CN106545339A - 一种用于煤矿井下无氧掘进面的本安型掘锚一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于煤矿井下无氧掘进面的本安型掘锚一体机，属于煤矿开采设备技术领域。该一体机包括截割机构、履带行走机构、支护设备、安全保护监测装置、安全工作舱和安全逃生装置，截割机构在该一体机最前端，后续设置锚杆钻机作为支护设备，履带行走机构带动一体机前行，工作人员通过安全工作舱内的操作平台可直观地看到该一体机所处的位置以及工作情况，观察舱外的实时情况。同时为处置突发意外事件可通过安全逃生装置将工作人员迅速撤离至安全区域。使用该一体机，井下工作人员在无氧工作环境下能够安全的进行运输、支护等一系列掘进工作。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采设备技术领域，特别是指一种用于煤矿井下无氧掘进面的本安型掘锚一体机。
背景技术
我国是世界上第二大能源消耗国，是以煤炭为主要能源的国家。近年来，随着我国现代工业的快速发展导致煤矿矿井开采深度和强度都迅速增长，瓦斯压力的增大和开采条件的日趋复杂，传统形式的掘进锚杆机已经不能满足煤矿的工作需求，特别是在无氧掘进面，工作时操作人员的安全得不到确实的保障，发生紧急情况时亦不能自救并且及时撤离，现如今巷道无人掘锚机在技术上还未能趋于成熟，还需要在信号传输距离等方面有待进一步发展。
为了满足对于无氧掘进面的开采要求，保障井下工作人员的人身安全，简化掘进和支护工艺，提高工作效率，因此考虑研发带有安全工作舱和安全逃生装置的本安型掘锚一体机已成为趋势，井下人员在安全舱内操纵掘进和锚杆支护设备完成运输、支护等一系列掘进工作。这种工艺系统与传统工艺相比，安全性高，机械化程度高，简化工艺，大大减少了作业人员，工效较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于煤矿井下无氧掘进面的本安型掘锚一体机，使井下人员在安全工作舱内操纵掘进和锚杆支护设备完成掘锚工作。通过安全保护监测装置针对井下复杂的工作环境进行实时监测预警。在井下发生灾害时，舱内工作人员通过安全逃生装置迅速逃离灾变现场，便于自救及安全撤离。
该一体机包括截割机构、履带行走机构、支护设备、安全保护监测装置、安全工作舱和安全逃生装置，截割机构在该一体机最前端，截割机构后设置支护设备中的锚杆钻机，履带行走机构设置在该一体机两侧下部，用于带动一体机前行，安全工作舱位于该一体机中心，安全逃生装置设置在该一体机最后端，安全工作舱与安全逃生装置连通。
安全保护监测装置由红外传感定位系统、可视化监测系统、本安型掘锚一体机工作状态监控系统三部分组成；其中，红外传感定位系统用于红外线定位掘锚一体机与巷道及支护架相对位置，包括处理器、传感器、显示器、通信模块，红外传感定位系统通过红外线发射装置和红外线接收装置将采集场景的红外图像传输到安全工作舱的操作台；可视化监测系统通过360度摄像头进行图像的采集工作，360度摄像头分别安装在安全工作舱的前部、支护设备处和该一体机尾部，井下工作人员通过安全工作舱的操作平台可直观地看到本安型掘锚一体机所处的位置以及工作情况，观察舱外的实时动态变化；本安型掘锚一体机工作状态监控系统由监测传感器、数据储存装置、信号模块处理器和核心处理器组成，监测传感器安装于该一体机的各个运行部位，用于实时监测运行温度、转速、磨损程度、支护安装进度，将数据收集于数据储存装置中，通过核心处理器计算，将结果通过信号模块处理器传输到安全工作舱的操作平台。
安全逃生装置具有高强度、隔热、防爆的效果，在发生紧急事故时，能够自动开启，实现与皮带输送装置的对接，利用皮带将载有人的安全逃生装置传送到安全的地方。
安全工作舱包括操作系统、材料保障系统、安全保障系统、监测控制系统，安全工作舱舱体外层为双层高强度钢板，两层钢板中间有绝热板。用于保障无氧掘进面的工作人员安全地操作本安型掘锚一体机，也能够为工作人员提供正常工作时间所需的空气(氧气)、流食(水)，同时能与井下进行有效通信、监测监控、人员定位、视频信号传输。操作系统使井下工作人员在无氧掘进面的密闭安全工作舱内用于控制锚杆机和掘进机进行锚杆支护和掘进工作。材料储存系统用于储存水、食物、照明灯、急救箱等生活必需品。安全保障系统使舱体达到隔热、保温、防爆、防水、气密的目的。监测控制系统包括多种传感器，在安全工作舱内安装传感器，监测舱内温度、湿度、氧气以及二氧化碳等多种气体含量，通过安装在掘锚一体机上的传感器上传的信号数据进行掘锚一体机运转的监控，当系统出现异常情况会产生报警信号，并自主采取相应保护应对措施。
支护设备包括锚杆操作台、感应器监测参数显示器、锚杆钻机(5)、调整锚杆钻机方向的液压装置，锚杆钻机(5)选用煤矿用气动锚杆钻机，锚杆钻机(5)尾端通过液压支架和锚杆钻机运行轨道相连，待钻探完毕后使用机械手臂将锚杆放置在钻机端部。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，安全性高，机械化程度高，简化工艺，大大减少了作业人员，工效较高。使用该一体机，井下工作人员在无氧工作环境下能够安全的进行运输、支护等一系列掘进工作。
附图说明
图1为本发明的用于煤矿井下无氧掘进面的本安型掘锚一体机示意图。
其中：1-截割机构；2-逃生装置；3-履带行走机构；4-安全工作舱；5-锚杆钻机；6-360度摄像头；7-红外线发射装置；8-红外线接收装置；9-监测传感器。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种用于煤矿井下无氧掘进面的本安型掘锚一体机，如图1所示，该一体机包括截割机构1、履带行走机构3、支护设备、安全保护监测装置、安全工作舱4和安全逃生装置2，截割机构1在该一体机最前端，截割机构1后设置支护设备中的锚杆钻机5，履带行走机构3设置在该一体机两侧下部，用于带动一体机前行，安全工作舱4位于该一体机中心，安全逃生装置2设置在该一体机最后端，安全工作舱4与安全逃生装置2连通。
其中，安全保护监测装置由红外传感定位系统、可视化监测系统、本安型掘锚一体机工作状态监控系统三部分组成；其中，红外传感定位系统包括处理器、传感器、显示器、通信模块，红外传感定位系统通过红外线发射装置7和红外线接收装置8将采集场景的红外图像传输到安全工作舱4的操作台；可视化监测系统通过360度摄像头6进行图像的采集工作，360度摄像头6分别安装在安全工作舱4的前部、支护设备处和该一体机尾部；本安型掘锚一体机工作状态监控系统由监测传感器9、数据储存装置、信号模块处理器和核心处理器组成，监测传感器9安装于该一体机的各个运行部位，用于实时监测运行温度、转速、磨损程度、支护安装进度，将数据收集于数据储存装置中，通过核心处理器计算，将结果通过信号模块处理器传输到安全工作舱4的操作平台。
安全工作舱4包括操作系统、材料保障系统、安全保障系统、监测控制系统，安全工作舱4舱体外层为双层高强度钢板，两层钢板中间有绝热板。
支护设备包括锚杆操作台、感应器监测参数显示器、锚杆钻机5、调整锚杆钻机方向的液压装置，锚杆钻机5选用煤矿用气动锚杆钻机，锚杆钻机5尾端通过液压支架和锚杆钻机运行轨道相连。
当本安型掘锚一体机工作时通过截割机构1进行掘进作业，工作人员位于安全工作舱4内对本安型掘锚一体机进行操作，安全工作舱4通过螺栓连接履带行走机构3，工作人员通过固定在本安型掘锚一体机上的三个不同部位的360度摄像头6观察到本安型掘锚一体机和巷道的实时情况，同时监测传感器9收集本安型掘锚一体机运行状态的数据通过核心处理器的处理后显示在操作平台上的显示器中。操作者在安全工作舱4中利用红外线发射装置7将红外线照射到本安型掘锚一体机外部，再经过红外线接收装置8接收红外信号，经过信号的处理对本安型掘锚一体机进行定位以及生成红外图像传输到安全工作舱4的操作台，通过红外线定位系统的定位和红外图像以及360摄像头6的实时监控，作业人员通过安全工作舱4中的操作系统进行相应操作。
安全逃生装置2位于安全工作舱4的后侧。当发生紧急情况时，安全逃生装置2会自动开启并与安全工作舱4实现对接，同时逃生装置2将与皮带输送装置对接，利用皮带的转动将安全逃生装置2输送至安全地点。
工作人员通过锚杆操作台操作锚杆钻机5，锚杆预先放置在安全工作舱4顶部，待钻探完毕后使用机械手臂将锚杆放置在钻机端部。锚杆钻机5通过螺栓整齐安装于履带行走机构3。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于煤矿井下无氧掘进面的本安型掘锚一体机，其特征在于：包括截割机构(1)、履带行走机构(3)、支护设备、安全保护监测装置、安全工作舱(4)和安全逃生装置(2)，截割机构(1)在该一体机最前端，截割机构(1)后设置支护设备中的锚杆钻机(5)，履带行走机构(3)设置在该一体机两侧下部，用于带动一体机前行，安全工作舱(4)位于该一体机中心，安全逃生装置(2)设置在该一体机最后端，安全工作舱(4)与安全逃生装置(2)连通。
2.根据权利要求1所述的用于煤矿井下无氧掘进面的本安型掘锚一体机，其特征在于：所述安全保护监测装置由红外传感定位系统、可视化监测系统、本安型掘锚一体机工作状态监控系统三部分组成；其中，红外传感定位系统包括处理器、传感器、显示器、通信模块，红外传感定位系统通过红外线发射装置(7)和红外线接收装置(8)将采集场景的红外图像传输到安全工作舱(4)的操作台；可视化监测系统通过360度摄像头(6)进行图像的采集工作，360度摄像头(6)分别安装在安全工作舱(4)的前部、支护设备处和该一体机尾部；本安型掘锚一体机工作状态监控系统由监测传感器(9)、数据储存装置、信号模块处理器和核心处理器组成，监测传感器(9)安装于该一体机的各个运行部位，用于实时监测运行温度、转速、磨损程度、支护安装进度，将数据收集于数据储存装置中，通过核心处理器计算，将结果通过信号模块处理器传输到安全工作舱(4)的操作平台。
3.根据权利要求1所述的用于煤矿井下无氧掘进面的本安型掘锚一体机，其特征在于：所述安全逃生装置(2)在发生紧急事故时，能够自动开启，实现与皮带输送装置的对接。
4.根据权利要求1所述的用于煤矿井下无氧掘进面的本安型掘锚一体机，其特征在于：所述安全工作舱(4)包括操作系统、材料保障系统、安全保障系统、监测控制系统，安全工作舱(4)舱体外层为双层高强度钢板，两层钢板中间有绝热板。
5.根据权利要求1所述的用于煤矿井下无氧掘进面的本安型掘锚一体机，其特征在于：所述支护设备包括锚杆操作台、感应器监测参数显示器、锚杆钻机(5)、调整锚杆钻机方向的液压装置，锚杆钻机(5)选用煤矿用气动锚杆钻机，锚杆钻机(5)尾端通过液压支架和锚杆钻机运行轨道相连。
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