CN103397859B - 一种钻排一体式底板锚固钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻排一体式底板锚固钻机，主要包括推进气缸、马达、消音器、扭矩调节器、清水腔、泥浆腔、过滤网、岩粉收集盒、抽压泵及传动轴。传动轴上设有吸污孔和清水输入孔，清水通过外部水管接口注入清水腔，然后通过清水输入孔注入到钻孔底部，起到降低钻头温度和除尘的作用。采用抽压泵将钻孔内的泥浆（岩粉与水的混合物）通过吸污孔抽入到泥浆腔，泥浆被过滤网分离成清水与岩粉，岩粉沉淀到岩粉收集盒内，岩粉收集盒可取出；分离出来的水则被抽压泵压入清水腔重复利用，既节约了水资源，及时收集钻孔中的岩粉，防止了底板钻孔时卡钻现象的产生，也防止了粉尘对工人身体健康的危害，同时又能抽出钻孔内的泥浆，提高钻进效率。操作方便，易施工。

Description

一种钻排一体式底板锚固钻机

技术领域

本发明涉及矿工设备技术领域，特别是一种钻排一体式底板锚固钻机。

背景技术

煤炭作为我国主要能源的结构在未来很长一段时间内很难改变。随着我国经济建设的快速发展，能源需求极大，致使煤炭工业不断朝着机械化、自动化方向发展。我国多数煤矿由于煤岩性质、埋深、地应力等原因，巷道底鼓破坏严重，影响了巷道使用，制约了矿井的安全生产，因此底板加固治理任务艰巨。

现阶段，锚杆支护是煤矿底板加固治理的最有效的手段。目前，国内专门针对煤矿巷道底板的锚固设备研制很少，并且底板锚固钻机在钻进过程中存在很大难度，但是其对巷道底板支护的关键作用不容忽视。而现在典型的锚固设备所使用的湿法钻孔方式是将有固定的水源提供的高压水直接注入旋转的中空钻杆中，将形成的泥水混合物通过钻杆与煤（岩）层的间隙挤压出来。该种湿法钻孔方式在煤矿底板进行作业时存在一些技术问题：首先，挤压出来的泥水混合物随钻杆四处飞溅不能收集，影响了巷道的运输和工人的安全，同时底板围岩浸水软化加剧了底鼓问题；其次，传统的钻孔机具在底板施工时，容易发生卡钻和堵孔，退钻、清孔工作极为繁琐，严重影响了底板锚固的施工效率；第三，若采用湿法钻孔方式对巷道底板进行打孔，底板钻孔内定会充满大量的水和岩粉，影响锚杆支护质量，降低支护效率，另外还会造成大量的水资源浪费；第四，在工况恶劣或者限制水源使用的巷道，传统的湿式除尘系统可能无法正常工作，致使钻孔中的煤（岩）粉进入巷道，加剧了巷道粉尘治理的难度，危害工人身体健康。

因此，如何快速、高效地进行底板钻固，既避免水资源的浪费，又能收集钻进时产生的岩粉、防止粉尘对工人身体健康的危害，同时还能及时抽出钻孔内的水，提高支护效率，就成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是根据现有技术的不足，提供一种能有效控制巷道底板围岩稳定性的钻排一体式底板锚固钻机。

技术方案：本发明的钻排一体式底板锚固钻机，包括推进气缸、马达、操作臂、扭矩调节器、消音器，所述的推进气缸上设有支架连接件，推进气缸前端与马达的尾部相连，推进气缸与马达的连接部设有操作臂，马达的外围设置消音器，马达前端经扭矩调节器连接有优化水循环机构，所述的优化水循环机构包括传动轴、套装在传动轴上的滤水循环器；所述的滤水循环器包括岩粉收集盒，岩粉收集盒的一侧设有过滤网，过滤网下方设有抽压泵，岩粉收集盒的另一侧设有与抽压泵的出口相通的清水通道，清水通道的入口处设有外部水管接口；所述的传动轴前端开有内壁上布有多个清水输入孔的环形内凹槽，后端开有内壁上布有多个吸污孔圆柱形内凹槽。

所述的抽压泵出口处设有单向阀。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明在传动轴上设置了吸污孔和清水输入孔，清水孔通过钻杆向钻孔内注入清水，除去钻进过程中产生的岩粉；提高钻进效率；降低钻头温度，延长钻头使用寿命。通过抽压泵抽的效果使得钻孔内的泥浆（水与岩粉的混合物）抽入钻杆内管，最终通过吸污孔进入泥浆腔，泥浆腔被过滤网分为两部分，进入泥浆腔的泥浆被过滤后，一侧为岩粉，一侧为清水，清水侧安装有抽压泵，抽压泵将清水抽入清水通道后通过清水输入孔进入钻杆，从而实现了水的循环利用，即避免了水资源的浪费，又达到除尘的效果，同时在水源缺乏的巷道同样也能用。抽出了钻孔内的泥浆，提高了支护效率，加快巷道施工。有湿法钻孔的效果，又解决了在工况恶劣或者限制水源使用的巷道内湿式除尘系统不能正常工作的困境。其结构简单，性能可靠，具有广泛适用性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为优化水循环系统的结构示意图。

图中：1-过滤网；2-抽压泵；3-岩粉收集盒；4-吸污孔；5-清水输入孔；6-传动轴；7-推进气缸；8-马达；9-操作臂；10-支架连接件；11-扭矩调节器；12-消音器；13-外部水管接口；14-单向阀；15-清水通道；16-泥浆腔；17-优化水循环机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

本发明的钻排一体式底板锚固钻机，主要由推进气缸7、马达8、操作臂9、扭矩调节器11、消音器12和优化水循环机构17构成。所述的推进气缸7上设有支架连接件10，推进气缸7前端与马达8的尾部相连，推进气缸7与马达8的连接部设有操作臂9，马达8的外围设置消音器12，马达8前端经扭矩调节器11连接有优化水循环机构17，所述的优化水循环机构17包括传动轴6、套装在传动轴6上的滤水循环器；所述的滤水循环器包括岩粉收集盒3，岩粉收集盒3的一侧设有过滤网1，过滤网1下方设有抽压泵2，岩粉收集盒3的另一侧设有与抽压泵2的出口相通的清水通道15，清水通道15的入口处设有外部水管接口13，所述的抽压泵2出口处设有单向阀14。所述的传动轴6前端开有内壁上布有多个清水输入孔5的环形内凹槽，后端开有内壁上布有多个吸污孔4圆柱形内凹槽。所述的传动轴6与马达8相连，传动轴6上分别布置有吸污孔4和清水输入孔5，吸污孔4直接与岩粉收集盒3的泥浆腔16连通，泥浆腔16底部安装有岩粉收集盒3，在泥浆腔16上安装有过滤网1，过滤网1清水侧安装有抽压泵2，抽压泵2的出水口处设置有单向阀14，单向阀14的另一侧为清水通道15，清水通道15跟清水输入孔5直接连通。

工作原理：由于目前国内大多数的煤矿巷道均存在不同程度的底鼓问题，尤其在一些埋深较深、底板岩性较弱的巷道内，底鼓变形特别严重，使得巷道无法使用。通过本发明的底板锚固钻机对巷道底板进行锚固，可以较好地控制巷道底板围岩变形。在使用前，先通过支架连接件10将钻机连接到支架上，外部水管接口13与外部水管相接，马达8与风管相接通，马达8前端连接扭矩调节器11，可适时调节转速。将接好钻头的双层钻杆直接插入传动轴6前端的钻杆接入口，即可对巷道底板进行钻进。钻进过程中，通过推进气缸7提供钻机向前钻进的推力，马达提供扭矩带动钻杆、钻头破岩，从而实现钻孔。钻进过程中，清水通道内的清水通过清水输入孔进入钻杆外围圈到达钻孔底部，清水与钻进过程中产生的岩粉混合成泥浆，起到除灰降尘的效果，同时开启抽压泵将泥浆通过钻杆内孔抽入泥浆腔，泥浆进入泥浆腔后被过滤网过滤分离成岩粉和清水，岩粉直接落入岩粉收集盒，岩粉收集盒可及时地抽出和安装，方便岩粉的倒出，清水则被抽压泵压入到清水通道，达到循环利用水的作用。抽压泵的出水口处设置有单向阀，单向阀的另一侧为清水通道，使得清水只能从抽压泵处进入清水通道，而阻止了清水通道内的水回流入抽压泵，清水通道跟清水输入孔直接连通。采用此技术不但降低了粉尘的危害，而且清空了钻孔内的水和岩粉，提高了钻进效率，加快巷道施工，及时输出钻进过程中的岩粉，更能防止卡钻，尤其在一些特殊的限制水使用的巷道内禁止采用一般的湿法钻孔，而干法钻孔在对巷道底板进行钻孔时又会遇到各种难题，难以快速钻进，此时钻排一体式底板锚固钻机的优越性就显得更加突出。

Claims (2)

1.一种钻排一体式底板锚固钻机，它包括推进气缸（7）、马达（8）、操作臂（9）、扭矩调节器（11）、消音器（12），其特征在于：所述的推进气缸（7）上设有支架连接件（10），推进气缸（7）前端与马达（8）的尾部相连，推进气缸（7）与马达（8）的连接部设有操作臂（9），马达（8）的外围设置消音器（12），马达（8）前端经扭矩调节器（11）连接有优化水循环机构（17），所述的优化水循环机构（17）包括传动轴（6）、套装在传动轴（6）上的滤水循环器；所述的滤水循环器包括岩粉收集盒（3），岩粉收集盒（3）的一侧设有过滤网（1），过滤网（1）下方设有抽压泵（2），岩粉收集盒（3）的另一侧设有与抽压泵（2）的出口相通的清水通道（15），清水通道（15）的入口处设有外部水管接口（13）；所述的传动轴（6）前端开有内壁上布有多个清水输入孔（5）的环形内凹槽，后端开有内壁上布有多个吸污孔（4）圆柱形内凹槽。

2.根据权利要求1所述的钻排一体式底板锚固钻机，其特征在于：所述的抽压泵（2）出口处设有单向阀（14）。