CN106194023B - 一种用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置及使用方法，装置包括基台板、控制台、钻机、钻机安装架及吊装升降组件；基台板位于刮板输送机上，控制台和钻机安装架均设置在基台板上，钻机位于钻机安装架上，吊装升降组件连接在基台板与液压支架之间。方法步骤为：将基台板移动到刮板输送机上方；释放链条将基台板落放到刮板输送机上；移除链条；支撑臂竖起，钻机抬平，调整钻机高度、水平及俯仰摆角；顶紧头顶靠液压支架；启动钻机完成打钻；重新调整钻机高度、水平及俯仰摆角，继续打钻；顶紧头脱离液压支架；基台板移动到其他钻孔工位，完成剩余打钻作业；对支撑臂和钻机进行放倒；装回链条；将基台板抬离刮板输送机；控制基台板远离刮板输送机。

Description

一种用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置及使用方法

技术领域

本发明属于煤矿机械技术领域，特别是涉及一种用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置及使用方法。

背景技术

目前，在煤炭地下开采过程中，由于煤层赋存条件的复杂性，煤层中往往存在着大小不等的若干断层，当综采工作面推进时遇到断层，综采设备将无法继续作业，从而阻碍综采工作面的正常推进，现阶段有两种处理方式，第一种是绕开断层重新推进，第二种是爆破断层强行推进，当遇到大断层时，可采用第一种处理方式，当遇到小断层时，往往采用第二种处理方式。

当采用爆破断层强行推进的过断层方式时，首先需要将综采设备部分拆除转移或进行安全防护，然后再对断层进行爆破，以实现综采工作面的正常推进。而爆破断层前，需要在断层岩体上加工出若干装药孔，这些装药孔都是由人工操作气动锚杆钻机来完成的，钻孔效率十分低下，且工人的劳动强度特别大，每一次过断层过程都会花费大量的时间，从而严重影响了整体煤炭开采效率。再有，由于低效的过断层方式，也使得综采设备的机械化优势无法得到充分发挥。

现阶段，技术人员迫切希望提高过断层效率，特别是提高过断层过程中的钻孔效率，为此必须要改变传统人工操作气动锚杆钻机进行钻孔的方式，转而实现机械化钻孔，技术人员本想将传统的机械化自动凿岩机引入过断层过程中，但是受限于综采工作面的狭小空间，现有的机械化自动凿岩机由于庞大的体积，其根本不具备在综采工作面内使用的条件。

因此，有必要针对综采工作面过断层设计一种全新的机械化钻孔设备，其应有效提高钻孔效率，并有效提高过断层效率，使综采设备的机械化优势得到充分发挥。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置及使用方法，能够实现机械化钻孔，有效降低工人劳动强度，有效提高钻孔效率和过断层效率，能够充分发挥综采设备的机械化优势。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置，包括基台板、控制台、钻机、钻机安装架及吊装升降组件；所述基台板位于刮板输送机上，所述控制台和钻机安装架均设置在基台板上，所述钻机安装在钻机安装架上，所述吊装升降组件连接在基台板与液压支架之间。

在所述基台板下表面安装有支撑滑靴和导向滑靴，所述支撑滑靴与刮板输送机中部槽接触配合，所述导向滑靴与刮板输送机的销排滑动接触配合。

所述钻机安装架包括回转底座、支撑臂、升降滑块、回转盘、第一驱动油缸、第二驱动油缸及第三驱动油缸；所述回转底座安装在基台板上表面，所述支撑臂下端铰接在回转底座上，所述第一驱动油缸一端铰接在回转底座上，第一驱动油缸另一端铰接在支撑臂上，支撑臂的竖起和放倒动作均通过第一驱动油缸进行控制；在所述支撑臂上设置有导轨，导轨与支撑臂相平行，所述升降滑块通过导轨连接在支撑臂上，升降滑块通过导轨与支撑臂滑动配合；所述第二驱动油缸一端连接在升降滑块上，第二驱动油缸另一端连接在支撑臂上，且第二驱动油缸与支撑臂相平行，升降滑块的升降动作通过第二驱动油缸进行控制；所述回转盘安装在升降滑块上，所述钻机安装在回转盘上，所述第三驱动油缸一端铰接在回转盘上，第三驱动油缸另一端铰接在升降滑块，所述钻机通过回转盘进行俯仰角度调整。

在所述支撑臂顶端安装有顶紧油缸，在顶紧油缸顶端安装有顶紧头。

所述吊装升降组件包括升降驱动电机、主动链轮、链条及从动链轮，所述升降驱动电机安装在基台板上，主动链轮通过减速器与升降驱动电机相连；在所述液压支架上吊装有横梁轨道，在横梁轨道上设置有导轮组，导轮组配装有导轮驱动电机；所述从动链轮通过轴承套装在导轮驱动电机的电机轴上，所述链条连接在主动链轮与从动链轮之间。

所述导向滑靴、第一驱动油缸、第二驱动油缸、第三驱动油缸、顶紧油缸、升降驱动电机及导轮驱动电机的动作均通过控制台进行操控。

所述的用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：控制导轮驱动电机转动，使导轮组从横梁轨道末端移动到横梁轨道前端，进而将链条悬吊下的基台板移动到刮板输送机上方；

步骤二：控制升降驱动电机转动，释放链条，进而将基台板落放到刮板输送机上；

步骤三：移除链条；

步骤四：控制第一驱动油缸动作，使支撑臂竖起；

步骤五：控制第三驱动油缸动作，使回转盘转动，进而将钻机调整到水平状态；

步骤六：控制第二驱动油缸动作，调整升降滑块的高度位置，进而调整钻机的高度位置；

步骤七：通过回转底座调整钻机的水平摆角，通过回转盘调整钻机的俯仰摆角，直到钻机处于钻孔位置；

步骤八：控制顶紧油缸伸出，使顶紧头顶靠在液压支架上；

步骤九：启动钻机，完成该钻孔位置处的装药孔打钻作业；

步骤十：重新调整钻机的高度位置、水平摆角及俯仰摆角，完成其他钻孔位置处的装药孔打钻作业；

步骤十一：控制顶紧油缸缩回，使顶紧头与液压支架脱离接触；

步骤十二：控制导向滑靴动作，将基台板移动到其他钻孔工位，利用钻机完成剩余装药孔的打钻作业；

步骤十三：控制导向滑靴动作，将基台板移动到横梁轨道下方；

步骤十四：依次控制第三驱动油缸和第一驱动油缸动作，使支撑臂和钻机处于放倒状态；

步骤十五：装回链条；

步骤十六：控制升降驱动电机转动，回收链条，进而将基台板抬离刮板输送机；

步骤十七：控制导轮驱动电机转动，使导轮组从横梁轨道前端移动到横梁轨道末端，进而使链条悬吊下的基台板远离刮板输送机。

本发明的有益效果：

本发明与传统人工操作气动锚杆钻机进行钻孔的方式相比，实现了机械化钻孔，有效降低了工人的劳动强度，并且有效提高了钻孔效率和过断层效率，充分发挥了综采设备的机械化优势，有效保证了整体煤炭开采效率。

附图说明

图1为本发明的一种用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置(钻孔状态)结构示意图；

图2为本发明的一种用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置(未钻孔时处于悬吊状态)结构示意图；

图3为本发明的钻机与钻机安装架的配装示意图；

图4为本发明的基台板、控制台及吊装升降组件(下半部分)的配装示意图；

图5为本发明的吊装升降组件(上半部分)结构示意图；

图中，1—基台板，2—控制台，3—钻机，4—钻机安装架，5—吊装升降组件，6—刮板输送机，7—液压支架，8—支撑滑靴，9—导向滑靴，10—回转底座，11—支撑臂，12—升降滑块，13—回转盘，14—第一驱动油缸，15—第二驱动油缸，16—顶紧油缸，17—顶紧头，18—升降驱动电机，19—主动链轮，20—链条，21—从动链轮，22—减速器，23—横梁轨道，24—导轮组，25—导轮驱动电机，26—第三驱动油缸。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～5所示，一种用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置，包括基台板1、控制台2、钻机3、钻机安装架4及吊装升降组件5；所述基台板1位于刮板输送机6上，所述控制台2和钻机安装架4均设置在基台板1上，所述钻机3安装在钻机安装架4上，所述吊装升降组件5连接在基台板1与液压支架7之间。

在所述基台板1下表面安装有支撑滑靴8和导向滑靴9，所述支撑滑靴8与刮板输送机6中部槽接触配合，所述导向滑靴9与刮板输送机6的销排滑动接触配合。

所述钻机安装架4包括回转底座10、支撑臂11、升降滑块12、回转盘13、第一驱动油缸14、第二驱动油缸15及第三驱动油缸26；所述回转底座10安装在基台板1上表面，所述支撑臂11下端铰接在回转底座10上，所述第一驱动油缸14一端铰接在回转底座10上，第一驱动油缸14另一端铰接在支撑臂11上，支撑臂11的竖起和放倒动作均通过第一驱动油缸14进行控制；在所述支撑臂11上设置有导轨，导轨与支撑臂11相平行，所述升降滑块12通过导轨连接在支撑臂11上，升降滑块12通过导轨与支撑臂11滑动配合；所述第二驱动油缸15一端连接在升降滑块12上，第二驱动油缸15另一端连接在支撑臂11上，且第二驱动油缸15与支撑臂11相平行，升降滑块12的升降动作通过第二驱动油缸15进行控制；所述回转盘13安装在升降滑块12上，所述钻机3安装在回转盘13上，所述第三驱动油缸26一端铰接在回转盘13上，第三驱动油缸26另一端铰接在升降滑块12，所述钻机3通过回转盘13进行俯仰角度调整。

在所述支撑臂11顶端安装有顶紧油缸16，在顶紧油缸16顶端安装有顶紧头17。

所述吊装升降组件5包括升降驱动电机18、主动链轮19、链条20及从动链轮21，所述升降驱动电机18安装在基台板1上，主动链轮19通过减速器22与升降驱动电机18相连；在所述液压支架7上吊装有横梁轨道23，在横梁轨道23上设置有导轮组24，导轮组24配装有导轮驱动电机25；所述从动链轮21通过轴承套装在导轮驱动电机25的电机轴上，所述链条20连接在主动链轮19与从动链轮21之间。

所述导向滑靴9、第一驱动油缸14、第二驱动油缸15、第三驱动油缸26、顶紧油缸16、升降驱动电机18及导轮驱动电机25的动作均通过控制台2进行操控。

当综采工作面推进时遇到断层，综采设备无法继续作业，需要爆破断层强行推进，此时可利用本发明的钻孔装置进行装药孔的打钻作业。在初始状态下，钻孔装置悬吊在液压支架7上，且位于横梁轨道23末端，支撑臂11处于放倒状态，且钻机1与支撑臂11处于平行状态。本实施例中，基台板1安装有两组钻机，可以利用双钻机同时钻孔，提高钻孔效率。

所述的用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：控制导轮驱动电机25转动，使导轮组24从横梁轨道23末端移动到横梁轨道23前端，进而将链条20悬吊下的基台板1移动到刮板输送机6上方；

步骤二：控制升降驱动电机18转动，释放链条20，进而将基台板1落放到刮板输送机6上；

步骤三：移除链条20；

步骤四：控制第一驱动油缸14动作，使支撑臂11竖起；

步骤五：控制第三驱动油缸26动作，使回转盘13转动，进而将钻机3调整到水平状态；

步骤六：控制第二驱动油缸15动作，调整升降滑块12的高度位置，进而调整钻机3的高度位置；

步骤七：通过回转底座10调整钻机3的水平摆角，通过回转盘13调整钻机3的俯仰摆角，直到钻机3处于钻孔位置；

步骤八：控制顶紧油缸16伸出，使顶紧头17顶靠在液压支架7上；

步骤九：启动钻机3，完成该钻孔位置处的装药孔打钻作业；

步骤十：重新调整钻机3的高度位置、水平摆角及俯仰摆角，完成其他钻孔位置处的装药孔打钻作业；

步骤十一：控制顶紧油缸16缩回，使顶紧头17与液压支架7脱离接触；

步骤十二：控制导向滑靴9动作，将基台板1移动到其他钻孔工位，利用钻机3完成剩余装药孔的打钻作业；

步骤十三：控制导向滑靴9动作，将基台板1移动到横梁轨道23下方；

步骤十四：依次控制第三驱动油缸26和第一驱动油缸14动作，使支撑臂11和钻机3处于放倒状态；

步骤十五：装回链条20；

步骤十六：控制升降驱动电机18转动，回收链条20，进而将基台板1抬离刮板输送机6；

步骤十七：控制导轮驱动电机25转动，使导轮组24从横梁轨道23前端移动到横梁轨道23末端，进而使链条20悬吊下的基台板1远离刮板输送机6。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1.一种用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置，其特征在于：包括基台板、控制台、钻机、钻机安装架及吊装升降组件；所述基台板位于刮板输送机上，所述控制台和钻机安装架均设置在基台板上，所述钻机安装在钻机安装架上，所述吊装升降组件连接在基台板与液压支架之间；在所述基台板下表面安装有支撑滑靴和导向滑靴，所述支撑滑靴与刮板输送机中部槽接触配合，所述导向滑靴与刮板输送机的销排滑动接触配合；所述钻机安装架包括回转底座、支撑臂、升降滑块、回转盘、第一驱动油缸、第二驱动油缸及第三驱动油缸；所述回转底座安装在基台板上表面，所述支撑臂下端铰接在回转底座上，所述第一驱动油缸一端铰接在回转底座上，第一驱动油缸另一端铰接在支撑臂上，支撑臂的竖起和放倒动作均通过第一驱动油缸进行控制；在所述支撑臂上设置有导轨，导轨与支撑臂相平行，所述升降滑块通过导轨连接在支撑臂上，升降滑块通过导轨与支撑臂滑动配合；所述第二驱动油缸一端连接在升降滑块上，第二驱动油缸另一端连接在支撑臂上，且第二驱动油缸与支撑臂相平行，升降滑块的升降动作通过第二驱动油缸进行控制；所述回转盘安装在升降滑块上，所述钻机安装在回转盘上，所述第三驱动油缸一端铰接在回转盘上，第三驱动油缸另一端铰接在升降滑块，所述钻机通过回转盘进行俯仰角度调整。

2.根据权利要求1所述的一种用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置，其特征在于：在所述支撑臂顶端安装有顶紧油缸，在顶紧油缸顶端安装有顶紧头。

3.根据权利要求2所述的一种用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置，其特征在于：所述吊装升降组件包括升降驱动电机、主动链轮、链条及从动链轮，所述升降驱动电机安装在基台板上，主动链轮通过减速器与升降驱动电机相连；在所述液压支架上吊装有横梁轨道，在横梁轨道上设置有导轮组，导轮组配装有导轮驱动电机；所述从动链轮通过轴承套装在导轮驱动电机的电机轴上，所述链条连接在主动链轮与从动链轮之间。

4.根据权利要求3所述的一种用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置，其特征在于：所述导向滑靴、第一驱动油缸、第二驱动油缸、第三驱动油缸、顶紧油缸、升降驱动电机及导轮驱动电机的动作均通过控制台进行操控。

5.权利要求1所述的用于综采工作面过断层的吊装式钻孔装置的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：控制导轮驱动电机转动，使导轮组从横梁轨道末端移动到横梁轨道前端，进而将链条悬吊下的基台板移动到刮板输送机上方；

步骤二：控制升降驱动电机转动，释放链条，进而将基台板落放到刮板输送机上；

步骤三：移除链条；

步骤四：控制第一驱动油缸动作，使支撑臂竖起；

步骤五：控制第三驱动油缸动作，使回转盘转动，进而将钻机调整到水平状态；

步骤六：控制第二驱动油缸动作，调整升降滑块的高度位置，进而调整钻机的高度位置；

步骤七：通过回转底座调整钻机的水平摆角，通过回转盘调整钻机的俯仰摆角，直到钻机处于钻孔位置；

步骤八：控制顶紧油缸伸出，使顶紧头顶靠在液压支架上；

步骤九：启动钻机，完成该钻孔位置处的装药孔打钻作业；

步骤十：重新调整钻机的高度位置、水平摆角及俯仰摆角，完成其他钻孔位置处的装药孔打钻作业；

步骤十一：控制顶紧油缸缩回，使顶紧头与液压支架脱离接触；

步骤十二：控制导向滑靴动作，将基台板移动到其他钻孔工位，利用钻机完成剩余装药孔的打钻作业；

步骤十三：控制导向滑靴动作，将基台板移动到横梁轨道下方；

步骤十四：依次控制第三驱动油缸和第一驱动油缸动作，使支撑臂和钻机处于放倒状态；

步骤十五：装回链条；

步骤十六：控制升降驱动电机转动，回收链条，进而将基台板抬离刮板输送机；

步骤十七：控制导轮驱动电机转动，使导轮组从横梁轨道前端移动到横梁轨道末端，进而使链条悬吊下的基台板远离刮板输送机。