CN106089038A - 一种四立柱定位底板锚杆钻孔装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种四立柱定位底板锚杆钻孔装置，包括底架(1)、工作部件(2)、上架(3)和装置定位部件(4)；上架固定安装在底架上；工作部件安装在底架上，包括本体(21)、前后导向机构(22)、前后定位机构(23)、左右导向机构(24)、左右定位机构(25)、钻机安装架(26)和钻机(27)；装置定位部件包括定位支撑双向伸缩液压缸(41)和控制阀组(42)，四件定位支撑双向伸缩液压缸缸体中心对称竖直固定安装在上架或底架对角线位置上。本四立柱定位底板锚杆钻孔装置结构简单，能够在钻孔过程中提供反向支持力的前提下实现快速对巷道底板进行钻孔，进而整体提高锚杆安装速度，适应于快速成巷的要求。

Description

一种四立柱定位底板锚杆钻孔装置
技术领域
本发明涉及一种钻孔装置，具体是一种适用于煤矿井下对巷道底板进行钻孔锚杆支护的四立柱定位底板锚杆钻孔装置，属于井下支护装备技术领域。
背景技术
由于巷道周围不同深度岩体的自身特性及所处应力环境的不同，受地质周期运动、地下水压等因素影响，围岩容易产生不协调变形，特别是针对煤矿井下开采，巷道顶、底板和两帮围岩会产生变形并向巷道内移动，其中巷道底板或采空区底板向上隆起的现象即称之为底鼓，底鼓是井巷中常发生的一种动力现象，它与围岩的性质、采动影响、开采深度及地质构造等直接相关，国内矿井某些巷道底鼓量甚至占到巷道顶、底板移近量的70％以上，特别针对开采深度较大的、具有应力高、温度高、地下水水压高、扰动强度高、冲击危险高、蠕变明显、变形大等特点的深部采场、高应力软岩巷道和硐室，底鼓使巷道变形、断面变小，严重影响着矿井通风、运输和人员行走等各个环节，制约矿井安全及高产高效生产。
煤矿井下防止底鼓现象的发生不仅要补强巷道支护、加固两帮，而且要根据具体的围岩地质条件采取措施将底鼓量减少到允许范围，通常采用加固法、卸压法、联合法和加固巷道帮、角等方法减少底鼓现象，其中加固法是通过提高底板围岩强度或提高对底板围岩的支护力来达到控制底鼓的目的，是一种最常用的底鼓控制方法。
提高底板围岩的强度，主要有底板注浆、底板锚杆支护等，在对底板采用锚杆支护操作时需先对底板进行钻孔，传统方法在钻孔过程中需在钻杆上方用木柱或反向气腿支撑在巷道顶板上，以提供反向支持力，但由于为了保证巷道底板在安设锚杆前不破坏，必须在距掘进工作面一定距离内安设锚杆，这个距离的大小与底板岩石的性质有关，一般应不大于10米，同时为了保证巷道掘进速度不受影响，通常锚杆安装的速度要快，而这种传统的钻孔方法操作不仅复杂、人力物力消耗大，而且钻孔及安装锚杆的速度较慢、效率低，不适应于快速成巷的要求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种四立柱定位底板锚杆钻孔装置，结构简单，能够在钻孔过程中提供反向支持力的前提下实现快速对巷道底板进行钻孔操作，进而整体提高锚杆安装速度，适应于快速成巷的要求。
为实现上述目的，本四立柱定位底板锚杆钻孔装置包括底架、工作部件、上架和装置定位部件；
所述的上架固定安装在底架上，底架底端设有滚轮；
所述的工作部件安装在底架上，包括本体、前后导向机构、前后定位机构、左右导向机构、左右定位机构、钻机安装架和钻机；本体通过前后方向设置的前后导向机构架设在底架上；前后定位机构配合设置在前后导向机构上；钻机安装架通过左右方向设置的左右导向机构架设在本体上；左右定位机构配合设置在左右导向机构上；钻机竖直设置安装在钻机安装架上；
所述的装置定位部件包括定位支撑双向伸缩液压缸和控制阀组；定位支撑双向伸缩液压缸设置为四件，四件定位支撑双向伸缩液压缸缸体中心对称竖直固定安装在上架或底架对角线位置上，其活塞端端部设有支撑座；控制阀组安装在底架或上架上，控制阀组的输出端通过液压管路与定位支撑双向伸缩液压缸连接。
作为本发明的进一步改进方案，所述的本体通过角度调节定位机构与前后导向机构连接。
作为本发明的进一步改进方案，所述的钻机安装架通过角度调节定位机构与左右导向机构连接。
作为本发明的进一步改进方案，所述的底架和上架均是框架结构。
作为本发明的进一步改进方案，所述的底架和/或上架的框架结构两侧面上设有交叉设置的支撑加强筋。
与现有技术相比，本四立柱定位底板锚杆钻孔装置由于设有安装在底架上的上架，定位支撑双向伸缩液压缸和控制阀组安装在上架或底架上，因此通过操作控制阀组使四件定位支撑双向伸缩液压缸上下双向伸出，定位支撑双向伸缩液压缸的支撑座顶靠在顶板和底板上使底架在巷道顶板与底板之间形成稳定的刚性支撑，钻孔期间钻机的钻杆钻入底板产生的反作用力通过钻机安装架、本体作用于底架，底架将作用力通过定位支撑双向伸缩液压缸直接作用于巷道顶板和底板，因此不需要在钻机的钻杆上方用木柱或反向气腿支撑在巷道顶板上以提供反向支持力；由于工作部件设有前后导向机构、前后定位机构、左右导向机构、左右定位机构，因此将本底板锚杆稳钻装置定位好后可以实现定点一个位置即可完成多排或多列孔的操作，即可以实现钻机在前后导向机构和左右导向机构行程范围内的所有整行和整列的钻孔位置进行定位钻孔；本四立柱定位底板锚杆钻孔装置结构简单、易于操作控制，完成钻孔后即可进行锚杆安装，钻孔及安装锚杆的速度较快、安装效率高，适应于快速成巷的要求，特别适用于对巷道底鼓治理时采用底板锚杆支护的快速安装锚杆。
附图说明
图1是本发明的三维结构示意图。
图中：1、底架，2、工作部件，21、本体，22、前后导向机构，23、前后定位机构，24、左右导向机构，25、左右定位机构，26、钻机安装架，27、钻机，3、上架，4、装置定位部件，41、顶部定位支撑液压缸，42、底部定位支撑液压缸，43、控制阀组。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本四立柱定位底板锚杆钻孔装置包括底架1、工作部件2、上架3和装置定位部件4。
所述的上架3固定安装在底架1上，底架1底端设有滚轮。
所述的工作部件2安装在底架1上，包括本体21、前后导向机构22、前后定位机构23、左右导向机构24、左右定位机构25、钻机安装架26和钻机27；本体21通过前后方向设置的前后导向机构22架设在底架1上；前后定位机构23配合设置在前后导向机构22上，本体21可以通过前后导向机构22和前后定位机构23在底架1上前后方向移动和定位；钻机安装架26通过左右方向设置的左右导向机构24架设在本体21上；左右定位机构25配合设置在左右导向机构24上，钻机安装架26可以通过左右导向机构24和左右定位机构25在本体21上左右方向移动和定位；钻机27竖直设置安装在钻机安装架26上。
所述的装置定位部件4包括定位支撑双向伸缩液压缸41和控制阀组42；由于支撑液压缸竖直设置在架体的对角线支撑腿上支撑更稳固，因此定位支撑双向伸缩液压缸41设置为四件，四件定位支撑双向伸缩液压缸41缸体中心对称竖直固定安装在上架3或底架1对角线位置上，其活塞端端部设有支撑座；控制阀组42安装在底架1或上架3上，控制阀组42的输出端通过液压管路与定位支撑双向伸缩液压缸41连接。
将本四立柱定位底板锚杆钻孔装置放置在需进行底板钻孔的巷道底板上后将控制阀组42的输入端通过液压管路与工作面液压泵站连接，然后操作控制阀组42使四件定位支撑双向伸缩液压缸41上下双向伸出，定位支撑双向伸缩液压缸41的支撑座顶靠在顶板和底板上使底架1在巷道顶板与底板之间形成刚性支撑，然后松开前后定位机构23和左右定位机构25，移动本体21至前后方向上需钻孔的位置后锁紧前后定位机构23，然后移动钻机安装架26至左右方向上需钻孔的位置后锁紧左右定位机构25，钻机27即正对钻孔位置，启动钻机27进行钻孔即可，钻孔期间钻机27的钻杆钻入底板产生的反作用力通过钻机安装架26、本体21作用于底架1，底架1将作用力通过定位支撑双向伸缩液压缸41直接作用于巷道顶板和底板；钻好第一个孔后可直接松开前后定位机构23或左右定位机构25进行前后方向或左右方向上的钻孔位置调整实现一排或一列的钻孔操作。
为了实现本设备能够对前后方向上非完全水平的巷道底板进行垂直钻孔，进而增大本设备的适用性，作为本发明的进一步改进方案，所述的本体21通过角度调节定位机构与前后导向机构22连接，通过调节角度调节定位机构使钻机27的钻杆垂直于在前后方向上的非完全水平的巷道底板并锁定，即可实现垂直钻孔。
为了实现本设备能够对左右方向上非完全水平的巷道底板进行垂直钻孔，进而增大本设备的适用性，作为本发明的进一步改进方案，所述的钻机安装架26通过角度调节定位机构与左右导向机构24连接，通过调节角度调节定位机构使钻机27的钻杆垂直于在左右方向上的非完全水平的巷道底板并锁定，即可实现垂直钻孔。
为了减轻整个装置的整体重量以便于移动，作为本发明的进一步改进方案，所述的底架1和上架3均是框架结构。
为了增加本设备的整体支撑强度，作为本发明的进一步改进方案，所述的底架1和/或上架3的框架结构两侧面上设有交叉设置的支撑加强筋。
本四立柱定位底板锚杆钻孔装置由于设有安装在底架1上的上架3，定位支撑双向伸缩液压缸41和控制阀组42安装在上架3或底架1上，因此通过操作控制阀组42使四件定位支撑双向伸缩液压缸41上下双向伸出，定位支撑双向伸缩液压缸41的支撑座顶靠在顶板和底板上使底架1在巷道顶板与底板之间形成稳定的刚性支撑，钻孔期间钻机27的钻杆钻入底板产生的反作用力通过钻机安装架26、本体21作用于底架1，底架1将作用力通过定位支撑双向伸缩液压缸41直接作用于巷道顶板和底板，因此不需要在钻机27的钻杆上方用木柱或反向气腿支撑在巷道顶板上以提供反向支持力；由于工作部件2设有前后导向机构22、前后定位机构23、左右导向机构24、左右定位机构25，因此将本底板锚杆稳钻装置定位好后可以实现定点一个位置即可完成多排或多列孔的操作，即可以实现钻机27在前后导向机构22和左右导向机构24行程范围内的所有整行和整列的钻孔位置进行定位钻孔；本四立柱定位底板锚杆钻孔装置结构简单、易于操作控制，完成钻孔后即可进行锚杆安装，钻孔及安装锚杆的速度较快、安装效率高，适应于快速成巷的要求，特别适用于对巷道底鼓治理时采用底板锚杆支护的快速安装锚杆。

Claims (5)

1.一种四立柱定位底板锚杆钻孔装置，包括钻机(27)，其特征在于，还包括底架(1)、工作部件(2)、上架(3)和装置定位部件(4)；
所述的上架(3)固定安装在底架(1)上，底架(1)底端设有滚轮；
所述的工作部件(2)安装在底架(1)上，包括本体(21)、前后导向机构(22)、前后定位机构(23)、左右导向机构(24)、左右定位机构(25)、钻机安装架(26)和钻机(27)；本体(21)通过前后方向设置的前后导向机构(22)架设在底架(1)上；前后定位机构(23)配合设置在前后导向机构(22)上；钻机安装架(26)通过左右方向设置的左右导向机构(24)架设在本体(21)上；左右定位机构(25)配合设置在左右导向机构(24)上；所述的钻机(27)竖直设置安装在钻机安装架(26)上；
所述的装置定位部件(4)包括定位支撑双向伸缩液压缸(41)和控制阀组(42)；定位支撑双向伸缩液压缸(41)设置为四件，四件定位支撑双向伸缩液压缸(41)缸体中心对称竖直固定安装在上架(3)或底架(1)对角线位置上，其活塞端端部设有支撑座；控制阀组(42)安装在底架(1)或上架(3)上，控制阀组(42)的输出端通过液压管路与定位支撑双向伸缩液压缸(41)连接。
2.根据权利要求1所述的四立柱定位底板锚杆钻孔装置，其特征在于，所述的本体(21)通过角度调节定位机构与前后导向机构(22)连接。
3.根据权利要求1或2所述的四立柱定位底板锚杆钻孔装置，其特征在于，所述的钻机安装架(26)通过角度调节定位机构与左右导向机构(24)连接。
4.根据权利要求3所述的四立柱定位底板锚杆钻孔装置，其特征在于，所述的底架(1)和上架(3)均是框架结构。
5.根据权利要求4所述的四立柱定位底板锚杆钻孔装置，其特征在于，所述的底架(1)和/或上架(3)的框架结构两侧面上设有交叉设置的支撑加强筋。
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