CN104265167A - 一种转运锚杆锚索钻车 - Google Patents

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蒲长晏
武利民
刘芳
高峰
刘琦
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    • E21D20/00Setting anchoring-bolts
    • E21D20/003Machines for drilling anchor holes and setting anchor bolts

Abstract

本发明公开一种转运锚杆锚索钻车,包括自行走机构、转运机构和支护机构;自行走机构位于钻车底部,其上部设有安装平台;转运机构包括料斗和运输溜槽;支护机构包括顶锚杆锚索钻机、安装顶锚杆锚索钻机的滑道、帮锚杆锚索钻机和钻臂机构;滑道以垂直于钻车轴向的方向安装在安装平台上且能进行水平伸缩,顶锚杆锚索钻机可在滑道上滑动;钻臂机构的底端安装在安装平台上,其顶端安装帮锚杆锚索钻机;支护机构可在电气和液压系统的作用下实现展开、收缩和支护作业。本发明集合了物料转运、破碎、锚杆锚索支护功能,实现了掘锚工作面的机械化配套作业,实现同掘同锚,掘锚平行作业,从而极大地提高掘进效率和掘进进尺,有效解决采掘失调矛盾。

Description

一种转运锚杆锚索钻车
技术领域
本发明涉及煤矿井下用于支护作业的锚杆钻车领域,特别是涉及一种集转运、破碎、锚杆锚索支护功能与一体的转运锚杆锚索钻车。
背景技术
我国煤矿采掘失调,掘进落后的状况比较严重,已成为制约煤炭生产发展的“瓶颈”,在巷道掘进作业中,掘进机的开机率只有30%左右,其余的大部分时间都用于支护,支护效率低是影响掘进进尺的最主要因素。
随着煤炭行业科技的发展和我国产业政策的要求,我国的煤矿巷道掘进中已引进比较先进的带有锚杆支护功能的掘进设备如掘锚机等,但通常只进行部分的顶锚杆锚索支护和帮锚杆支护,剩余大量的顶锚杆锚索支护和部分(或全部)帮锚杆支护都是工人用手持式锚杆钻机完成,不仅由于手持式锚杆机是人力操作,人力本身的局限性造成锚杆锁紧力需要二次紧固,这样既增加工作量,费时费力,又需要工人成组作业,而且机械化程度低,劳动强度大,工作环境恶劣,安全性差。因此现有的带有锚杆支护功能的设备因其自身的结构和功能范围等方面的原因,满足不了更高的支护效率的要求,无法从根本上解决煤炭行业采掘失调的矛盾。
由此可见,上述现有的带有锚杆支护功能的设备在结构、方法与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。如何能创设一种能与掘锚机配套作业又具备机械化锚杆锚索支护功能的新的转运锚杆锚索钻车,成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种既具有锚杆锚索支护功能又具有转运功能的转运锚杆锚索钻车,使其既能与掘锚机配套作业又具备机械化锚杆锚索支护功能,从而克服现有的锚杆锚索支护设备的不足。
为解决上述技术问题,本发明提供一种转运锚杆锚索钻车,包括自行走机构、转运机构和支护机构;
所述自行走机构位于所述钻车的底部,其上部设有安装平台;
所述转运机构包括料斗和运输溜槽,所述料斗位于所述钻车的最前端,所述运输溜槽的前端与料斗连接且运输溜槽沿钻车轴向方向设置;
所述支护机构包括顶锚杆锚索钻机、安装顶锚杆锚索钻机的滑道、帮锚杆锚索钻机和钻臂机构;所述滑道以垂直于钻车轴向的方向安装在所述安装平台上,且能进行水平伸缩,所述顶锚杆锚索钻机可在所述滑道上滑动;所述钻臂机构的底端安装在所述安装平台上,其顶端安装帮锚杆锚索钻机。
作为本发明进一步改进,所述支护机构包括两台顶锚杆锚索钻机和两条安装顶锚杆锚索钻机的滑道,所述两条滑道伸出时,两条滑道的远端点之间的宽度大于所述钻车的宽度,所述两条滑道均位于钻车的前部。
进一步改进,所述支护机构包括两台帮锚杆锚索钻机和两个钻臂机构,所述两个钻臂机构的底端分别通过销轴安装在所述钻车的后部两侧。
进一步改进,所述钻车还包括破碎机构,所述破碎机构安装在所述运输溜槽上的中部。
进一步改进,所述破碎机构包括破碎滚筒和使破碎滚筒转动的动力源,所述破碎滚筒的外表面设有滚齿,所述动力源为液压马达或电机。
进一步改进,所述钻臂机构安装有旋转油缸、伸缩油缸及其对应的操作阀。
进一步改进,所述顶锚杆锚索钻机还设置有支撑机构。
进一步改进,所述料斗沿钻车轴向的长度满足与所述钻车配套作业的掘锚设备两个掘进步距的需求。
进一步改进,所述安装平台上还设置有工作平台。
进一步改进,所述自行走机构、转运机构和支护机构均采用电气系统与液压系统联合控制。
采用上述技术方案后,本发明具有以下优点:
1、本发明转运锚杆锚索钻车,集合了物料转运、破碎、锚杆锚索支护功能,实现了掘锚工作面的机械化配套作业。工作时紧跟在掘锚设备后面同步行进,在将掘锚设备截割下的煤及时转运到桥式皮带机或梭车上的同时,用来补顶锚杆锚索和帮锚杆锚索作业,没有空帮,作业条件安全可靠,实现同掘同锚,掘锚平行作业,从而极大地提高掘进效率和掘进进尺,有效解决采掘失调矛盾。
2、本发明整体机构合理,刚性好,行走自如可靠,适应在恶劣的环境下工作,并且钻机扭矩大,转速高,特别是帮锚杆锚索钻机十分灵活,非常适合在煤矿井下进行安全支护。
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是本发明转运锚杆锚索钻车与掘锚设备配套使用时的侧视示意图;
图2是本发明转运锚杆锚索钻车在收缩状态下的侧视示意图;
图3是本发明转运锚杆锚索钻车在收缩状态下的俯视示意图;
图4是本发明转运锚杆锚索钻车在打开状态下的侧视示意图;
图5是本发明转运锚杆锚索钻车在部分打开状态下的俯视示意图;
图6是本发明转运锚杆锚索钻车的顶锚杆锚索钻机沿滑道左右打开时的左视示意图;
图7是本发明具有三台顶锚杆锚索钻机时转运锚杆锚索钻车的左视示意图。
具体实施方式
参照附图1可见,本发明转运锚杆锚索钻车20紧跟在掘锚设备30后,具有将掘锚设备30截割下的煤转运到桥式皮带机或梭车上的转运功能,又具有机械化顶锚索锚杆和帮锚杆支护功能,还具有将体积大的煤块破碎,防止砸坏输送设备的破碎功能。
作为本发明一实施例,参照附图2至5可见,本发明转运锚杆锚索钻车20,包括自行走机构7、转运机构、支护机构、破碎机构、电气系统6和液压系统。
自行走机构7位于钻车的底部,其上部设有安装平台7-1。自行走机构7为履带式行走机构,包括张紧油缸、行走动力源和减速机。张紧油缸的伸缩运动可调整履带的张紧程度,行走动力源可以为液压马达或电机,提供行走机构的行走动力,带动行走机构向前移动。履带式行走机构爬坡能力为±15度,行走速度为0-15m/min,与掘锚设备30相匹配。自行走机构7还配置有自锁阀,在钻车停车时按下自锁阀,钻车不能行走移动;打开自锁阀,行走动力源带动减速机,通过链轮带动履带实现行走机构行走。自行走机构7也可以为液压控制的轮胎式行走机构。
转运机构包括料斗1和运输溜槽10,料斗1位于钻车20的最前端,与掘锚设备30的出煤口相配合,参照附图1可见。料斗1的长度能满足掘锚设备30两个掘进步距的需求,即掘锚设备30向前掘进两米,钻车20向前移动一次。运输溜槽10包括溜槽、刮板、刮板链子、挡煤板2和动力源。溜槽位于安装平台7-1下方的中间部位,其前端与料斗1连接,后端与输送设备连接。挡煤板2位于安装平台7-1靠近料斗1的一端,与安装平台7-1垂直设置,用于防止煤块对溜槽的直接冲击。动力源可以为液压马达或者电机。运输溜槽10的运输能力为25t/min,能满足掘锚设备作业时的运输能力。
液压系统包括油箱、液压油泵、分布于转运机构、支护机构、破碎机构和自行走机构的液压油缸、连接液压油泵与油箱及各个液压油缸的液压管路以及位于液压管路上的安全阀和操作阀。液压系统还包括平衡阀、油管座、接头、水管及冷却器等。
电气系统6包括防爆电机、电磁启动器、防爆照明灯、瓦斯断电仪、灯光语音信号装置、传感及安全防护装置、急停按钮、防爆接线盒和防爆电缆。电气系统6和液压系统的油箱、液压油泵均采用螺栓固定在钻车的安装平台7-1上,且位于钻车的中部。电气系统6与外界电源连接,是本钻车的电力中心。电气系统6的防爆电机与液压系统的液压油泵连接,启动防爆电机能带动液压油泵运转,然后通过液压管路把动力传递至钻车的各个执行机构,如转运机构、支护机构、破碎机构和自行走机构等,为钻车提供动力,完成转运、支护、破碎和行走动作。
支护机构包括顶锚杆锚索钻机3、安装顶锚杆锚索钻机3的滑道、帮锚杆锚索钻机9和钻臂机构8。安装顶锚杆锚索钻机3的滑道垂直于钻车轴向方向,安装在钻车的前部且位于安装平台7-1上。参照附图6可见,本钻车具有两条平行的滑道3-1、3-2,分别安装两台顶锚杆锚索钻机3,且钻机3与滑道垂直设置,滑道3-1、3-2能通过水平伸缩油缸实现水平方向伸缩;为了适用不同的巷道要求,提高支护效率,用户可以在滑道的中部根据需要自主增加一台顶锚杆锚索钻机,使顶锚杆锚索钻机的数量增至三台,如附图7所示。滑道3-1、3-2均伸出时钻机的展开宽度为5m,则两台顶锚杆锚索钻机3能够在间距为5m的范围内沿着滑道左右滑动。当钻车行在工作位置进行顶锚杆锚索的支护作业时,两台顶锚杆锚索钻机沿着滑道3-1、3-2滑动到指定位置进行作业。顶锚杆锚索钻机3还可垂直上下移动,作业时向上伸出,其最大支护高度为3900mm,停止作业时收回,防止钻车在巷道里移动时刮蹭钻机。两台顶锚杆锚索钻机3还分别配置有能将钢网、钢梁等重物举升到顶板上的支撑机构。
帮锚杆锚索钻机9安装在钻臂机构8顶端,钻臂机构8位于安装平台7-1后部。参照附图3可见,本钻车具有两台帮锚杆锚索钻机9,分别安装在位于钻车后部两侧的钻臂机构8-1、8-2上,钻臂机构8-1、8-2分别通过销轴安装在安装平台7-1上。钻臂机构8-1、8-2安装有旋转油缸、伸缩油缸及其对应的操作阀,旋转油缸带动钻臂机构8展开,可以使帮锚杆锚索钻机9进行前后、左右180°的旋转,伸缩油缸可推动钻臂机构8伸长,延伸钻车的工作范围,每个钻臂机构能够实现独立的自由伸缩和旋转,并且每个钻臂机构都配备一个相对钻臂机构固定的操作台,方便工人操作。当钻车行在工作位置进行帮锚杆的支护作业时,两台帮锚杆锚索钻机9配合钻臂机构8的伸展准确定位打孔位置,可以实现在巷道任意方位、任意角度的钻孔作业,主要用于帮锚杆支护作业,也可以用于顶锚杆锚索支护作业和打探测孔,如瓦斯、水的探孔等。
上述顶锚杆锚索钻机和帮锚杆锚索钻机各包括两个不同行程的液压油缸、滑轨、回转机构总成及链条总成,不同行程的液压油缸分别位于滑轨的两侧,回转机构总成位于滑轨的上方,回转机构总成、液压油缸通过链条总成与滑轨连接在一起,通过液压系统提供动力完成各台钻机的支护作业。
上述四台钻机相互独立,既可以单独作业,也可以同时作业,不工作时收回,防止钻车在巷道里面移动过程中刮蹭钻机。
破碎机构包括破碎滚筒4和促使滚筒转动的动力源。破碎滚筒4安装在钻车运输溜槽10上的中部,其外表面设置有滚齿。在需要时破碎滚筒4用以将体积大的煤块破碎,防止砸坏输送设备。促使滚筒转动的动力源可以为液压马达或电机。
本发明钻车的安装平台上还设置有工作平台5,用于方便工人操作。
本发明集合了物料转运、破碎、锚杆锚索支护功能,工作时紧跟在掘锚机后面同步行进,在将掘锚机截割下的煤及时转运到桥式皮带机或梭车上的同时,完成顶锚杆锚索及帮锚杆支护作业,实现同掘同锚,掘锚平行作业,从而极大地提高掘进效率和掘进进尺,有效解决采掘失调矛盾,促进煤炭生产安全、高效和健康发展。
本发明电气系统具有防爆功能,组成电气系统的元件都有防爆合格证和煤安证,保证钻车在运行状态下操作人员的安全。并且通过防爆电机带动液压系统的液压油泵向各个执行元件提供动力,操作简单、故障率低、维修方便。
本发明转运锚杆锚索钻车设计新颖、结构独特、功能多样,集转运、破碎及锚护功能为一体,可减少作业人员,减轻劳动强度,提高支护效率。本发明可实现我国煤矿行业安全、高效、机械化作业的目标,丰富和完善了锚杆锚索钻车的功能。
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 (10)

1.一种转运锚杆锚索钻车,其特征在于,包括自行走机构、转运机构和支护机构;
所述自行走机构位于所述钻车的底部,其上部设有安装平台;
所述转运机构包括料斗和运输溜槽,所述料斗位于所述钻车的最前端,所述运输溜槽的前端与料斗连接且运输溜槽沿钻车轴向方向设置;
所述支护机构包括顶锚杆锚索钻机、安装顶锚杆锚索钻机的滑道、帮锚杆锚索钻机和钻臂机构;所述滑道以垂直于钻车轴向的方向安装在所述安装平台上,且能进行水平伸缩,所述顶锚杆锚索钻机可在所述滑道上滑动;所述钻臂机构的底端安装在所述安装平台上,其顶端安装帮锚杆锚索钻机。
2.根据权利要求1所述的转运锚杆锚索钻车,其特征在于,所述支护机构包括两台顶锚杆锚索钻机和两条安装顶锚杆锚索钻机的滑道,所述两条滑道伸出时,两条滑道的远端点之间的宽度大于所述钻车的宽度,所述两条滑道均位于钻车的前部。
3.根据权利要求1或2所述的转运锚杆锚索钻车,其特征在于,所述支护机构包括两台帮锚杆锚索钻机和两个钻臂机构,所述两个钻臂机构的底端分别通过销轴安装在所述钻车的后部两侧。
4.根据权利要求1所述的转运锚杆锚索钻车,其特征在于,所述钻车还包括破碎机构,所述破碎机构安装在所述运输溜槽上的中部。
5.根据权利要求4所述的转运锚杆锚索钻车,其特征在于,所述破碎机构包括破碎滚筒和使破碎滚筒转动的动力源,所述破碎滚筒的外表面设有滚齿,所述动力源为液压马达或电机。
6.根据权利要求1所述的转运锚杆锚索钻车,其特征在于,所述钻臂机构安装有旋转油缸、伸缩油缸及其对应的操作阀。
7.根据权利要求1所述的转运锚杆锚索钻车,其特征在于,所述顶锚杆锚索钻机还设置有支撑机构。
8.根据权利要求1所述的转运锚杆锚索钻车,其特征在于,所述料斗沿钻车轴向的长度满足与所述钻车配套作业的掘锚设备两个掘进步距的需求。
9.根据权利要求1所述的转运锚杆锚索钻车,其特征在于,所述安装平台上还设置有工作平台。
10.根据权利要求1所述的转运锚杆锚索钻车,其特征在于,所述自行走机构、转运机构和支护机构均采用电气系统与液压系统联合控制。
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