CN103742176A - 一种掘支锚一体机组 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种掘支锚一体机组，包括掘进机构、临时支护机构和永久支护机构，其中，永久支护机构下方设有行走机构，并通过掘进机构推进油缸、临时支护机构推进油缸分别推动掘进机构、临时支护机构前进。本设备主要用于煤矿巷道掘进过程中掘进、临时支护、永久支护等同时作业，全面提高巷道掘进工作效率，降低工人劳动强度，降低了安全隐患。

Description

一种掘支锚一体机组

技术领域

本发明涉及煤矿井下采集设备领域，特别是涉及一种掘支锚一体机组。

背景技术

随着综合机械化开采技术的不断提高，采掘比例失调成为困扰煤矿生产的主要问题。而掘进支护慢、掘进机开机率不高、掘进与支护工作不能同时进行等因素又是影响掘进进度的主要因素。

在目前现有的煤岩和半煤岩巷道掘进设备中，设备的掘进功能设计已经很成熟，但缺少支护功能，不能连续作业，每掘进一、两米就必须停机进行顶板支护，掘进与支护工作不能同时进行。在实际掘进过程中，60%以上的时间都用于巷道的支护，造成掘进机开机率不足30%，严重影响掘进进度，而在掘进过程中的空顶问题，还存在严重的安全隐患。

如何解决煤矿巷道掘进工作中掘支效率比例失调的问题，实现同掘同锚，尽量减少甚至消除掘进过程中的空顶时间，同时提高掘进效率是煤矿巷道掘进设备亟待克服的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种掘支锚一体机组，使其可以同时进行掘进和支护、减少空顶时间、提高掘进效率，从而克服现有的掘进设备无支护功能、掘进效率低、掘进过程存在空顶的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种掘支锚一体机组，包括掘进机构、临时支护机构和永久支护机构，其中，永久支护机构下方设有行走机构，并通过掘进机构推进油缸、临时支护机构推进油缸分别推动掘进机构、临时支护机构前进。

作为一种改进，所述的掘进机构和临时支护机构之间设置有限制其前后距离的限位滑道。

所述的掘进机构包括截割装置、截割臂、截割臂摆动油缸和安装台，所述的安装台可滑动的安装在所述滑道上，截割臂一端安装截割装置、另一端铰接在安装台上，截割臂摆动油缸两端分别与安装台以及截割臂中部铰接。

所述的截割装置采用电机驱动的圆柱滚筒式截割装置。

所述的临时支护机构包括顶梁、连杆机构、后立柱、前立柱和底座，前立柱、后立柱均可伸缩并与连杆机构分别安装在顶梁和底座之间，底座可滑动的安装在所述滑道上。

所述的连杆机构为四连杆机构。

所述的顶梁前端还安装有伸缩前梁。

所述的临时支护机构的底座为撬装爬犁形式。

所述的掘进机构下方设有运输溜槽、运输电机、收煤铲板、收煤星轮和刮板链，所述的运输溜槽延伸至行走机构，收煤铲板安装在运输溜槽前端，收煤星轮安装在收煤铲板内部两侧，刮链板沿运输溜槽铺设并在运输电机带动下转动，刮链板的前端位于收煤铲板内部中下方。

所述的掘进机构和临时支护机构之间设置有限制其前后距离的限位滑道，所述滑道与运输溜槽为整体结构。

所述的临时支护机构设有可相对于临时支护机构向前移动的前探钻机。

所述的永久支护机构还包括前顶锚杆钻机、移动平台、后顶锚杆钻机和支撑机构，移动平台可相对于行走机构前后移动，前顶锚杆钻机安装在移动平台上，后顶锚杆钻机和支撑机构安装在机组后方，支撑机构可做升降移动，并在降下时支撑于巷道侧帮的底部和巷道底板。

所述的移动平台上还安装有帮锚杆钻机。

所述的永久支护机构前端还设有托举保护机构，并在所述的托举保护机构顶部安装锚网。

所述的托举保护机构顶部与前顶锚杆钻机对应处设有锚杆定位孔。

所述的永久支护机构上安装有为掘进机构、临时支护机构及永久支护机构提供电气控制及液压动力源的电器及液压控制系统。

所述的临时支护机构推进油缸和掘进机构推进油缸安装在行走机构内。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

1、本设备主要用于煤矿巷道掘进过程中掘进、临时支护、永久支护等同时作业，全面提高巷道掘进工作效率，降低工人劳动强度。

2、本发明的机组在掘进前还能进行瓦斯和水的探测，提高掘进时的安全性。

3、通过伸缩前梁护住切割完裸露出来的空顶，降低了掘进过程中存在的安全隐患。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明一种掘支锚一体机组的结构示意图。

图2是本发明一种掘支锚一体机组的掘进机构的结构示意图。

图3是本发明的掘进机构的侧视图。

图4是本发明一种掘支锚一体机组的临时支护机构的结构示意图。

图5是本发明的临时支护机构的立柱的结构示意图。

图6是本发明的永久支护机构的结构示意图。

图7是本发明的永久支护机构的侧视图。

具体实施方式

参照图1所示，本发明提供一种掘支锚一体机组，包括掘进机构1、临时支护机构2和永久支护机构3，其中，永久支护机构3下方设有行走机构4，并通过掘进机构推进油缸42、临时支护机构推进油缸41分别推动掘进机构1、临时支护机构2前进。

掘进机构1主要完成巷道掘进工作，即切割煤岩、半煤岩成巷道形状。参照图2、图3所示，掘进机构1主要包括截割装置11、截割臂12、截割臂摆动油缸13和安装台，其中，截割臂12一端安装截割装置11、另一端铰接在安装台上，截割臂摆动油缸13两端分别与安装台以及截割臂12中部铰接。较佳的，截割装置11可采用如图所示由电机驱动的圆柱滚筒式截割装置。

此外，掘进机构1还可在掘进的同时把切割下来的物料收集、转运。如图所示，掘进机构1的下方可进一步设有运输电机15、收煤铲板16、收煤星轮17、刮板链18和运输溜槽14。运输溜槽14延伸至行走机构19后方，收煤铲板16安装在运输溜槽14前端，收煤星轮17安装在收煤铲板16内部两侧，运输电机5可安装在运输溜槽14后端。刮链板18沿运输溜槽14铺设，前端位于收煤铲板16内部中下方，收煤星轮17将落入收煤铲板16中的物料收集到刮链板18上，刮链板18在运输电机15带动下将物料沿运输溜槽14运输到机组后方。

参照图4、图5所示，临时支护机构2在巷道掘进过程中起临时支护作用，其主要包括顶梁23、底座26、安装在顶梁23与底座26之间的连杆机构24以及可伸缩的后立柱25和前立柱27。后立柱25和前立柱27安装在顶梁23和底座26之间，与顶梁23和底座26共同支撑住巷道的顶板和底板。连杆机构24优选为四连杆机构，分别与顶梁23和底座26铰接，起到稳定和驱动顶梁23上下移动的作用。

此外，还可在顶梁23前端安装伸缩前梁21，可在向前伸出时护住切割完裸露出来的空顶。还可在前立柱27之间安装可相对于临时支护机构2向前移动的一台或两台前探钻机22，前探钻机22可摆动的铰接于立柱27上：掘进时前探钻机22不工作，竖直向上收缩到前立柱27之间，不影响其他设备工作；前探钻机22工作时，向前摆动90度，进行超前探测作业，即向巷道掘进的前方钻探测孔，探测瓦斯和水，确定掘进前方安全后再继续向前掘进；前探钻机的探孔深度一般要求不少于150米。

临时支护机构2主要是在巷道掘进过程中起临时支护作用，同时还加装了前探钻机，能完成对瓦斯、水的超前地质探测工作。

掘进机构1和临时支护机构2之间可通过滑道连接，可根据需要单独向前移动也可一起向前移动，并限制其相对前后位置，具体是将掘进机构的安装台和临时支护机构的底座26分别可滑动的安装在滑道5上，同时可将滑道5与运输溜槽14固定连接，或设计为整体结构。跟进一步的，临时支护机构的底座26可采用撬装爬犁形式，以便于在地上滑动。

永久支护机构3主要完成锚杆锚索支护作业。参照图6、图7所示，永久支护机构3包括前顶锚杆钻机32、移动平台33、帮锚杆钻机34、后顶锚杆钻机37、支撑机构38以及行走机构4。移动平台32可相对于行走机构4前后移动，前顶锚杆钻机32和帮锚杆钻机34均安装在移动平台33上，后顶锚杆钻机37和支撑机构38安装在机组后方，支撑机构38可做升降移动，并在降下时支撑于地面。前顶锚杆钻机32、帮锚杆钻机34、后顶锚杆钻机37均可为多台，帮锚杆钻机34和后顶锚杆钻机37是辅助锚杆钻机，后顶锚杆钻机37用于补打顶锚杆孔或进行锚索作业。

此外，永久支护机构3前端还可设有托举保护机构31，能够完成托举锚网的工作，同时对操作人员起到保护作用，并可在托举保护机构31顶部设置锚杆定位孔，能在前顶锚杆钻机32作业时起到导向作用。

行走机构4推动永久支护机构3前后移动，临时支护机构推进油缸41和掘进机构推进油缸42均可安装在行走机构内。此外，掘进机构1和临时支护机构2的移动和动作均可由油缸进行自动化控制，并通过永久支护机构3上安装的电器及液压控制系统35，为掘进机构1、临时支护机构2及永久支护机构3提供电气控制及液压动力源，操作人员可在永久支护机构3上遥控控制掘进机构1工作。

进行巷道作业时，各机构互相配合完成巷道掘进及支护作业。

在巷道掘进前，先由临时支护设备上的前探钻机22进行超前探测作业，即向巷道掘进的前方钻探测孔，探测瓦斯和水，确定掘进前方安全后再向前掘进。

巷道的掘进主要由掘进机构1来完成，截割装置11在截割臂12、截割臂摆动油缸13和掘进机构推进油缸42的共同作用下完成一次巷道掘进截割循环，截割出规则的矩形巷道。

完成一个截割循环后，临时支护机构2上的伸缩前梁21伸出，护住刚刚截割完裸露出来的空顶，如此反复完成多个切割循环。切割下来的煤、岩石等物料由收煤铲板16、收煤星轮17进行收集，物料由运输机15带动刮板链18在运输溜槽14内运输到机组后面的运输皮带上。

完成多个切割循环后，掘进机构在临时支护机构的伸缩前梁21的掩护下向前掘进了一个掘进循环，完成一个掘进循环后，掘进机构停机。一个掘进循环向前掘进的距离一般为两米左右。在此过程中，行走机构4保持稳车不动，永久支护机构3的支撑机构38保持下降状态牢靠的撑住巷道侧帮的底部和巷道底板。

一个掘进循环完成后，临时支护机构2的伸缩前梁21缩回，连杆机构24带动后立柱25和前立柱27略微收缩，使顶梁23与巷道顶板分开一小段距离，临时支护机构推进油缸41推动临时支护机构2向前一个掘进循环的距离。

临时支护机构2前推到位后，连杆机构24带动后立柱25、前立柱27伸长，顶梁23和底座26重新支撑住巷道的顶板和底板，掘进机构1再次开机向前截割继续掘进。

在掘进机构向前掘进时，支撑机构38升起与地面分离，永久支护机构在行走机构4的牵引下行驶到工作位置，驻车后，支撑机构38下降再次支撑于地面，托举保护机构31托起单片或多片锚网，支撑住顶板，操作工人在托举保护机构31的保护下开始操作前顶锚杆钻机32进行顶锚杆作业，此时托举保护机构31同时提供钻锚杆孔时的定位和导向。

在进行顶锚杆支护作业的同时其他操作人员可以操作帮锚杆钻机34进行帮锚杆支护作业，在完成一排锚杆施工作业后，移动平台33带动顶锚杆钻机32和帮锚杆钻机34移动到下一排锚杆施工的位置。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种掘支锚一体机组，其特征在于：包括掘进机构、临时支护机构和永久支护机构，其中，永久支护机构下方设有行走机构，并通过掘进机构推进油缸、临时支护机构推进油缸分别推动掘进机构、临时支护机构前进。

2.根据权利要求1所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的掘进机构和临时支护机构之间设置有限制其前后距离的限位滑道。

3.根据权利要求2所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的掘进机构包括截割装置、截割臂、截割臂摆动油缸和安装台，所述的安装台可滑动的安装在所述滑道上，截割臂一端安装截割装置、另一端铰接在安装台上，截割臂摆动油缸两端分别与安装台以及截割臂中部铰接。

4.根据权利要求3所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的截割装置采用电机驱动的圆柱滚筒式截割装置。

5.根据权利要求2所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的临时支护机构包括顶梁、连杆机构、后立柱、前立柱和底座，前立柱、后立柱均可伸缩并与连杆机构分别安装在顶梁和底座之间，底座可滑动的安装在所述滑道上。

6.根据权利要求5所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的连杆机构为四连杆机构。

7.根据权利要求5所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的顶梁前端还安装有伸缩前梁。

8.根据权利要求5所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的临时支护机构的底座为撬装爬犁形式。

9.根据权利要求1所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的掘进机构下方设有运输溜槽、运输电机、收煤铲板、收煤星轮和刮板链，所述的运输溜槽延伸至行走机构，收煤铲板安装在运输溜槽前端，收煤星轮安装在收煤铲板内部两侧，刮链板沿运输溜槽铺设并在运输电机带动下转动，刮链板的前端位于收煤铲板内部中下方。

10.根据权利要求9所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的掘进机构和临时支护机构之间设置有限制其前后距离的限位滑道，所述滑道与运输溜槽为整体结构。

11.根据权利要求1所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的临时支护机构设有可相对于临时支护机构向前移动的前探钻机。

12.根据权利要求1所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的永久支护机构还包括前顶锚杆钻机、移动平台、后顶锚杆钻机和支撑机构，移动平台可相对于行走机构前后移动，前顶锚杆钻机安装在移动平台上，后顶锚杆钻机和支撑机构安装在机组后方，支撑机构可做升降移动，并在降下时支撑于巷道侧帮的底部和巷道底板。

13.根据权利要求12所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的移动平台上还安装有帮锚杆钻机。

14.根据权利要求12所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的永久支护机构前端还设有托举保护机构，并在所述的托举保护机构顶部安装锚网。

15.根据权利要求14所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的托举保护机构顶部与前顶锚杆钻机对应处设有锚杆定位孔。

16.根据权利要求1所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的永久支护机构上安装有为掘进机构、临时支护机构及永久支护机构提供电气控制及液压动力源的电器及液压控制系统。

17.根据权利要求1所述的一种掘支锚一体机组，其特征在于所述的临时支护机构推进油缸和掘进机构推进油缸安装在行走机构内。

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