CN104141456B - 煤矿坑道用大采高瓦斯抽采履带钻机 - Google Patents

Abstract

一种煤矿坑道用大采高瓦斯抽采履带钻机，至少包括本体和变位钻给装置，所述本体包含履带车体，所述履带车体的下端两侧分别设有一履带总成，所述变位钻给装置设置于履带本体的前端，该变位钻给装置包含车体连接板、末端连接板、伸缩式变幅装置、方位调节装置、倾角调节装置和给进装置，所述伸缩式变幅装置的一端连接于车体连接板，另一端连接所述末端连接板，所述伸缩式变幅装置实现末端连接板相对车体连接板在平面上的整体式平行运动，由此，本发明适用钻孔高度范围广，实现了钻机中心孔高度调节范围大的特点，在掘进中的工作面的顺槽施工中，施工范围大，可以兼顾整个工作面，使得钻机在大采高瓦斯抽采钻孔中优势明显。

Description

煤矿坑道用大采高瓦斯抽采履带钻机

技术领域

本发明属于煤矿井下大采高、多层位的瓦斯抽采钻孔的技术领域，尤其涉及一种能快速进行方位角和倾角调节的煤矿坑道用大采高瓦斯抽采履带钻机。

背景技术

在厚煤层、大采高开采技术进行采煤中，最大采高5.5米，同时同一个工作面经常存在既要解决高孔位的瓦斯抽采又要解决低的瓦斯抽采的问题，因此，在这样一个特殊开采条件下，回采工作面中顺层瓦斯抽采及前探孔的瓦斯抽采对钻机的研制提出了新的要求。

目前已有的钻机在这种环境下进行开采时，由于高度调节范围小，因此，在进行高位钻孔时需要搭钻机支撑架，难以完全满足高、低位多层孔施工要求，其不仅效率较低，适用范围窄，而且外形尺寸大，方位角、倾角调节范围小。

为此，本发明的设计者通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种煤矿坑道用大采高瓦斯抽采履带钻机，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：解决煤矿坑道中大采高、多层位瓦斯抽采问题，提供一种适用范围广，生产效率高的煤矿坑道用大采高瓦斯抽采履带钻机。

为解决上述问题，本发明公开了

与现有技术相此，本发明实现了如下效果：

1.适用钻孔高度范围广。可以满足低孔位(如0.8米)钻孔施工要求，同时又满足高孔位(如3.5米)钻孔的施工要求，满足了多层孔位的要求。采用调高油缸举升伸缩臂的结构，实现了钻机中心孔高度调节范围大的特点，方位调节装置可使得主机左右摆动180°，倾角调节装置可使倾角调节±90°，在掘进中的工作面的顺槽施工中，施工范围大，可以兼顾整个工作面，使得钻机在大采高瓦斯抽采钻孔中优势明显。

2.倾角调节范围大，调节方便可靠。钻机的调角装置结构紧凑，具有大承载力和扭矩输出的特点，调角范围大，根据功能和实际要求设计为180°旋转，倾角调节为±90°，钻机中将摆动油缸悬臂安装在伸缩式变幅装置的末端，通过控制手柄的前推和后拉控制摆动油缸来带动整个给进装置的摆动，实现给进装置倾、仰角的调节，方便快捷，自动化能力高。

3.给进装置设计为可以收缩，钻车运输中为了减少外形尺寸，可以将给进装置平移至升降大臂上部，方便运输，可以将重心尽量后移增加了运输中的安全性。

4.给进装置前、后端设计有前顶油缸和后顶装置，钻机处于运输状态时，前顶油缸可旋转至机身侧面并固定，可减少钻机运输尺寸。当需要进行钻孔施工时，前顶油缸顶出与平移油缸配合稳固给进装置。履带车体上为了便于施工前探孔时，给进装置后顶油缸失效而设置的四组上稳固装置和四组下稳固装置来使得钻机更加稳固。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的主机主视图；

图4为本发明的最高位置示意图；

图5为本发明的最低位置示意图；

图中标号及符号说明：1-后上稳固装置，2-履带车体，3-电机泵组，4-履带总成，5-车座总成，6-主操纵台，7-多路阀，8-行走操纵台，9-前上稳固装置，10-前下稳固装置，11-伸缩式变幅装置，12-倾角调节装置，13-方位调节装置，14-滑轨拖板，15-前顶油缸，16-给进装置，17-平移油缸，18-后顶装置，19-13联阀，20-泥浆泵，21-冷却器，22-油箱，23-电磁起动器，24-车体连接板，25-调高油缸，26-第一层臂，27-滑轨，28-耐磨片，29-末端连接板，30-四连杆机构，31-调平油缸，32-第二层臂，33-伸缩油缸，34-动力头，35-夹持器，36-矿用照明灯，37-后下稳固装置。

具体实施方式

下面结合附图1-5和具体实施方式对本发明进行详细说明。

其中，煤矿坑道用大采高瓦斯抽采履带钻机至少包括本体和变位钻给装置。

所述本体包含履带车体2，所述履带车体2的下端两侧分别设有一履带总成4，通过两个履带总成4来带动履带车体2在坑道内进行快速移动。

为了提供钻孔时的稳定状态，所述履带车体2上还可设有稳定装置，所述稳定装置包含位于履带车体2前端的前上稳固装置9和前下稳固装置10以及后端的后上稳固装置1和后下稳固装置37，其中，所述前上稳固装置9和后上稳固装置1形状对应，均包含两根第一稳固杆，各第一稳固杆的一端固定于履带车体2，另一端向上延伸并设有固定盘，其中，两根第一稳固杆之间设有连接杆，所述第一稳固杆可通过油缸进行伸缩；所述前下稳固装置10和后下稳固装置37形状对应，均包含两根第二稳固杆，各第二稳固杆的一端固定于履带车体2，另一端向下延伸并设有固定盘，所述第二稳固杆可通过油缸进行伸缩。

由此，当履带车体2运动至设定位置，可同时通过两端的稳固装置进行稳固操作，而固定盘的设置则提供了更好的稳固效果，在钻孔时整个车体更加稳定。

其中，所述履带本体2上可设有电机泵组3，车座总成5、油箱22、主操纵台6、多路阀7、行走操纵台8、矿用照明灯36、电磁起动器23、冷却器21、油箱22、13联阀19、泥浆泵20等部件。

所述变位钻给装置设置于履带本体2的前端，参见图1和图3，该变位钻给装置包含车体连接板24、末端连接板29、伸缩式变幅装置11、方位调节装置13、倾角调节装置12和给进装置16，所述车体连接板24通过螺栓连接至所述履带本体2，所述伸缩式变幅装置11的一端连接于车体连接板24，另一端连接所述末端连接板29，所述伸缩式变幅装置11可使末端连接板29在车体连接板24为原点的第一象限内进行运动后调整姿态至原始状态(即图1中所示的姿态)，也可实现末端连接板29相对车体连接板24在平面上的整体式平行运动，即末端连接板29能在车体连接板24为原点的第一象限内进行整体式运动。

所述倾角调节装置12固定于所述末端连接板29，所述方位调节装置13连接于倾角调节装置12以能进行倾角的调节操作，所述给进装置16连接于方位调节装置13以进行旋转方位调节，所述给进装置16上设有动力头34和夹持器35。

参见图3，显示了本发明的其中一个实施例，其中，所述伸缩式变幅装置11可包含第一层臂26、第二层臂32、调高油缸25、伸缩油缸33、调平油缸31和四连杆机构30，所述第一层臂26的一端铰接于所述连接板24的上端，另一端连接于所述调高油缸25的一端，所述调高油缸25的另一端铰接于所述连接板24的下端，由此，可通过调高油缸25的伸缩来进行第一层臂26的相对旋转，所述第二层臂32滑动设置于所述第一层臂26上，可选的是，所述第二层臂32设有沿所述第一层臂26的滑轨27滑动的凹槽，为提高耐磨性能，所述滑轨27的表面还可设有耐磨片28，所述伸缩油缸33的一端铰接于所述第一层臂26，另一端连接于所述第二层臂32的后端，以推动所述第二层臂32在第一层臂26上滑动伸缩，所述末端连接板29的下端铰接于所述第二层臂32，所述四连杆机构30包含两根依次铰接的杆，其中一根杆的一端铰接于所述第二层臂32，另一根杆的一端铰接于所述末端连接板29的上端，且所述调平油缸31的一端连接于所述第二层臂32，另一端连接于所述两根杆的铰接部，由此，在伸缩式变幅装置的运动控制中，不仅通过调高油缸、伸缩油缸进行位置的改变，而且，还通过这种特别的设计，使得移动过程中能保持末端连接板29的姿态，以实现本发明的最终效果。

其中，所述倾角调节装置12可悬臂安装在末端连接板29上，倾角调节装置12中包含液压摆动油缸以实现倾角调节，所述摆动缸调节范围±90°，从而实现了自动、大范围进行钻进倾、仰角的调节。

所述的方位调节装置13一端连接在倾角调节装置12上，一端连接在给进装置16上的滑轨拖板14上，所述方位调节装置13可包含回转油缸以进行回转方位调节，从而推动了给进装置16进行方位角调节。

所述给进装置16的下方还可设有平移油缸17，运输时平移油缸17平移可以使给进装置16收缩在伸缩式变幅装置11上方，以减少运输尺寸，为提供动力头钻孔时的稳定，所述给进装置16的前端还设有前顶油缸15，后端设有后顶装置18，可在钻进时伸出前顶油缸15和后顶装置18以撑在两侧的煤壁上。

由此，伸缩式变幅装置11的第二层臂32依靠内置的伸缩油缸33沿着第一级臂上的滑轨27进行伸长和缩回调节，伸缩式变幅装置11的第二级臂32伸出后也能增加伸缩式变幅装置11举升给进装置16的高度，用以配合改变调高油缸25举升升降臂后给进装置16的中心高，两层臂之间磨损较大时，可以更换耐磨片28。

给进装置16的机身与滑轨拖板14间设有固定销，以防止滑轨拖板14与机身的相对运动。当需要进行钻孔施工时，前顶油缸15顶出顶紧煤壁，同时给进装置16上的平移油缸17平移后，使后顶装置18顶紧煤壁，以在前后稳固给进装置16。当施工前探孔时，给进装置16后顶油缸无法顶到煤壁，此时设置的四组前上稳固装置9、后上稳固装置、前下稳固装置、后下稳固装置10上下稳固将履带钻机稳固，给进时给进力通过前后稳固将力传递到地面。

本发明的具体操作过程如下：通过外接与电机泵组3上的电缆提供动力，电机泵组3又为各个执行元件(如液压油缸、摆动缸、马达等)提供动力，钻机履带行走至设计位置后，对钻机进行稳固，再将钻机从运输状态调整至工作状态，可通过平移油缸17将给进装置16推出，伸缩式变幅装置11的调高油缸25、调平油缸31和伸缩油缸33配合调节至合适钻孔高度，倾角调节装置12调节倾角至需要的角度，方位调节装置13回转至合适方位角，稳固给进装置16后即可以开始钻进操作。

本发明满足了煤矿井下大倾角、多方位、大采高瓦斯抽采的需要，而且辅助功能多，操作方便，外形尺寸小，运输搬迁方便。

其中，所述行走操纵台8位于钻机右前方，以方便操作人员观察前方状况。

由此，本发明的优点在于：

1.适用钻孔高度范围广。可以满足低孔位(如0.8米)钻孔施工要求，同时又满足高孔位(如3.5米)钻孔的施工要求，满足了多层孔位的要求。

2.倾角调节范围大，调节方便可靠。

3.给进装置设方便运输，可以将重心尽量后移增加了运输中的安全性。

4.给进装置前、后端设计有前顶油缸和后顶装置，使得钻机更加稳固。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (6)

1.一种煤矿坑道用大采高瓦斯抽采履带钻机，至少包括本体和变位钻给装置，其特征在于：

所述本体包含履带车体，所述履带车体的下端两侧分别设有一履带总成，

所述变位钻给装置设置于履带本体的前端，该变位钻给装置包含车体连接板、末端连接板、伸缩式变幅装置、方位调节装置、倾角调节装置和给进装置，所述车体连接板固定至所述履带本体，所述伸缩式变幅装置的一端连接于车体连接板，另一端连接所述末端连接板，所述倾角调节装置固定于所述末端连接板以能进行倾角的调节操作，所述方位调节装置连接于倾角调节装置以进行旋转方位调节，所述给进装置连接于方位调节装置，所述给进装置上设有动力头进行钻给；

所述伸缩式变幅装置包含第一层臂、第二层臂、调高油缸、伸缩油缸、调平油缸和四连杆机构，所述第一层臂的一端铰接于所述连接板的上端，另一端连接于所述调高油缸的一端，所述调高油缸的另一端铰接于所述连接板的下端，所述第二层臂滑动设置于所述第一层臂上，所述伸缩油缸的一端铰接于所述第一层臂，另一端连接于所述第二层臂的后端，所述末端连接板的下端铰接于所述第二层臂，所述四连杆机构包含两根依次铰接的杆，其中一根杆的一端铰接于所述第二层臂，另一根杆的一端铰接于所述末端连接板的上端，且所述调平油缸的一端连接于所述第二层臂，另一端连接于所述两根杆之间的铰接部。

2.如权利要求1所述的履带钻机，其特征在于：所述倾角调节装置悬臂安装在末端连接板上，倾角调节装置中包含液压摆动油缸以实现倾角调节。

3.如权利要求1所述的履带钻机，其特征在于：所述的方位调节装置一端连接在倾角调节装置上，一端连接在给进装置上的滑轨拖板上，所述给进装置的下方还设有平移油缸，所述给进装置的前端还设有前顶油缸，后端设有后顶装置，以在钻进时伸出前顶油缸和后顶装置而撑在两侧的煤壁上。

4.如权利要求1所述的履带钻机，其特征在于：所述履带车体上还设有稳定装置，所述稳定装置包含位于履带车体前端的前上稳固装置和前下稳固装置以及后端的后上稳固装置和后下稳固装置，所述前上稳固装置和后上稳固装置形状对应，均包含两根第一稳固杆，各第一稳固杆的一端固定于履带车体，另一端向上延伸并设有固定盘，所述第一稳固杆通过油缸进行伸缩；所述前下稳固装置和后下稳固装置形状对应，均包含两根第二稳固杆，各第二稳固杆的一端固定于履带车体，另一端向下延伸并设有固定盘，所述第二稳固杆通过油缸进行伸缩。

5.如权利要求1所述的履带钻机，其特征在于：所述第二层臂设有沿所述第一层臂的滑轨滑动的凹槽。

6.如权利要求5所述的履带钻机，其特征在于：所述滑轨的表面还设有耐磨片。