据权利要求2所述的可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车，其特征是所述的一级伸缩板位于升降平台的两侧，铰接在升降平台上，一级伸缩板与升降平台的下面装有翻转油缸；二级伸缩板是一种在一级伸缩板设置的抽屉结构伸缩板，即插入一级伸缩板中，在一级伸缩板与二级伸缩板之间装有伸缩油缸。

4.根据权利要求1所述的可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车，其特征是所述的平台升降装置包括升降平台油缸(41)与四连杆机构组成；所述的升降平台油缸共有两个，一个升降平台油缸装于升降平台前与机体平台上，另一个升降平台油缸装于升降平台后与机体平台上；所述的四连杆机构由连杆机座(42)、上连杆(43)、下连杆(44)与中部连杆(45)组成；连杆机座固定在机体平台上面，下连杆与上连杆及连杆机座铰接，上连杆与升降平台的下面铰接，中部连杆与上连杆及连杆机座铰接。

5.根据权利要求1所述的可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车，其特征是所述的液压钻机部分由液压钻机(61)与回转机座组成；所述的回转机座包括机座(62)、左右旋转油缸(63)与左右旋转油缸的滑动连接板(64)、上方旋转油缸(65)与上方旋转油缸连接板(66)、钻机伸出油缸(67)；所述的机座中插装着左右旋转油缸滑动连接板，机座与左右旋转油缸的滑动连接板(64)之间安装着钻机伸出油缸，所述的左右旋转油缸固定装在缸体滑动连接板上，左右旋转油缸的活塞连接在上方旋转油缸的连接板上，上方旋转油缸的缸体固定在上方旋转油缸连接板上，上方旋转油缸的活塞与液压钻机连接；左右旋转油缸与上方旋转油缸的轴线相互垂直。

6.根据权利要求1所述的可移动双平台分区式四臂顶帮锚杆锚索施工钻车，其特征是所述的临时支护装置以升降平台为界分为上下两部分，升降平台下面的为升降平台的支撑部分(41)，位于升降平台上面的为临时支护部分(42)。