CN105239971B - 煤矿井下松软煤层钻孔筛管输送装置及其输送方法 - Google Patents

Abstract

一种煤矿井下松软煤层钻孔筛管输送装置及其输送方法，筛管输送装置包括框架体、夹持机构、输送机构和驱动机构，所述框架体包含框架体底座和位于框架体底座一端的筛管扶正板，所述筛管扶正板供夹持机构可拆卸的固定，所述驱动机构包含相对设置的第一皮带传动副和第二皮带传动副，所述第一皮带传动副和第二皮带传动副支撑于所述框架体底座上，所述第一皮带传动副和第二皮带传动副设有可相对运行的皮带以实现筛管的准确夹持输送；由此，本发明能够代替人工向孔底输送抗静电防爆PVC筛管，速度快、效率高，能够安装于常用的分体式钻机尾部，快速高效的通过钻杆内部将筛管下入到钻孔底部，保证钻孔的完整性，提高瓦斯抽采效率。

Description

煤矿井下松软煤层钻孔筛管输送装置及其输送方法

技术领域

本发明涉及煤矿井下钻探的技术领域，尤其涉及一种煤矿井下松软煤层钻孔筛管输送装置及其输送方法。

背景技术

防治煤与瓦斯突出是我国煤矿面临的重大任务，而进行瓦斯抽采是确保矿井安全的根本措施。殷新胜等人的发明专利《井下松软突出煤层中风压空气钻进装备及配套工艺》中提出了一种钻进成孔结束后先不提钻，通过高强度大通孔钻杆内部向孔底输送抗静电防爆PVC筛管并最终使其留在孔内，确保松软突出煤层钻孔的完整性，提高瓦斯抽采效率的施工方法，近年得到了成功的应用，取得良好的效果。但是，在向孔底输送抗静电防爆PVC筛管采用人工输送的方法，输送筛管速度慢，影响了施工效率。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，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井下松软煤层钻孔筛管输送装置及其输送方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿井下松软煤层钻孔筛管输送装置及其输送方法，其代替人工向孔底输送抗静电防爆PVC筛管，速度快、效率高。

为解决上述问题，本发明公开了一种煤矿井下松软煤层钻孔筛管输送装置，包括框架体、夹持机构、输送机构和驱动机构，其特征在于：

所述框架体包含框架体底座和位于框架体底座一端的筛管扶正板，所述筛管扶正板供夹持机构可拆卸的固定，所述驱动机构包含相对设置的第一皮带传动副和第二皮带传动副，所述第一皮带传动副和第二皮带传动副支撑于所述框架体底座上，所述第一皮带传动副和第二皮带传动副设有相对运行的皮带以实现筛管的准确夹持输送。

其中：所述筛管扶正板上设有供筛管通过的孔以及位于孔上下方的固定板和通孔，所述夹持机构至少包含第一张紧环和第二张紧环，所述第一张紧环和第二张紧环的上端通过第一销轴固定于所述筛管扶正板的通孔中，下端通过一丝杆穿置调节，所述丝杆穿过所述筛管扶正板的固定板，所述第一张紧环和第二张紧环的下端分别设置于固定板的两侧，所述丝杆的一端通过第二销轴连接一凸轮，所述丝杆的另一端螺旋啮合有调节螺母。

其中：所述第一皮带传动副包括第一上固定板、第一从动轮、第一下固定板、第一主动轮和第一皮带，所述第一上固定板和第一下固定板之间夹持有第一皮带，所述第一皮带环绕于第一主动轮和第一从动轮，所述第二皮带传动副包括第二上固定板、第四从动轮、第二下固定板、第二主动轮和第二皮带；所述第二上固定板和第二下固定板之间夹持有第二皮带，所述第二皮带环绕于第二主动轮和第四从动轮。

其中：所述框架底座的上方两端设有第一导轨和第二导轨，所述第一导轨的一侧设有第一导轨挡板，所述第一下固定板设有第一滑块和第二滑块，以分别滑动支撑于第一导轨和第二导轨，所述第二下固定板设有第三滑块和第四滑块，以分别滑动支撑于第一导轨和第二导轨上。

其中：所述第一主动轮、第一从动轮、所述第二主动轮和第四从动轮均采用齿形皮带轮，所述第一皮带和第二皮带采用齿形皮带。

其中：还设有滑动调节机构，所述滑动调节机构包含一手轮，所述手轮包含手轮盘和手轮丝杆，所述框架体的一侧还设有供手轮丝杆穿设的手轮扶正环，所述第一皮带传动副包含一供手轮丝杆穿设的第一夹持板，所述第二皮带传动副包含一供手轮丝杆穿设的第二夹持板，第一夹持板设有与手轮丝杆啮合的固定螺母，第二夹持板设有与手轮丝杆啮合的固定螺母。

其中：所述驱动组件包含第一摆线马达和第二摆线马达，所述第一摆线马达固定在第一上固定板上以实现对第一主动轮的驱动，所述第二摆线马达固定在第二上固定板上以实现对第二主动轮的驱动。

其中：所述驱动组件还包含油路阀块，所述油路阀块包含换向阀、换向阀和流量调节阀。

以及如前所述的筛管输送装置的使用方法，包括以下几个步骤：

步骤一：将筛管输送装置固定在钻机机架尾部的托板上；

步骤二：将筛管输送装置通过液压胶管接至液压泵站；

步骤三：启动钻机液压泵站，驱动第一皮带传动副和第二皮带传动副进入工作状态；

步骤四：调节第一皮带传动副和第二皮带传动副之间距离和夹持机构的松紧；

步骤五：将筛管从导正轮侧放置于第一皮带传动副与第二皮带传动副之间，夹紧筛管；

步骤六：再次启动钻机液压泵站，控制下筛管的速度；

步骤七：当一根筛管下完后，关闭驱动装置，通过夹持机构夹紧筛管防止其窜动，续接筛管；

步骤八：继续下筛管；

步骤九：重复步骤七、步骤八，直至将筛管下至设计孔深。

通过上述结构可知，本发明的煤矿井下松软煤层钻孔筛管输送装置及其输送方法具有如下效果：

1、能够代替人工向孔底输送抗静电防爆PVC筛管，速度快、效率高。

2、本发明能够安装于常用的分体式钻机尾部，快速高效的通过钻杆内部将筛管下入到钻孔底部，保证钻孔的完整性，提高瓦斯抽采效率。

3、在向上仰孔中下入塑料筛管时，效率更高，安全性好。

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为筛管输送装置整体结构示意图；

图2为框架体结构示意图；

图3为夹持机构结构示意图；

图4为夹持机构凸轮结构示意图；

图5为夹持机构丝杆机构示意图；

图6为第一皮带传动副爆炸示意图；

图7为第二皮带传动副爆炸示意图；

图8为手轮结构示意图；

图9为油路阀块示意图。

附图标记：

1.框架体；2.夹持机构；3.第一皮带传动副；4.第二皮带传动副；5.第一液压胶管；6.第二液压胶管；7.第一摆线马达；8.第二摆线马达；9.第三液压胶管；10.手轮；11.第四液压胶管；12.油路阀块；

101.筛管扶正板；102.框架体底座；103.导正轮；104.第一导轨；105.第一导轨挡板；106.手轮扶正环；107.第二导轨；108.固定板；109.通孔；

201.手柄；202.凸轮；203.第一张紧环；204.第一销轴；205.第二张紧环；206.丝杆；207.调节螺母；208.第一弹簧；209.第二弹簧；210.第二销轴；

701.第一油口；702.第二油口；703.第一摆线马达传动轴；301.第一上固定板；302.第一从动轮；303.第一下固定板；304.第二滑块；305.第二从动轮；306.第三从动轮；307.第一夹持板；308.第一滑块；309.第一主动轮；310.第一皮带；311.第一传动轴通孔；

801.第三油口；802.第四油口；803.第二摆线马达传动轴；401.第二上固定板；402.第四从动轮；403.第二下固定板；404.第四滑块；405.第五从动轮；406.第六从动轮；407.第二夹持板；408.第三滑块；409.第二主动轮；410.第二皮带；411.第二传动轴通孔；

1201.换向阀；1202.第五油口；1203.第六油口；1204.第七油口；1205.换向阀；1206.第八油口；1207.流量调节阀。

具体实施方式

参见图1至图9，显示了本发明的煤矿井下松软煤层钻孔筛管输送装置及其输送方法。

如图1所示，所述煤矿井下松软煤层钻孔筛管输送装置主要包括：框架体1、夹持机构2、输送机构和驱动机构，所述夹持机构2设置于框架体1的一端以引导夹持筛管，所述输送机构位于框架体1的上方以输送筛管，所述驱动机构驱动输送机构实现输送。

参见图1和图2，所述框架体1包含框架体底座102和位于框架体底座102一端的筛管扶正板101，所述筛管扶正板101供夹持机构2可拆卸的固定，其上设有供筛管通过的孔以及位于孔上下方的固定板108和通孔109，所述框架底座102另一端内表面设有一导正轮103，所述导正轮103的周缘设有内凹槽以便于引导筛管，为提供驱动机构的滑动，所述框架底座102的上方两端设有第一导轨104和第二导轨107，所述第一导轨104的一侧设有第一导轨挡板105，以对驱动机构进行限位。

参见图3-5，所述夹持机构2至少包含第一张紧环203和第二张紧环205，所述第一张紧环203和第二张紧环205的上端可通过第一销轴204固定于所述筛管扶正板101的通孔109中，下端通过一丝杆206穿置调节，所述丝杆206穿过所述筛管扶正板101的固定板108，所述第一张紧环203和第二张紧环205的下端分别设置于固定板108的两侧，为实现调节，所述丝杆206上设有第一弹簧208和第二弹簧209，所述第一弹簧208位于固定板108和第二张紧环205之间，所述第二弹簧209位于固定板108和第一张紧环203之间，所述丝杆206的一端通过第二销轴210连接一凸轮202，所述凸轮202的末端螺纹连接于一手柄201，参见图4，所述凸轮202的末端设有螺纹孔，另一端设有容纳丝杆206的两块侧板，所述两块侧板设有供第二销轴210贯穿的穿孔，且各所述侧板的上方设有斜边，所述斜边与穿孔的距离和侧板顶边与穿孔的距离不同，所述丝杆206的另一端螺旋啮合有调节螺母207，由此，所述夹持机构2的主要作用是在单根筛管输送完成后能够夹紧筛管防止其下串并便于加接下一根筛管，其主要是通过凸轮202的两条边与第二销轴210孔距离的不同来实现的，所述第一弹簧208和第二弹簧209起到支撑回弹的作用，若夹持机构2在夹紧状态下，仍然不能有效夹紧筛管时，可以通过丝杆206和调节螺母207调节夹持的松紧程度。

参见图1，所述驱动机构可包含相对设置的第一皮带传动副3和第二皮带传动副4，所述第一皮带传动副3和第二皮带传动副4支撑于所述框架体底座102上并可沿第一导轨104和第二导轨107滑动，所述第一皮带传动副3和第二皮带传动副4均设有可相对运行的皮带，以实现筛管的准确夹持输送，由此，通过这种皮带传动，既实现了筛管的便捷准确输送，还可利用皮带的摩擦传动，避免了在下管时冲力过大，还能实现阻力太大时的筛管停车。

参见图6和图7，显示了第一皮带传动副3和第二皮带传动副4的优选实施例，所述第一皮带传动副3可包括第一上固定板301、第一从动轮302、第一下固定板303、第二从动轮305、第三从动轮306、第一主动轮309、第一皮带310，所述第一上固定板301和第一下固定板303之间夹持有第一皮带310，所述第一皮带310环绕于第一主动轮309和第一从动轮302，从而可通过第一主动轮309驱动第一皮带310旋转，为更好的稳固驱动，所述第一主动轮309和第一从动轮302之间还设有第二从动轮305和第三从动轮306，以更好的支撑皮带，所述第一下固定板303可支撑于框架体底座102上，且为实现滑动，所述第一下固定板303设有第一滑块308和第二滑块304，以分别滑动支撑于第一导轨104和第二导轨107上。

可选的是，所述第一主动轮309、第一从动轮302、第二从动轮305和第三从动轮306均采用齿形皮带轮，所述第一皮带310采用齿形皮带，以保证皮带不打滑。

所述第二皮带传动副4主要包括第二上固定板401、第四从动轮402、第二下固定板403、第五从动轮405、第六从动轮406、第二主动轮409、第二皮带410；所述第二上固定板401和第二下固定板403之间夹持有第二皮带410，所述第二皮带410环绕于第二主动轮409和第四从动轮402，从而可通过第二主动轮409驱动第二皮带410旋转，为更好的稳固驱动，所述第二主动轮409和第四从动轮402之间还设有第五从动轮405和第六从动轮406，以更好的支撑皮带，所述第二下固定板403可支撑于框架体底座102上，且为实现滑动，所述第二下固定板403设有第三滑块408和第四滑块404，以分别滑动支撑于第一导轨104和第二导轨107上。

可选的是，所述第二主动轮409、第四从动轮402、第五从动轮405和第六从动轮406均采用齿形皮带轮，所述第二皮带410采用齿形皮带。

为实现第一皮带传动副3和第二皮带传动副4之间的滑动调节，还可设有滑动调节机构，所述滑动调节机构包含一手轮10，参见图8，所述手轮10包含手轮盘1001和手轮丝杆1002，所述框架体1的一侧还设有供手轮丝杆1002穿设的手轮扶正环106，以避免手轮10操作时的摆动缺陷，所述第一皮带传动副3包含一供手轮丝杆1002穿设的第一夹持板307，所述第二皮带传动副4包含一供手轮丝杆1002穿设的第二夹持板407，第一夹持板307的两侧焊接固置有与手轮丝杆1002啮合的固定螺母，第二夹持板407的两侧焊接固置有与手轮丝杆1002啮合的固定螺母，从而可通过手轮盘1001的旋转，分别驱动第一皮带传动副3和第二皮带传动副4相对移动，从而调节两皮带之间的距离，以适应不同的筛管直径，有效提高适用范围。

所述驱动组件可包含第一摆线马达7和第二摆线马达8，参见图6和图7，所述第一摆线马达7固定在第一上固定板301上，第一摆线马达传动轴703依次穿过第一传动轴通孔311、第一主动轮309中心通孔以实现对第一主动轮309的驱动，所述第二摆线马达8固定在第二上固定板401上，第二摆线马达传动轴803依次穿过第二传动轴通孔411、第二主动轮409中心通孔以实现对第二主动轮409的驱动。

为提供第一摆线马达7和第二摆线马达8油路驱动，所述驱动组件还可包含第一液压胶管5、第二液压胶管6、第三液压胶管9、第四液压软管11和油路阀块12，所述油路阀块12包含换向阀1201、换向阀1205和流量调节阀1207，所述换向阀1201设有第五油口1202、第六油口1203、第七油口1204和第八油口1206。

所述第一液压胶管5两端分别与第一摆线马达7的第二油口702和第二摆线马达8的第三油口801连接；所述第二液压胶管6两端分别与第一摆线马达7的第一油口701和第二摆线马达8的第四油口802连接；所述第三液压胶管9两端分别与第四油口802、油路阀块12的第五油口1202连接；所述第四液压胶管11两端分别与第二油口702、油路阀块12的第六油口1203连接；所述油路阀块12通过紧固螺孔固定在一相仿大小铁板上，铁板焊在框架体1上。

由此，本发明的筛管输送装置结构紧凑，能实现不同直径大小的筛管输送，还利用皮带传送和导向夹持，既保证了输送的输送准确，还提高安全性。

其中，所述筛管输送装置的使用方法，主要包括以下几个步骤：

步骤一：将筛管输送装置固定在钻机机架尾部的托板上；

步骤二：将筛管输送装置通过油路阀块12以液压胶管接至钻机的液压泵站，优选的通过第七油口1204和第八油口1206连接；

步骤三：启动钻机液压泵站，缓慢旋动油路阀块12上的流量调节阀1207，将液压流量逐渐调大，驱动第一摆线马达7和第二摆线马达8进入工作状态，带动第一主动轮309和第二主动轮409转动，检查第一皮带310和第二皮带410的转动方向是否相反，若转动相同，则需检查筛管输送装置的液压胶管连接是否正确，调试完成后，关闭钻机液压泵站；

步骤四：逆时针摇动手轮，使第一皮带传动副4与第二皮带传动副5之间的距离大于筛管直径，将夹持机构2的手柄201提起以松开第一张紧环203、第二张紧环205；

步骤五：将筛管从导正轮103侧放置于第一皮带传动副4与第二皮带传动副5之间，顺时针摇动手轮，夹紧筛管；

步骤六：再次启动钻机液压泵站，将油路阀块12上的换向阀1205放置于下筛管的档位，通过调节流量调节阀1207，控制下筛管的速度；

步骤七：当一根筛管下完后，将换向阀1205放置于中间截止档位以关闭第一摆线马达7和第二摆线马达8，将夹持机构2的手柄201拉至近水平位置夹紧筛管防止其窜动，续接筛管；

步骤八：将换向阀1205放置于下筛管的档位，继续下筛管；

步骤九：重复步骤七、步骤八，直至将筛管下至设计孔深。

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 (7)

1.一种煤矿井下松软煤层钻孔筛管输送装置，包括框架体、夹持机构、输送机构和驱动机构，其特征在于：

所述框架体包含框架体底座和位于框架体底座一端的筛管扶正板，所述筛管扶正板供夹持机构可拆卸的固定，所述驱动机构包含相对设置的第一皮带传动副和第二皮带传动副，所述第一皮带传动副和第二皮带传动副支撑于所述框架体底座上，所述第一皮带传动副和第二皮带传动副设有相对运行的皮带以实现筛管的准确夹持输送；

所述筛管扶正板上设有供筛管通过的孔以及位于孔上下方的固定板和通孔，所述夹持机构至少包含第一张紧环和第二张紧环，所述第一张紧环和第二张紧环的上端通过第一销轴固定于所述筛管扶正板的通孔中，下端通过一丝杆穿置调节，所述丝杆穿过所述筛管扶正板的固定板，所述第一张紧环和第二张紧环的下端分别设置于固定板的两侧，所述丝杆的一端通过第二销轴连接一凸轮，所述丝杆的另一端螺旋啮合有调节螺母；

所述第一皮带传动副包括第一上固定板、第一从动轮、第一下固定板、第一主动轮和第一皮带，所述第一上固定板和第一下固定板之间夹持有第一皮带，所述第一皮带环绕于第一主动轮和第一从动轮，所述第二皮带传动副包括第二上固定板、第四从动轮、第二下固定板、第二主动轮和第二皮带；所述第二上固定板和第二下固定板之间夹持有第二皮带，所述第二皮带环绕于第二主动轮和第四从动轮。

2.如权利要求1所述的筛管输送装置，其特征在于：所述框架底座的上方两端设有第一导轨和第二导轨，所述第一导轨的一侧设有第一导轨挡板，所述第一下固定板设有第一滑块和第二滑块，以分别滑动支撑于第一导轨和第二导轨，所述第二下固定板设有第三滑块和第四滑块，以分别滑动支撑于第一导轨和第二导轨上。

3.如权利要求1所述的筛管输送装置，其特征在于：所述第一主动轮、第一从动轮、所述第二主动轮和第四从动轮均采用齿形皮带轮，所述第一皮带和第二皮带采用齿形皮带。

4.如权利要求1所述的筛管输送装置，其特征在于：还设有滑动调节机构，所述滑动调节机构包含一手轮，所述手轮包含手轮盘和手轮丝杆，所述框架体的一侧还设有供手轮丝杆穿设的手轮扶正环，所述第一皮带传动副包含一供手轮丝杆穿设的第一夹持板，所述第二皮带传动副包含一供手轮丝杆穿设的第二夹持板，第一夹持板设有与手轮丝杆啮合的固定螺母，第二夹持板设有与手轮丝杆啮合的固定螺母。

5.如权利要求1所述的筛管输送装置，其特征在于：所述驱动机构还包含第一摆线马达和第二摆线马达，所述第一摆线马达固定在第一上固定板上以实现对第一主动轮的驱动，所述第二摆线马达固定在第二上固定板上以实现对第二主动轮的驱动。

6.如权利要求5所述的筛管输送装置，其特征在于：所述驱动机构还包含油路阀块，所述油路阀块包含换向阀、换向阀和流量调节阀。

7.如权利要求1-6中任一所述的筛管输送装置的使用方法，包括以下几个步骤：

步骤一：将筛管输送装置固定在钻机机架尾部的托板上；

步骤二：将筛管输送装置通过液压胶管接至液压泵站；

步骤三：启动钻机液压泵站，驱动第一皮带传动副和第二皮带传动副进入工作状态；

步骤四：调节第一皮带传动副和第二皮带传动副之间距离和夹持机构的松紧；

步骤五：将筛管从导正轮侧放置于第一皮带传动副与第二皮带传动副之间，夹紧筛管；

步骤六：再次启动钻机液压泵站，控制下筛管的速度；

步骤七：当一根筛管下完后，关闭驱动机构，通过夹持机构夹紧筛管防止其窜动，续接筛管；

步骤八：继续下筛管；

步骤九：重复步骤七、步骤八，直至将筛管下至设计孔深。