CN101832103A - 可移动两臂顶帮锚杆锚索施工钻车 - Google Patents

Abstract

本发明提供的可移动两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、钻臂部分和液压钻机装置、临时支护装置、液压操作系统；其特点是临时支护装置包括临时支护基座、伸出臂、护板、伸出臂油缸和护板油缸；所述的临时支护基座装于机体平台上，伸出臂铰接在临时支护基座上，伸出臂油缸被铰接在伸出臂座与伸出臂上，护板铰接在伸出臂顶端，护板油缸被铰接在护板与伸出臂上。它减小施工人员劳动强度和减少施工人员，提高了掘进速度和作业效率，创造安全作业环境，特别是具有对超高巷道和工作面迎头煤帮进行顶压式临时支护的功能。

Description

可移动两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、连掘及综掘，其支护方式均为锚杆、锚索、托梁、锚网组合支护，对于顶锚杆锚索施工大多数采用单体钻机，也有采用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。

对于顶锚杆锚索施工采用单体钻机来说这种施工机械和方法存在以下问题：

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仍为单体钻机人工作业，而帮锚杆锚索施工所有掘进工艺均采用手持式风钻施工，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履带式可升降顶帮锚杆锚索施工钻机来说这种施工机械和方法存在以下问题：

1、须两台履带式可升降顶帮锚杆锚索钻机成套使用，即使用的是用于帮锚杆锚索的施工的液压钻机装于钻机平台左、右一侧的各一台，两台液压钻机的旋转方向不同的。在巷道掘进时两台履带式可升降顶帮锚杆锚索施工钻机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，需两台钻机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，作业安全环境差。

7、用人多，两台钻车需配备人员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现有顶帮锚杆锚索施工机械存在不足和问题，提供一种减小施工人员劳动强度和减少施工人员，提高了掘进速度和作业效率，创造安全作业环境，特别是具有对超高巷道和工作面迎头煤帮进行顶压式临时支护的功能，采用全液压系统传动，防爆性能和安全性能好的可移动两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：

可移动两臂顶帮锚杆锚索施工钻车，包括履带行走部分、机体平台、钻臂部分和液压钻机装置、临时支护装置、液压操作系统、泵站部分和电动机；该施工钻车有两套独立的钻臂部分和液压钻机装置，分别布置和安装在机体平台上面的两侧，液压钻机装置装于钻臂部分的顶端，所述临时支护装置布置和安装在机体平台上面的中间；其特征是：所述的临时支护装置包括临时支护基座、伸出臂、护板、伸出臂油缸和护板油缸；所述的临时支护基座装于机体平台上，伸出臂铰接在临时支护基座上；所述的伸出臂油缸被铰接在伸出臂座与伸出臂上；所述的护板铰接在伸出臂顶端；所述的护板油缸被铰接在护板与伸出臂上。

所述的护板前端平面装有三个管套，在管套内再插入钢管。

本发明提供的可移动两臂顶帮锚杆锚索施工钻车与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著有益效果是：

1、该施工钻车的两侧钻臂可分别向外摆动42°，采用机组整体更稳定，适应巷道宽度大，适应范围更广，更安全。

2、该施工钻车的两台钻臂可同时施工，大大缩短了作业时间，提高了支护效率。

3、该施工钻车的旋转采用两台180°摆动油缸控制，可实现前后、左右180°旋转，比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、可靠。

4、该施工钻车的临时支护采用伸出臂倾斜支撑式支护，与垂直支护式相比，临时支护收回后，整机高度大幅度降低，使钻车在运输和行走过程中更加便利，安全性更高。它特别是能够满足对超高巷道的临时支护。

5、该施工钻车的临时支护不仅可以对顶板进行支护，而且钻车对工作面迎头施工时，临时支护可对工作面迎头煤帮进行顶压式支护。

6、该施工钻车的可以利用钻臂垂直于工作面迎头进行打眼，实现瓦斯预测孔、瓦斯排放孔、地质探测孔的机械化施工，以及过地质构造时进行炮眼施工，有效地减少了辅助工作量、辅助工作时间和辅助工作人员。

7、该施工钻车采用单机两臂支护工艺，一条巷道只需配备单台钻车，比履带式可升降顶帮锚杆锚索施工钻机的配备减少了一台，有效地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。

8、该施工钻车的支护过程中定岗人员为4人，比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。

9、顶帮锚杆锚索可以同时施工，顶帮锚杆锚索可以达到零滞后，对软煤层掘进非常有利，可以有效地控制片帮，防止顶板事故的发生，安全系数高。

10、非常适用于综掘单巷掘进。单巷掘进时，可移动两臂顶帮锚杆锚索施工钻车停放在巷道的一侧，原则是不影响综掘机割煤；综掘机割煤后，退机至永久支护下，可移动两臂顶帮锚杆锚索施工钻车进入空顶下进行支护。

11、该施工钻车改变了现有连采、连掘双巷或三巷掘进工艺，将连采机或大功率掘进机和锚杆机的对倒作业场地的方法改为交替进退机作业方法，这样减少了影响时间，提高了掘进速度。

12、环保效果好。液压锚杆钻车采用湿式打眼，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，本发明的可移动两臂顶帮锚杆锚索施工钻车可提高现有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，能够提供先进的成套的技术装备，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是可移动两臂顶帮锚杆锚索施工钻车的主视图；

图2是可移动两臂顶帮锚杆锚索施工钻车的俯视图；

图3是可移动两臂顶帮锚杆锚索施工钻车钻臂升降示意图。

图4是临时支护支护工作面顶板示意图；

图5是临时支护支护工作面迎头煤帮示意图；

图6是液压钻机装置的主视图；

图7是液压钻机装置的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图进行详细说明：

图1、图2所示，本发明的可移动两臂顶帮锚杆锚索施工钻车。它包括履带行走部分1、机体平台2、钻臂部分3和液压钻机装置4、临时支护装置5、液压操作系统6、泵站部分7和电动机8等。该施工钻车有两套独立的钻臂部分和液压钻机装置，分别布置和安装在机体平台上面的两侧(机体平台的左右)。液压钻机装置装于钻臂部分的顶端。所述临时支护装置布置和安装在机体平台上面的中间(机体平台的左右)。所述的操作系统、泵站部分和电动机等安装在机体平台2上后部。

图2和图3所示，每套钻臂部分包括钻臂底座30、钻臂座31、钻臂上连杆32、钻臂下连杆33、钻臂升降油缸34、钻臂摆动油缸35；所述的钻臂底座安装在机体平台2上，钻臂座由轴装于钻臂底座上；所述钻臂上连杆和钻臂下连杆的下端铰接在钻臂座上；所述钻臂升降油缸装于钻臂座与钻臂上连杆或钻臂下连杆上；所述的钻臂摆动油缸装于钻臂底座与钻臂座上；液压钻机装置铰接在钻臂上连杆或钻臂下连杆的上端。

该液压钻机装置的上升与下降由钻臂升降油缸完成，该液压钻机装置、钻臂上连杆和钻臂下连杆的左右摆动由钻臂摆动油缸完成。

图4和图5所示，临时支护装置包括临时支护基座500、伸出臂501、护板502、伸出臂油缸503和护板油缸504；所述的临时支护基座装于机体平台2上，伸出臂铰接在临时支护基座上，在伸出臂座与伸出臂之间铰接伸出臂油缸，伸出臂在伸出臂油缸的作用下以临时支护基座的铰轴向上摆动；护板铰接在伸出臂顶端，在护板与伸出臂之间铰接护板油缸，护板在护板油缸作用下以伸出臂顶端的铰轴向上摆动，可紧贴水平或垂直岩面。

护板前端平面装有三个管套505，可在管套内插入适宜长度的钢管，可增加临时支护的支护面积。在该施工钻车支护顶板时，临时支护装置的作用是支护顶板岩面，护板呈水平状紧贴顶板岩面，如图3所示。

在该施工钻车在对工作面迎头进行打眼施工时，临时支护的作用是对工作面迎头进行顶压式临时支护，护板呈垂直状紧贴工作面迎头煤帮，如图4所示。

如图6和图7所示，施工钻车上的液压钻机装置有液压钻机401与回转机座；所述的回转机座包括机座402、180°左右旋转油缸403与左右旋转油缸的滑动连接板404、180°上方旋转油缸405与上方旋转油缸的连接板406、钻机伸出油缸407；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。

该液压钻机可以实现向前方、左或右方、上方的转动，液压钻机向左或右方、上方的转动由180°左右旋转油缸403和180°上方旋转油缸405完成，液压钻机向前方的伸出由钻机伸出油缸407完成，可将液压钻机整体向前推移600mm。

本发明的可移动两臂顶帮锚杆锚索施工钻车中履带行走部分、液压操作系统、钻臂部分和液压钻机装置等各部分都是使用现有技术，如：履带行走部分是采用工程机械的履带行走部分，钻臂部分和液压钻机装置也是现有技术。本发明主要对该施工钻车液压钻机装置布置和临时支护装置进行了改进，布置上做了优化组合和集成。

Claims (2)

1.一种可移动两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(3)和液压钻机装置(4)、临时支护装置(5)、液压操作系统(6)、泵站部分(7)和电动机(8)；该施工钻车有两套独立的钻臂部分与液压钻机装置，分别布置及安装在机体平台上面的两侧，液压钻机装置装于钻臂部分的顶端，所述临时支护装置布置和安装在机体平台上面的中间；其特征是所述的临时支护装置包括临时支护基座(500)、伸出臂(501)、护板(502)、伸出臂油缸(503)和护板油缸(504)；所述的临时支护基座装于机体平台上，伸出臂铰接在临时支护基座上；所述的伸出臂油缸被铰接在伸出臂座与伸出臂上；所述的护板铰接在伸出臂顶端；所述的护板油缸被铰接在护板与伸出臂上。

2.根据权利要求1所述的可移动两臂顶帮锚杆锚索施工钻车，其特征是所述的护板前端平面装有三个管套(505)，在管套内再插入钢管。

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