CN103016019A - 一种掘锚护一体机 - Google Patents

Abstract

本发明为一种掘锚护一体机，包括掘进机，撑底装置，伸缩升降系统，钻孔装置，操作台，司机座，掘进机上设置有支护装置，伸缩升降系统为设置在掘进机上的液压臂及连接的升降装置。支护装置是利用液压系统把支护的网片或钢带顶到巷道的顶板，钻孔装置利用钻机打孔以及安装锚杆，实现了对巷道的临时支护作业。本发明掘锚护一体机是把支护和打锚杆孔的设备安装在掘进机上，采用机械化作业，解决了以前煤矿掘进巷道作业中支护需要人工作业，且费时费力，也比较危险的作业方式的问题。减少了人工在操作，降低了劳动强度，节约了作业时间，且用本发明支护后，支护强度高，安全可靠，提高了生产效率。

Description

一种掘锚护一体机

技术领域

本发明涉及煤矿掘进及其支护的机械设备，具体是涉及在掘进机上安装锚装机以及临时支护的机械。 

背景技术

国内外许多煤矿在掘进机掘进巷道的作业中，要进行临时支护和打装顶锚杆，帮锚杆，锚索的工作，目前大多数煤矿在进行这些工作时，还是靠笨重的落后的人工劳动来完成。 

煤矿机掘工作面临时支护主要为顶板临时支护，目前大多数煤矿的顶临时支护是在掘进机完成巷道截割后，掘进机后退，由人工前窜悬挂在顶板锚杆上的前探梁到窝头，在前探梁和窝头顶板之间用人工塞进木梁或木板，并用大锤将木锲背紧，这种方法，支护强度低，劳动强度大，占用时间长，效率低。 

顶，帮锚杆和锚索的锚固工作是完成临时支护后，人工把单体顶锚杆钻机，单体帮锚杆钻机，以及梯子，木板，网片，钢带，锚杆，药卷等设备和材料从掘进机后面搬运到窝头，搭建工作台，然后人工扶立和使用单体锚杆钻机完成顶锚杆，帮锚杆，锚索的打孔和安装，劳动强度大，费力，费时。尤其是在打高位和低位的帮锚杆孔时，要靠2—3个人工举拿和推进钻机，工作困难，劳动强度大，工作效率低，施工质量差。 

许多煤矿临时支护和打装锚杆两项工作的占用时间在40分钟以上，占到是机掘巷道循环总时间的2/3以上，成为影响机掘效率的关键核心问题。 

近十年来，国内外也有一些在掘进机上安装了锚装机和临时支护的技术和设备产生，被称为掘锚机或掘锚护一体机。 

国外的掘锚机把锚装机放在离掘进机炮头2-3M以后的位置，这样的锚装机只能对离掘进机炮头2-3M以外的顶和帮进行锚杆安装，不能对刚掘出的窝头的顶和帮进行锚杆安装，故国外的掘锚机仅用在顶板条件好的矿井或工作面。对于顶板不太好的矿井或工作面，一般都要求掘0.8m—1m后必须及时进行锚杆安装，这类矿井或工作面在我国占的比例比较大，故国外的此类掘锚机不能在我国的大多数矿井或工作面使用。 

国内的一些单位针对我国的大多数矿井或工作面顶板不太好，要求掘0.8m—1m后必须及时进行锚杆安装的情况和要求，研制了一些掘锚机，从目前情况看，国内外的掘锚机中普遍存在三大问题，第一问题是都把锚装机放在司机前方，影响司机视线; 第二问题是采用大型机械液压钻机，钻机微调没有解决，钻机对孔困难；第三问题是临时支护采用窝头接地立式支护，易造成空顶距大等问题。有的锚装机不安装在掘进机上，有自己的动力和行走装置，被称为锚杆钻车。它的工作方式是在掘进机截割完巷道后，锚杆钻车从掘进机侧面开进到窝头，完成临时支护和锚杆锚装工作。锚杆钻车的一大缺点是需要在宽度5米以上的巷道内作业，进出也比较困难，而我国大多数煤矿的巷道宽度仅为4m左右，大多数煤矿也无法使用锚杆钻车。 

由于以上原因，才造成目前国内绝大多数矿井机掘工作面临时支护和锚杆锚固一直不能机械化，仍停留在人工作业。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种移动、操作方便，机械化作业代替人工作业的更安全可靠的掘锚护一体机。 

为了解决上述技术问题，本发明采用了这样一种用于煤矿掘进，以及随后的临时支护和打孔及安装锚杆的掘锚护一体机。该掘锚护一体机包括掘进机，撑底装置，伸缩升降系统，钻孔装置，操作台，司机座，掘进机上设置有支护装置，伸缩升降系统为设置在掘进机上的液压臂及连接的升降装置。 

所述的支护装置包括主伸缩臂1、主伸缩臂底座2、主伸缩臂上部连接架3、顶临时支护纵梁4，主伸缩臂底座2设置在掘进机14上，其上部固定连接主伸缩臂1，主伸缩臂1顶部设置主伸缩臂顶连杆3连接架；顶临时支护纵梁4尾部与主伸缩臂1铰链，其中部与临时支护升降油缸12转动升降连接，临时支护升降油缸12固定连接在掘进机14上。顶临时支护纵梁4通过临时支护升降油缸12的上升，把支护的网带顶到顶板上或直接支撑住顶板。 

本发明的另一个改进是在掘进机14上安装了钻孔装置。该钻孔装置包括钻机7、操作台、钻机上下摆动转轴5、前支撑架8、钻机横截面转座9、付伸缩臂内臂6、付伸缩臂外臂10、付伸缩臂上下摆动油缸11、水平转动套13、钻机系统水平摆动油缸15，所述的前支撑架8设置在掘进机14前部下端，所述钻机7设置在掘进机14上，所述的钻机系统水平摆动油缸15设置在掘进机14后部主伸缩臂1的附近，为左右两个，所述钻机系统水平摆动油缸15连接水平转动套13，所述水平转动套13连接钻机上下摆动转轴5，所述钻机上下摆动转轴5连接付伸缩臂外臂10，所述付伸缩臂外臂10连接付伸缩臂内臂6，所述付伸缩臂内臂6连接钻机横截面转座9，所述钻机横截面转座9带动钻机7做水平移动或转动。本发明的钻孔装置，其所述的钻机在付伸缩臂上下摆动油缸、钻机系统水平摆动油缸、钻机横截面转座以及伸缩臂的作用下可以很方便的调整钻机的高度和方向，进行顶部以及侧帮的钻孔作业。 

本发明掘锚护一体机是把支护和打锚杆孔的设备安装在掘进机上，采用机械化作业，解决了以前煤矿掘进巷道作业中支护需要人工作业，钻锚杆孔需要把掘进机移走，再进来钻孔机械才能打孔安装锚杆或锚索，且费时费力，也比较危险的作业方式的问题。减少了人工在操作，降低了劳动强度，节约了作业时间，且用本发明支护后，支护强度高，安全可靠，提高了生产效率。 

附图说明

图1是本发明结构剖面示意图； 

图2是本发明结构的俯视示意图。

具体实施方案

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明： 

从图1是本发明结构剖面示意图和图2是本发明结构的俯视示意图可知，本发明是把临时支护和打锚杆孔的设备都安装在掘进机上的一种煤矿掘锚护一体机。该掘锚护一体机包括掘进机14，撑底装置，伸缩升降系统，钻机7，操作台，司机座，掘进机14上设置有支护装置，伸缩升降系统为设置在掘进机上的液压臂及连接的升降装置。

所述的支护装置包括主伸缩臂1、主伸缩臂底座2、主伸缩臂上部连接架3、顶临时支护纵梁4，主伸缩臂底座2设置在掘进机14上，其上部固定连接主伸缩臂1，主伸缩臂1顶部设置主伸缩臂顶连杆3连接架；顶临时支护纵梁4尾部与主伸缩臂1铰链，其中部与临时支护升降油缸12转动升降连接，临时支护升降油缸12固定连接在掘进机14上。顶临时支护纵梁4通过临时支护升降油缸12的上升，把支护的网带顶到顶板上或直接支撑住顶板。 

本发明的另一个改进是在掘进机14上安装了钻孔装置。该钻孔装置包括钻机7、操作台、钻机上下摆动转轴5、前支撑架8、钻机横截面转座9、付伸缩臂内臂6、付伸缩臂外臂10、付伸缩臂上下摆动油缸11、水平转动套13、钻机系统水平摆动油缸15，所述的前支撑架8设置在掘进机14前部下端，所述钻机7设置在掘进机14上，所述的钻机系统水平摆动油缸15设置在掘进机14后部主伸缩臂1的附近，为左右两个，所述钻机系统水平摆动油缸15连接水平转动套13，所述水平转动套13连接钻机上下摆动转轴5，所述钻机上下摆动转轴5连接付伸缩臂外臂10，所述付伸缩臂外臂10连接付伸缩臂内臂6，所述付伸缩臂内臂6连接钻机横截面转座9，所述钻机横截面转座9带动钻机7做水平移动或转动。本发明的钻孔装置，其所述的钻机在付伸缩臂上下摆动油缸、钻机系统水平摆动油缸、钻机横截面转座以及伸缩臂的作用下可以很方便的调整钻机的高度和方向，进行顶部以及侧帮的钻孔作业。 

本发明的另一个实施例是上述的掘进机一体机所述的主伸缩臂1的前端设置主伸缩臂内臂16，掘进机14上设置有横臂17与所述的主伸缩臂内臂16垂直固定连接。 

本发明的另一个实施例是上述的掘进机一体机所述的伸缩臂1为两个多筒伸缩臂液压装置，纵向设置在掘进机14的顶部两侧。 

本发明的另一个实施例是上述的掘锚护一体机，其所述临时支护纵梁4为左右两个，其尾部有一个铰点，其中部设置一与升降油缸12连接的铰点。 

本发明的另一个实施例是上述的掘进机一体机，其所述的钻机横截面转座9通过付伸缩臂内臂6连接付伸缩臂外臂10，所述付伸缩臂外臂10连接付伸缩臂上下摆动油缸11带动钻机7上下移动。 

本发明的另一个实施例是上述的掘进机一体机，其所述的付伸缩臂11为双套筒伸缩臂液压装置，所述钻机7为两台，设置在掘进机14的两侧。 

本发明所述的掘进机14可为任意型号的悬臂式掘进机。 

本发明是通过一下的具体实施方式来实现掘进、临时支护以及打锚杆孔和安装锚杆工作的： 

1、掘进机工作：

掘进机工作切割巷道，掘进机切割巷道完成后，退回1---2米，落下截割头，闭锁掘进机液压系统，开通临时支护和锚装机液压系统。

2、完成顶临时支护： 

把顶网，顶梁或钢带放到顶临时支护纵梁4前端上，操作使主伸缩臂1内臂前伸，带动横梁前相连各机构前伸，同时横梁油缸外伸，顶临时支护纵梁4撑底油缸和上推油缸工作，使顶临时支护纵梁4前端和放上的顶网，顶梁或钢带紧撑住新掘出的顶板，完成顶临时支护。

3、完成顶锚杆的打孔和安装： 

一般先进行中位顶锚杆的打孔和安装，左右两锚杆系统可同时进行，左右各有一名主司机和一名副司机，主司机负责操作液压阀，副司机站在付司机站立梯架上负责安装和更换钎杆，微调钻机和上药卷，上锚杆等工作。

在顶锚杆的打孔和安装中，钻机的前后移动由主司机操作 付伸缩臂液压阀完成；钻机的水平移动由主司机操作转动水平转盘装置油缸液压阀完成；钻机的支撑力靠前支撑架8完成。 

4、完成帮锚杆的打孔和安装： 

先转动钻机横截面旋转装置9，将钻机由垂直放置转成水平放置，为钻机接通水路；操作钻机上下摆动油缸使付伸缩臂11上下摆动，带动钻机上下摆动就位钻孔，并进行安装和更换钎杆，上药卷，上锚杆等工作，完成帮顶锚杆的打孔和安装。

5、完成锚索的打孔和安装： 

转动钻机横截面旋转装置9，将钻机转回垂直方位，将钻机移动到锚索位置，完成锚索的打孔和安装。

6、 回收锚杆钻机装置和临时支护装置： 

按锚杆钻机装置和临时支护装置伸展的逆程序回收锚杆钻机装置和临时支护装置，关闭锚杆装置和临时支护装置的液压系统。

7、掘进机工作： 

开启掘进机液压系统，掘进机司机就位，开始掘进机截割巷道。

本发明也可以安装在其他设备上，适用于其他地下工程钻锚杆孔和临时支护作业。

Claims (10)

1.一种掘锚护一体机，包括掘进机，撑底装置，伸缩升降系统，钻孔装置，操作台，司机座，其特征在于掘进机上设置有支护装置。

2.根据权利要求1所述的一种掘锚护一体机，其特征在于所述的支护装置包括主伸缩臂（1），主伸缩臂底座（2），主伸缩臂（1）连接在主伸缩底座（2）上，主伸缩底座（2）固定连接在掘进机（14）上，主伸缩臂（1）上部设置主伸缩臂顶连杆（3），主伸缩臂（1）上设置临时支护纵梁（4），临时支护纵梁（4）通过临时支护升降油缸（12）升降连接，临时支护升降油缸（12）固定连接在掘进机（14）上，临时支护纵梁（4）的尾部与主伸缩臂（1）铰链。

3.根据权利要求2所述的一种掘锚护一体机，其特征在于所述的主伸缩臂（1）的前端设置主伸缩臂内臂（16），掘进机（14）上设置有横臂（17）与所述的主伸缩臂内臂（16）垂直固定连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种掘锚护一体机，其特征在于所述伸缩臂（1）为两个多筒伸缩臂液压装置，纵向设置在掘进机（14）的顶部两侧。

5.根据权利要求2或3所述的一种掘锚护一体机，其特征在于所述临时支护纵梁（4）为左右两个，其尾部有一个铰点，其中部设置一与升降油缸（12）连接的铰点。

6.根据权利要求1所述的一种掘锚护一体机，其特征在于所述掘进机（14）上还设置有钻孔装置。

7.根据权利要求6所述的一种掘锚护一体机，其特征在于所述的钻孔装置包括钻机（7）、操作台、钻机上下摆动转轴（5）、前支撑架（8）、钻机横截面转座（9）、付伸缩臂内臂（6）、付伸缩臂外臂（10）、付伸缩臂上下摆动油缸（11）、水平转动套（13）、钻机系统水平摆动油缸（15），所述的前支撑架（8）设置在掘进机（14）前部下端，所述钻机（7）设置在掘进机（14）上，所述的钻机系统水平摆动油缸（15）设置在掘进机（14）后部主伸缩臂（1）的附近，为左右两个，所述钻机系统水平摆动油缸（15）连接水平转动套（13），所述水平转动套（13）连接钻机上下摆动转轴（5），所述钻机上下摆动转轴（5）连接付伸缩臂外臂（10），所述付伸缩臂外臂（10）连接付伸缩臂内臂（6），所述付伸缩臂内臂（6）连接钻机横截面转座（9），所述钻机横截面转座（9）带动钻机（7）做水平移动或转动。

8.根据权利要求7所述的一种掘锚护一体机，其特征在于所述的钻机横截面转座（9）通过付伸缩臂内臂（6）连接付伸缩臂外臂（10），所述付伸缩臂外臂（10）连接付伸缩臂上下摆动油缸（11）带动钻机（7）上下移动。

9.根据权利要求8所述的一种掘锚护一体机，其特征在于付伸缩臂（11）为双套筒伸缩臂液压装置，所述钻机（7）为两台，设置在掘进机（14）的两侧。

10.根据权利要求1所述的一种掘锚护一体机，是通过如下操作步骤实现的：

a、掘锚护一体机到位，掘进机切割完成后退1-2米，落下截割头，闭锁掘进机液压系统，开启临时支护和锚装机液压系统；

b、把顶网、顶梁放到临时支护纵梁（7）上，操作工作台（15）控制主伸缩臂（1）前伸，带动横梁（5）相连接的支护顶梁（4）前伸，液压系统上推纵梁（7）至新掘进的顶板，人工完成顶网、顶梁支护与顶板上；

c、操作员通过操作钻机上下摆动油缸（10），钻机横截面旋转装置（8），完成顶板及便帮的打钻、安装锚杆安装。

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