CN107060749B - 采用4台锚杆钻机超前锚护的掘锚一体化综掘机 - Google Patents

Abstract

采用4台锚杆钻机超前锚护的掘锚一体化综掘机，克服了现有技术结构复杂，机体较大，多机架布置困难以及在煤矿井下巷道的移动和通过性都很差和自动化程度低，锚护工作效率不高且安全性较差的问题，特征是在综掘机本体的尾部底梁两侧固定连接有超前支护装置，在超前支护装置上安装有钻机组合机架，在钻机组合机架上安装有4台锚杆钻机机架，有益效果是，实现了综掘机掘进、超前支护和多钻机锚护一体化，实现了在综掘机本体上增加的多个装置形体最小化和具有折叠与收缩功能，解决了巷道前端面、采空锚护区顶板的支撑防护问题，可以在一次性支护条件下完成两排锚杆锚护，多台锚杆钻机机架同时作业，成倍提高了锚护工作的效率且方位准确。

Description

采用4台锚杆钻机超前锚护的掘锚一体化综掘机

技术领域

本发明属于煤矿巷道掘进支护技术领域，特别涉及采用4台锚杆钻机超前锚护的掘锚一体化综掘机。

背景技术

现有技术中，综掘机巷道掘进后的支护工作，是一项艰苦复杂又效率很低的工作，主要原因是掘进机与锚杆机分体式工作造成了大量的时间浪费，有效工作时间比例很小；人工打锚杆不但劳动强度大，而且需要的人员数量也很多，所以，非常需要一种机载式锚杆钻机在掘进机掘进中或掘进后立即可以快速进行锚杆支护工作，以提高掘进机的工作效率，降低操作者的劳动强度，提高煤矿生产安全性。

关于掘锚一体化的掘锚机，申请号为CN200620094123.7的实用新型公开了一种掘锚一体化掘锚机，该掘锚机为掘进机和锚杆机一体安装结构，锚杆机安装于掘进机截割部两侧，利用掘进机截割部侧面作为锚杆机安装平台，以掘进机截割部侧面销轴作支撑及定位安装，所述的锚杆机与掘进机之间通过安装于截割部侧面的轨道滑动配合，锚杆机通过安装轨道在截割部侧部前后滑动，实现锚杆机与掘进机截割部一体化结构，同时利用截割部的升降、摆动及锚杆机自身功能，完成巷道锚杆的锚装工作。所述的锚杆机具有收缩折叠机构，收缩折叠机构设有伸缩油缸和垂直油缸，伸缩油缸一端与安装于轨道上的销轴铰连，另一端通过移动套筒与锚杆机铰连；垂直油缸一端与锚杆机铰连，另一端与伸缩油缸带动的移动套筒铰连，当掘进机工作时，锚杆机收缩折叠，最大程度地降低锚杆机的空间尺寸。但是，由于该实用新型是将锚杆机安装于掘进机截割部侧部，实现锚杆机与掘进机截割部一体化结构的，这种结构带来了以下一些问题：一是将锚杆机安装于掘进机截割部的侧部影响掘进机截割部的工作范围，也影响操作者在截割工作时的视线；二是截割部在进行截割的工作时，冲击振动非常强烈，会严重影响锚杆机的安全使用寿命；三是截割部在进行截割的工作时，会有大量的矿物碎块和粉尘或冒顶时堆压在截割部，会造成锚杆机的损坏；四是由于该实用新型在需要锚杆机工作时，锚杆机需要借助于截割部的升降、摆动及锚杆机自身功能，完成巷道锚杆的锚装工作，而很多煤矿为了安全生产制定了一系列规范的操作标准，进行锚护工作时，要求将掘进机全部停机，这就不允许在进行锚护工作时利用掘进机截割部的升降或转动来配合锚护工作，这样，该实用新型的结构就不能运作了。

关于锚护钻机，申请号为CN200610012912.6的发明公开了一种用于煤矿井下巷道锚护使用的钻机，该发明包括液压马达、油缸、支架固定机构、支撑机构、进给机构和钻孔机构，前支架插入后支架的滑槽中，装在前支架上的支撑导向支柱穿入后支架上的导向孔；同进给油缸连为一体的导向板，套装在前支架上的进给导向支柱上；液压马达支座上的导向孔套装在进给导向支柱上。但是，该发明所有伸缩部件都需要设置相应的导向部件，所有伸缩部件在油缸作用下，沿着导向支柱和滑槽运动，油缸在其中仅起着动力作用，该发明钻机的固定或工作角度的调整结构更加复杂，且通过旋紧或松动压紧手柄，达到固定钻机或钻机工作角度的目的，工作效率较低，综合而言，该发明结构复杂，导致结构相对臃肿庞大，不利于在采煤机械上布置和在巷道内狭小的空间布置和使用。

关于临时支护锚护机，申请号为CN201310470400.4的发明提供了一种自行式煤矿巷道临时支护锚护机，主要由行走支架模块、支撑横梁模块、超前掩护梁模块、锚杆钻机模块、钻机行走模块组成。该发明存在以下致命缺陷，一是该发明的自行式煤矿巷道临时支护锚护机占用了综掘机的工作空间，影响综掘机的正常工作，二是又占用了煤巷掘进时其它必须具有的安全设施的空间，例如影响送风管道的出口与巷道前端面的安全距离；三是锚护位置距离掘进端面太远，不符合《煤矿安全规程》的规定。

关于超前支护装置，申请号为CN201210199386.4的发明公开了一种综合机械化岩巷掘进机组，包括铲板部、履带行走部、机架、皮带运输部、伸缩截割部、液压钻机装置、超前支护装置、液压控制系统及电气控制系统，其中所述超前支护装置包括固定安装在截割部的顶上前侧的支护固定座、支护外套筒、外套筒销子、支护支撑油缸座、支护支撑油缸、顶梁销子、支护内套筒、支护伸缩油缸及支护顶梁；所述支护外套筒与支护固定座通过外套筒销子铰接在一起；所述支护支撑油缸座固定安装在截割部的顶上的后侧，支护支撑油缸一端铰接在支护支撑油缸座上，另一端铰接在支护外套筒上；所述支护外套筒内侧设有滑道，支护内套筒在支护外套筒内滑动；所述支护伸缩油缸一端铰接在支护外套筒上，另一端铰接在支护内套筒上；所述支护顶梁通过顶梁销子铰接在支护内套筒末端；所述支护支撑油缸通过控制伸缩可以调节支护外套筒竖立或折平；所述支护伸缩油缸通过控制伸缩可以调节支护内套筒在支护外套筒内滑动。所述支护顶梁为整体结构，整个平面便于与顶板接触，并在支撑油缸和支护伸缩油缸的共同作用下对顶板进行支护。但是，该发明存在与CN200620094123.7的实用新型公开的一种掘锚一体化掘锚机同样的问题，一是将超前支护装置固定安装在截割部的顶上前侧，影响掘进机截割部的工作范围，也影响操作者在截割工作时的视线；二是截割部在进截割的工作时，冲击振动非常强烈，会严重影响超前支护装置的使用寿命；三是截割部在进截割的工作时，会有大量的矿物碎块和粉尘或冒顶时堆压在收缩后的超前支护装置上，造成超前支护装置的损坏，影响其正常工作；四是该发明的超前支护装置的支护面积小，支护面积有限，超前支护装置也不能移送到截割部的前面，也没有对巷道掘进面横向支护作用，所以其超前支护结构达不到安全保护要求，对现场操作人员存在较大的生命安全隐患。

此外，现有技术还普遍存在结构复杂，机体较大，钻机数量较少，受巷道宽度和顶板高度限制，多机架布置比较困难以及在煤矿井下巷道的移动和通过性都很差的问题，自动化程度低，锚护工作效率不高，且安全性较差，此外，现有技术的超前锚护结构超前支护不到位，没有机械结构进行的端面防护措施，还是需要在进行机锚前用人工进行防护工作，这也是影响整个锚护作业效率的因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足之处与缺陷，提供一种结构紧凑，具有前端面和顶部液压临时支护，采用4台锚杆钻机在综掘机前进行超前锚护的掘锚一体化综掘机，具体而言，本发明所要解决的问题是：

（1）本发明需要解决的问题是如何实现综掘机掘进、超前支护和多钻机锚护一体化的问题，解决好集掘、锚、护功能一体化锚护装置的总体结构设计，处理好锚护装置与综掘机本体之间的连带关系，使其在综掘机本体上增加的多个装置形体最小化和具有折叠与收缩功能，使得综掘机本体在完成正常掘进工作时，不受安装锚护装置的影响；

（2）本发明还要解决巷道前端面、采空锚护区顶板的支撑防护问题，对采空区进行周全的安全防护，从顶板和前端面的防护结构设计上，保证具有足够的强力临时支护作用，保障作业人员安全，并且要尽量扩大防护区的区域面积，为在其防护区内一次支护完成多排锚杆机械化安装提供条件；

（3）本发明还要解决移动超前支护和组合钻机机架的前后移送和折叠问题，在综掘机本体不工作状态下可以移送到综掘机本体后侧，给处于综掘机本体中部的驾驶员让出座位和视角空间，需要锚护时将超前支护装置和组合锚杆钻机机架移送到综掘机前部并展开，并解决整个过程采用一键式操作自动化完成的适应性问题，实现操作简便，提高装置移送和安装的效率并降低操作人员的劳动强度和数量；

（4）本发明还要解决如何在组合钻机机架上安装多台独立锚杆钻机机架以提高锚护效率，并且使组合钻机机架具有伸展和收缩的功能，以便将每个独立锚杆钻机机架移送到需要打锚孔的位置并可折叠，组合钻机机架还要具有位置可横向和上下位置可调整及旋转的功能，以便在进行锚护工作时顶板锚孔和侧帮锚孔均可操作，组合钻机机架还要具有延巷道移动和转动功能，由此来保证一次性支护条件下完成两排锚杆锚护的功能，多台锚杆钻机机架同时作业，目的在于成倍提高锚护工作的效率，机械化作业又可以大幅降低锚护人员的劳动强度和数量；

（5）本发明还要解决独立锚杆钻机的结构设计，使得独立锚杆钻机具有最小的形体尺寸和足够的强度状态下，具有最大的行程和推送力，还要具有自身上下支撑稳固作业状态的能力。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案包括综掘机本体，在综掘机本体的尾部底梁两侧固定连接有超前支护装置，在超前支护装置上安装有钻机组合机架，在钻机组合机架上安装有4台锚杆钻机机架，在综掘机本体工作时，所述超前支护装置收缩折叠后将钻机组合机架和4台锚杆钻机机架一起放置在综掘机本体的尾部上面，在需要进行锚护作业时，所述超前支护装置展开将钻机组合机架和4台锚杆钻机机架一起移送到综掘机本体的前端。

所述超前支护装置包括2个用来与综掘机本体尾部底梁两侧固定连接的连接架，在2个连接架上铰接伸缩梁摆动油缸，在2个伸缩梁摆动油缸的活塞杆端部铰接有2个伸缩梁，在伸缩梁上铰接有支撑轴支架、摆动折叠支架和摆动折叠支架翻转油缸，在摆动折叠支架上安装有组合式中部伸缩支撑梁，在摆动折叠支架与组合式中部伸缩支撑梁之间安装有组合式中部伸缩支撑梁支撑油缸，在组合式中部伸缩支撑梁的两侧安装有外部伸缩支撑梁，在外部伸缩支撑梁上向地面垂直的方向安装有外侧支护油缸，所述组合式中部伸缩支撑梁和外部伸缩支撑梁的前端铰接有前组合挡板。

所述组合式中部伸缩支撑梁为三根四级伸缩梁，所述外部伸缩支撑梁为四级外部伸缩支撑梁，由三根四级组合式中部伸缩支撑梁与两根外部伸缩支撑梁构成了五道顶板支护梁，外部伸缩支撑梁可以从外侧的中部伸缩支撑梁的两侧端部向两侧伸缩，所述三根四级组合式中部伸缩支撑梁与两根外部伸缩支撑梁构成的五道支护梁的前端与前组合挡板铰接。

所述摆动折叠支架有2根立柱，在立柱内安装有主支撑油缸，所述主支撑油缸为二级活塞油缸，在主支撑油缸的一级活塞杆上安装有可移动式上横梁支座，在主支撑油缸的二级活塞杆上安装有上支护顶板，在2个可移动式上横梁支座之间安装有横支撑轴，在2个主支撑油缸的缸体上套装有滑动横梁，在立柱内的主支撑油缸的内侧安装有2个滑动横梁推拉油缸，滑动横梁推拉油缸的活塞杆与滑动横梁连接，在滑动横梁上设有钻机组合机架安装孔，在立柱的底部安装有下支撑油缸，在下支撑油缸的活塞杆上安装有下支撑板。

所述钻机组合机架所述伸缩机构包括U形外框架，U形外框架内中心位置设有中间隔板，在U形外框架内中间隔板的两侧各安装有一级滑动支架和内侧滑动支架，在中间隔板两侧的一级滑动支架内各安装有二级滑动支架，在中间隔板的两侧分别安装有内侧滑动支架推拉油缸、一级滑动支架推拉油缸、二级滑动支架推拉油缸和2个内侧滑动支架导轨，所述内侧滑动支架安装在内侧滑动支架导轨上，所述内侧滑动支架推拉油缸、一级滑动支架推拉油缸、二级滑动支架推拉油缸和2个内侧滑动支架导轨均与中间隔板固定连接在一起，其中，内侧滑动支架推拉油缸的活塞杆与内侧滑动支架固定连接，一级滑动支架推拉油缸的活塞杆与一级滑动支架的端部固定连接，二级滑动支架推拉油缸的活塞杆与二级滑动支架的端部固定连接，2个内侧滑动支架导轨插入二级滑动支架支撑导向孔中，在所述U形外框架上设有支架旋转机构安装孔并在其中安装支架旋转机构。

在所述2个内侧滑动支架上设有2个锚杆钻机支架的安装止口，在所述2个二级滑动支架上设有2个锚杆钻机支架的安装止口，在所述伸缩旋机构的二级滑动支架的安装止口通过连接螺钉连接2台锚杆钻机机架，在所述伸缩旋机构的内侧滑动支架的安装止口通过连接螺钉连接2台锚杆钻机机架，形成具有4个锚杆钻机支架的机用锚杆钻机组合机架。

所述锚杆钻机机架包括钻机机架，在钻机机架上安装有滑动导轨、第一导柱油缸、侧摆支架和侧摆油缸，所述滑动导轨由带孔上盖板、背板、底板和带孔滑块构成，在带孔上盖板与底板之间安装有第二导柱油缸，第二导柱油缸的活塞杆与钻机机架的底板固定连接，带孔滑块在第一导柱油缸的缸体上滑动，带孔上盖板在第一导柱油缸的活塞杆上滑动，在第一导柱油缸的活塞杆顶端安装有支护顶板，在所述钻机机架上还设有与钻机机架为一体的地脚支撑油缸，在地脚支撑油缸的活塞杆底部安装有地脚支撑板，在滑动导轨上安装有第二导柱油缸、钻机滑动支架和钻机油缸，在钻机滑动支架上安装有锚杆钻机，在锚杆钻机上可安装钻杆，在钻机油缸的活塞杆上安装有导向套筒，在导向套筒的上端面和下端两侧面安装链条导轮，在链条导轮上安装有链条，所述第一导柱油缸和第二导柱油缸不仅仅是油缸，还起到导轨的作用。

在所述锚杆钻机机架上还通过连接螺钉和限位法兰安装侧摆支架，在侧摆支架的下端一侧铰接侧摆油缸，当需要进行巷道顶部或巷道侧幇倾斜钻孔作业时，通过侧摆油缸在前后0°～20°范围的摆动，带动侧摆支架在钻机机架（4-1）上前后0°～20°范围的摆动，从而带动钻机机架向左或向右倾斜0°～20°。

本发明可以将所述U形外框架上设有的支架旋转机构安装孔中安装的支架旋转机构替换为钻机组合机架移送旋转装置，所述钻机组合机架移送旋转装置包括在U形外框架上设有的支架旋转机构安装孔中安装的回转轴承，在回转轴承中安装有平移油缸，所述平移油缸为中空的多级油缸，在平移油缸中间安装钻机组合机架移送旋转装置支撑油缸，所述钻机组合机架移送旋转装置支撑油缸为3级支撑油缸，使用时可以伸出2500mm伸入到前组合挡板上起到支撑作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明实现了综掘机掘进、超前支护和多钻机锚护一体化，集掘、锚、护功能一体化锚护装置的总体结构与综掘机本体之间具有良好的适应性，实现了在综掘机本体上增加的多个装置形体最小化和具有折叠与收缩功能，使得综掘机本体在完成正常掘进工作时，不受安装锚护装置的影响；

（2）本发明解决了巷道前端面、采空锚护区顶板的支撑防护问题，对采空区进行了周全的安全防护，从顶板和前端面的防护结构上具有足够的强力临时支护作用，保障作业人员安全，并尽量扩大了防护区的区域面积，为在其防护区内一次支护完成多排锚杆机械化安装创造了条件；

（3）本发明解决超前支护装置和钻机组合机架的前后移送和折叠问题，在综掘机本体不工作状态下可以移送到综掘机本体后侧，给处于综掘机本体中部的驾驶员让出座位和视角空间，需要锚护时将超前支护装置和组合锚杆钻机机架移送到综掘机前部并展开，并解决了整个过程采用一键式操作自动化完成的适应性问题，实现操作简便，提高装置移送和安装的效率并降低操作人员的劳动强度和数量；

（4）本发明在组合钻机机架上安装4台独立锚杆钻机机架，提高了锚护效率，并且使钻机组合机架具有伸展和收缩的功能，以便将每个独立锚杆钻机机架移送到需要打锚孔的位置并可折叠，钻机组合机架还具有位置可横向和上下位置可调整及旋转的功能，方便了在进行锚护工作时顶板锚孔和侧帮锚孔均可操作，钻机组合机架还要具有延巷道移动和转动功能，由此来保证一次性支护条件下完成两排锚杆锚护的功能，多台锚杆钻机机架同时作业，成倍提高了锚护工作的效率；

（5）本发明解决了独立锚杆钻机的结构设计，使得独立锚杆钻机具有最小的形体尺寸和足够的强度状态下，具有最大的行程和推送力，并具有自身上下支撑稳固作业状态的能力，本发明钻机机架与安装在综掘机两侧的移送装置相连接，既可以折叠，又可以前后移动整体钻机机架，还可以完成上下升降的动作，这样既可以在巷道高度比较低的时也能工作，也可以满足高巷道的施工，提高了设备的适用性；

（6）本发明对操作人员的要求比较低，可以由综掘机司机在锚护时在掘进机后部完成，前面安排两个工人在两侧更换钻杆、锚杆和上药即可，总计三人即可完成锚护工作，大幅降低了人员需求量且效率非常高，并且人员的劳动强度得到了很好的改善。

（7）本发明超前支护装置可以将临时支护与组合钻机机架组合在一起并在组合钻机机架这部分不工作时移放到综掘机的机身后部，这样既可以使组合钻机机架远离综掘机的掘进部，避免掘进部工作时强烈的振动和顶板落下的煤块或石块等对临时支护与组合钻机机架的不利影响，又不阻挡综掘机操作者的视线，这个位置不影响任何采掘现场正常的施工工艺和安全生产要求；超前支护装置在伸缩梁全部伸出时将组合式临时支护及组合钻机机架移送到综掘机的前部需要锚护的位置，并且通过伸缩梁摆动油缸的动作使得伸缩梁可以向下倾斜一定角度，达到调整临时支护与组合钻机机架高度可调的目的，以适应不同的巷道高度，扩大了掘锚一体化综掘机机组的适用范围；超前支护装置的翻转折叠机架在翻转折叠机架油缸的作用下可以做折叠和展开动作，并且可以根据需要停止于任意角度，达到有些锚杆孔需要在巷道纵深方向倾斜钻孔的要求；

（8）本发明超前支护装置安装于摆动折叠机架内的上支护油缸和下支撑油缸在需要进行锚护时伸出，可以将移送并竖立与综掘机前的摆动折叠机架强力固定于巷道上顶板与底板之间，锚杆钻机工作时的支撑力直接传递到巷道上，避免这部分力量和振动都作用在长悬臂的伸缩梁上，有效地保护了伸缩移送机构，同时起到对部分区域的临时支护的作用，又极大的增强了锚护时整个锚护装置的稳定性；

（9）本发明钻机组合机架通过在U形外框架内中心位置设有中间隔板，在U形外框架内中间隔板的两侧各安装有一级滑动支架和内侧滑动支架，在中间隔板两侧的一级滑动支架内各安装有二级滑动支架，在2个内侧滑动支架上设有2个锚杆钻机支架的安装止口，在2个二级滑动支架上设有2个锚杆钻机支架的安装止口，在2个二级滑动支架的安装止口通过连接螺钉连接2台锚杆钻机机架，在2个内侧滑动支架的安装止口通过连接螺钉连接2台锚杆钻机机架，形成具有4个锚杆钻机支架的机用锚杆钻机组合机架，为了能最大化提高机械锚护的效率，4个锚杆钻机以综掘机车体中线线对称各布置2台，每台都有一个锚杆钻机机架，因此机架结构非常紧凑，占用空间相对较少，且具有伸缩与旋转功能和足够的强度，由于本发明安装有锚杆钻机机架的内侧滑动支架和二级滑动支架的伸缩可以保证锚杆钻机机架到达任何一个需要钻孔的位置，保证了锚杆的位置和角度，保证了顶板锚杆孔在一条直线上，同时，通过组合机架打侧帮锚孔时，是通过组合支架的旋转装置旋转相应的角度完成的，保证了侧帮锚杆孔与顶板锚杆孔处于同一个平面内，完全达到了打锚杆孔的设计要求，所以克服了现有综掘机掘锚一体化时锚杆钻机机架布置少，打锚孔位置和方位不准确以及锚护工作效率低的问题。

（10）本发明4台锚杆钻机机架安装于一个整体的组合机架上，所述伸缩机构在工作时可以将4个的锚杆钻机机架横向移动或收缩到需要钻孔的位置，如此可以非常快速准确的在指定位置打顶板孔，一个巷道顶板以8个锚杆为例，2次可以全部完成直孔和左右上顶角部斜孔的钻孔，完成后可以将通过旋转机构旋转90度打侧帮锚杆孔，转身之后还可以调整4个锚杆钻机机架的位置，所以可以将侧帮的4个锚孔一次性打完，之后再旋转180度钻另一侧的侧帮锚杆孔，锚护作业效率高，且方位准确。

（11）本发明在钻机机架上安装有滑动导轨、第一导柱油缸和第二导柱油缸，形成二级的2个滑动导轨，钻机机架上还安装有钻机滑动支架、钻机油缸、顶板和底板支撑油缸、摆动侧摆油缸和支架，其中，第一导柱油缸和第二导柱油缸不仅仅是油缸，第一导柱油缸和第二导柱油缸的油缸及其活塞杆起到了油缸、导轨和相互支撑的多重作用，结构紧凑且保证了整个机架的强度和刚度，紧凑的结构设计使得在实现掘锚一体化时可以将多机架安装于综掘机或连采机上。

（12）本发明锚杆钻机机架工作时第一导柱油缸内的活塞杆往复运动时，可将支护顶板顶到巷道顶板上或将支护顶板全部收回，同时地脚支撑油缸内的活塞杆往复运动时，可将地脚支撑板顶到巷道地面上或将地脚支撑板全部收回，由于滑动导轨上具有带孔滑块，带孔滑块在第一导柱油缸的缸体上滑动，滑动导轨的带孔上盖板在第一导柱油缸的活塞杆上滑动，所以该滑动导轨的导向是由第一导柱油缸的缸体和活塞杆共同完成的，上下同时导向增加了滑动导轨伸出后的强度和刚度，同时滑动导轨也为第一导柱油缸活塞杆作为支护支撑是提供横向助力支撑，增强了支护的稳定和可靠性。本发明第二导柱油缸内的活塞杆与独立机架底板固定连接，伸出时可带动滑动导轨做伸出动作，可使锚杆钻机获得一级液压助推钻孔行程，同时钻机油缸工作可将钻机滑动支架由滑动导轨的底部推进到顶部，再一次使得锚杆钻机获得二级液压助推钻孔行程，一级液压助推钻孔行程和二级液压助推钻孔行程叠加，使得在较短的独立钻机机架上获得最大的钻机行程，有利于巷道内的施工作业而扩大工作适用范围，上顶板支护油缸和地脚支撑油缸共同工作时，可使钻机机架起到临时支护的作用，为钻孔作业带来很强的稳定性，增强了锚护工作的作业安全性，地脚支撑油缸是在钻机支架上一体化加工制作的，油缸缸体与机架一体化后大大简化了机架的结构，同时又使得机架的强度获得了显著提升。

（13）本发明锚杆钻机机架还通过连接螺钉和限位法兰安装侧摆支架，在侧摆支架的下端一侧铰接侧摆油缸，当需要进行巷道顶部或巷道侧幇倾斜钻孔作业时，本发明通过侧摆油缸侧摆角度为±0°～20°范围的摆动，带动侧摆支架在钻机机架上前后0°～20°范围的摆动，从而带动钻机机架向左或向右倾斜0°～20°，实现巷道顶部或巷道侧幇侧倾斜钻孔作业，使钻孔作业效率大幅度提高，进一步减少用工人员数量和降低劳动强度。

（14）本发明可以将所述U形外框架上设有的支架旋转机构安装孔中安装的支架旋转机构替换为钻机组合机架移送旋转装置，使用时可以伸出2500mm伸入到前组合挡板上起到支撑作用，可以通过人工旋转钻机组合机架移送旋转装置实现巷道顶部或巷道侧幇侧倾斜钻孔作业，并实现一次性支护二排锚孔作业，锚护作业效率高，且方位准确。

附图说明

图1是本发明总体结构示意图，

图2 是本发明总体结构展开示意图，

图3是本发明顶板一次性支护一排锚孔作业示意图，

图4是本发明顶板一次性支护二排锚孔作业示意图，

图5是本发明侧帮锚孔作业示意图，

图6是本发明侧帮锚孔作业俯视示意图，

图7是本发明超前支护装置的总体结构展开示意图；

图 8是本发明超前支护装置的摆动折叠架结构示意图；

图9是本发明组合机架的结构示意图，

图10是本发明组合机架安装锚杆钻机机架的结构示意图，

图11是本发明锚杆钻机机架的展开示意图，

图12是本发明锚杆钻机机架的主视图，

图 13是图12的C-C剖视图,

图 14是图12的D-D剖视图,

图15是图4的B-B剖视图。

图中：

1. 综掘机本体，

2. 超前支护装置，

2-1．连接架，2-2.伸缩梁摆动油缸，

2-3.伸缩梁，2-4.支撑轴支架，

2-5.摆动折叠支架翻转油缸，

2-6.摆动折叠支架，

2-6-1. 立柱，

2-6-2.可移动式上横梁支座，

2-6-3.横支撑轴，

2-6-4.滑动横梁，2-6-4-1.钻机组合机架安装孔，

2-6-5.主支撑油缸，

2-6-5-1.一级活塞杆，2-6-5-2.二级活塞杆，2-6-5-3.上支护顶板，

2-6-6.滑动横梁推拉油缸，

2-6-7.下支撑油缸，2-6-7-1.下支撑板；

2-7.外部伸缩支撑梁，2-8.中部伸缩支撑梁，

2-9.前组合挡板，

2-10.中部伸缩支撑梁支撑油缸，

2-11外侧支护油缸，

3. 钻机组合机架，

3-1.U形外框架，3-2.一级滑动支架，

3-3.内侧滑动支架，3-4.二级滑动支架，

3-5.内侧滑动支架推拉油缸，3-6.中间隔板，

3-7.一级滑动支架推拉油缸，3-8.二级滑动支架推拉油缸，

3-9.内侧滑动支架导轨，

3-10.二级滑动支架支撑导向孔，

3-12.支架旋转机构，

3-14.连接螺钉，

4. 锚杆钻机机架，

4-1.钻机机架，4-2.第二导柱油缸，

4-3.第一导柱油缸，4-4.钻机滑动支架，

4-5.滑动导轨，4-6.地脚支撑油缸，

4-7.锚杆钻机，4-8.导向套筒，

4-9.钻杆，4-10.链条，4-11.链条导轮，

4-12.钻机油缸，4-13.支护顶板，4-14.侧摆支架，

4-15.侧摆油缸，4-16.地脚支撑板

4-17.连接螺钉，4-18.限位法兰，

5. 钻机组合机架移送旋转装置支撑油缸，6. 平移油缸，7. 回转轴承。

实施方式

如图1和图2所示，本发明采用的技术方案包括1，在综掘机本体1的尾部底梁两侧固定连接有2，在超前支护装置2上安装有钻机组合机架3，在3上安装有4台4，在综掘机本体1工作时，所述超前支护装置2收缩折叠后将钻机组合机架3和4台锚杆钻机机架4一起放置在综掘机本体1的尾部上面（如图1所示），在需要进行锚护作业时，所述超前支护装置2展开将钻机组合机架3和4台锚杆钻机机架4一起移送到综掘机本体1的前端（如图2所示）。

如图7和图8所示，所述超前支护装置2包括2个用来与综掘机本体1尾部底梁两侧固定连接的连接架2-1，在2个连接架2-1上铰接伸缩梁摆动油缸2-2，在2个伸缩梁摆动油缸2-2的活塞杆端部铰接有2个伸缩梁2-3，所述伸缩梁2-3由伸缩梁外壳、一级伸缩梁和二级伸缩梁依次连接构成，在伸缩梁2-3的伸缩梁外壳的前端铰接有支撑轴支架2-4，支撑轴支架2-4用来与综掘机本体1固定连接，在伸缩梁2-3的前端二级伸缩梁铰接有摆动折叠支架2-6和摆动折叠支架翻转油缸2-5，在摆动折叠支架2-6上安装有组合式中部伸缩支撑梁2-8，在摆动折叠支架2-6与组合式中部伸缩支撑梁2-8之间安装有组合式中部伸缩支撑梁支撑油缸2-10，在组合式中部伸缩支撑梁2-8的两侧安装有外部伸缩支撑梁2-7，在外部伸缩支撑梁2-7上向地面垂直的方向安装有外侧支护油缸2-11，所述组合式中部伸缩支撑梁2-8和外部伸缩支撑梁2-7的前端铰接有前组合挡板2-9；所述组合式中部伸缩支撑梁2-8为三根四级伸缩梁，所述外部伸缩支撑梁2-7为四级外部伸缩支撑梁，由三根四级组合式中部伸缩支撑梁2-8与两根外部伸缩支撑梁2-7构成了五道顶板支护梁，外部伸缩支撑梁2-7可以从中部伸缩支撑梁2-8的两侧端部向两侧伸缩，所述三根四级组合式中部伸缩支撑梁2-8与两根外部伸缩支撑梁2-7构成的五道支护梁的前端与前组合挡板2-9铰接；

所述摆动折叠支架2-6有2根立柱2-6-1，在立柱2-6-1内安装有主支撑油缸2-6-5，所述主支撑油缸2-6-5为二级活塞油缸，在主支撑油缸2-6-5的一级活塞杆2-6-5-1上安装有可移动式上横梁支座2-6-2，在主支撑油缸2-6-5的二级活塞杆2-6-5-2上安装有上支护顶板2-6-5-3，在2个可移动式上横梁支座2-6-2之间安装有横支撑轴2-6-3，在2个主支撑油缸2-6-5的缸体上套装有滑动横梁2-6-4，在立柱2-6-1内的主支撑油缸2-6-5的内侧安装有2个滑动横梁推拉油缸2-6-6，滑动横梁推拉油缸2-6-6的活塞杆与滑动横梁2-6-4连接，在滑动横梁2-6-4上设有钻机组合机架安装孔2-6-4-1，在立柱2-6-1的底部安装有下支撑油缸2-6-7，在下支撑油缸2-6-7的活塞杆上安装有下支撑板2-6-7-1；

如图9和图10所示，所述钻机组合机架3所述伸缩机构包括U形外框架3-1，U形外框架3-1内中心位置设有中间隔板3-6，在U形外框架3-1内中间隔板3-6的两侧各安装有一级滑动支架3-2和内侧滑动支架3-3，在中间隔板3-6两侧的一级滑动支架3-2内各安装有二级滑动支架3-4，在中间隔板3-6上加工有5个通孔，在5个通孔两侧分别安装有内侧滑动支架推拉油缸3-5、一级滑动支架推拉油缸3-7、二级滑动支架推拉油缸3-8和2个内侧滑动支架导轨3-9，所述内侧滑动支架3-3安装在内侧滑动支架导轨3-9上，所述内侧滑动支架推拉油缸3-5、一级滑动支架推拉油缸3-7、二级滑动支架推拉油缸3-8和2个内侧滑动支架导轨3-9均与中间隔板3-6固定连接在一起，其中，内侧滑动支架推拉油缸3-5的活塞杆与内侧滑动支架3-3固定连接，一级滑动支架推拉油缸3-7的活塞杆与一级滑动支架3-2的端部固定连接，二级滑动支架推拉油缸3-8的活塞杆与二级滑动支架3-4的端部固定连接，2个内侧滑动支架导轨3-9插入二级滑动支架支撑导向孔3-10中，在所述U形外框架3-1上设有支架旋转机构安装孔并在其中安装支架旋转机构3-12；

在所述2个内侧滑动支架3-3上设有2个锚杆钻机支架的安装止口，在所述2个二级滑动支架3-4上设有2个锚杆钻机支架的安装止口，在所述伸缩旋机构的二级滑动支架3-4的安装止口通过连接螺钉3-14连接2台锚杆钻机机架4，在所述伸缩旋机构的内侧滑动支架3-3的安装止口通过连接螺钉3-14连接2台锚杆钻机机架4，形成具有4个锚杆钻机支架的机用锚杆钻机组合机架；

如图11～图14所示，所述锚杆钻机机架4包括钻机机架4-1，在钻机机架4-1上安装有滑动导轨4-5、第一导柱油缸4-3、侧摆支架4-14和侧摆油缸4-15，所述滑动导轨4-5由带孔上盖板、背板、底板和带孔滑块构成，在带孔上盖板与底板之间安装有第二导柱油缸4-2，第二导柱油缸4-2的活塞杆与钻机机架4-1的底板固定连接，带孔滑块在第一导柱油缸4-3的缸体上滑动，带孔上盖板在第一导柱油缸4-3的活塞杆上滑动，在第一导柱油缸4-3的活塞杆顶端安装有支护顶板4-13，所述第一导柱油缸4-3的缸体和第二导柱油缸4-2的缸体为圆柱形，在所述钻机机架4-1上还设有与钻机机架4-1为一体的地脚支撑油缸4-6，在地脚支撑油缸4-6的活塞杆底部安装有地脚支撑板4-16，在滑动导轨4-5上安装有第二导柱油缸4-2、钻机滑动支架4-4和钻机油缸4-12，在钻机滑动支架4-4上安装有锚杆钻机4-7，在锚杆钻机4-7上可安装钻杆4-9，在钻机油缸4-12的活塞杆上安装有导向套筒4-8，所述钻机油缸4-12的外壁和导向套筒4-8的横截面均为矩形，在导向套筒4-8的上端面和下端两侧面安装链条导轮4-11，在链条导轮4-11上安装有链条4-10，所述第一导柱油缸4-3和第二导柱油缸4-2不仅仅是油缸，还起到导轨的作用，工作时第一导柱油缸4-3内的活塞杆往复运动时，可将支护顶板4-13顶到巷道顶板上或将支护顶板4-13全部收回，同时地脚支撑油缸4-6内的活塞杆往复运动时，可将地脚支撑板4-16顶到巷道地面上或将地脚支撑板4-16全部收回，这两部分同时工作时可使得本独立钻机机架起到临时支护的作用，增强锚护工作的安全作业性及其稳定性，待支护顶板4-13和地脚支撑板4-16上下固定整个独立锚杆钻机机架后，第二导柱油缸4-2内的活塞杆伸出时可带动滑动导轨4-5做伸出动作，由此可使锚杆钻机4-7获得第一液压助推钻孔行程，同时钻机油缸4-12工作可将钻机滑动支架4-4由滑动导轨4-5的底部推进到顶部，再一次使得锚杆钻机4-7获得第二液压助推钻孔行程，第一液压助推钻孔行程和第二液压助推钻孔行程叠加，从而使得在较短的独立钻机机架上获得最大的钻机行程，利于巷道内的施工作业而扩大工作适用范围；

在所述锚杆钻机机架4-1上还通过连接螺钉4-17和限位法兰4-18安装侧摆支架4-14，在侧摆支架4-14的下端一侧铰接侧摆油缸4-15，当需要进行巷道顶部或巷道侧幇倾斜钻孔作业时，通过侧摆油缸4-15在前后0°～20°范围的摆动，带动侧摆支架4-14在钻机机架4-1上前后0°～20°范围的摆动，从而带动钻机机架1向左或向右倾斜0°～30°，实现巷道顶部或巷道侧幇侧倾斜钻孔作业，因为采用了液压助推方式，使得钻孔作业效率大幅度提高，进一步减少用工人员数量和降低劳动强度。

图3所示为本发明顶板一次性支护一排锚孔作业示意图，图4所示是本发明顶板一次性支护二排锚孔作业示意图，图5所示是本发明侧帮锚孔作业示意图，图6所示是本发明侧帮锚孔作业俯视示意图， 本发明在工作时可以将4台锚杆钻机机架移送动到需要钻孔的位置，如此可以快速、准确地在指定位置打顶板孔，一个巷道顶板以8个锚杆为例，2次可以全部完成直孔和左右上顶角部斜孔的钻孔，完成后可以将通过旋转机构旋转90度打侧帮锚杆孔，转身之后还可以调整4个锚杆钻机机架的位置，所以可以将侧帮的4个锚孔一次性打完，之后再旋转180度钻另一侧的侧帮锚杆孔，锚护作业效率高，且方位准确。

如图15所示，本发明可以将所述U形外框架3-1上设有的支架旋转机构安装孔中安装的支架旋转机构3-12替换为钻机组合机架移送旋转装置，所述钻机组合机架移送旋转装置包括在U形外框架3-1上设有的支架旋转机构安装孔中安装的回转轴承7，在回转轴承7中安装有平移油缸6，所述平移油缸6为中空的多级油缸，在平移油缸6中间安装钻机组合机架移送旋转装置支撑油缸5，所述钻机组合机架移送旋转装置支撑油缸5为3级支撑油缸，使用时可以伸出2500mm伸入到前组合挡板2-9上起到支撑作用，工作时，钻机组合机架移送旋转装置支撑油缸5伸出，支撑到前组合挡板2-9上，然后将4台锚杆钻机机架移送动到需要钻孔的位置，如此可以快速、准确地在指定位置打顶板孔，一个巷道顶板以8个锚杆为例，2次可以全部完成直孔和左右上顶角部斜孔的钻孔，完成后可以将通过人工旋转90度打侧帮锚杆孔，转身之后还可以调整4个锚杆钻机机架的位置，所以可以将侧帮的4个锚孔一次性打完，之后再通过人工旋转180度钻另一侧的侧帮锚杆孔，如此可实现一次性支护二排锚孔作业，锚护作业效率高，且方位准确。

Claims (7)

1.采用4台锚杆钻机超前锚护的掘锚一体化综掘机，包括综掘机本体(1)，其特征在于，在综掘机本体(1)的尾部底梁两侧固定连接有超前支护装置(2)，在超前支护装置(2)上安装有钻机组合机架(3)，在钻机组合机架(3)上安装有4台锚杆钻机机架(4)，在综掘机本体(1)工作时，所述超前支护装置(2)收缩折叠后将钻机组合机架(3)和4台锚杆钻机机架(4)一起放置在综掘机本体(1)的尾部上面，在需要进行锚护作业时，所述超前支护装置(2)展开将钻机组合机架(3)和4台锚杆钻机机架(4)一起移送到综掘机本体(1)的前端，所述超前支护装置(2)包括2个用来与综掘机本体(1)尾部底梁两侧固定连接的连接架(2-1)，在2个连接架(2-1)上铰接伸缩梁摆动油缸(2-2)，在2个伸缩梁摆动油缸(2-2)的活塞杆端部铰接有2个伸缩梁(2-3)，在伸缩梁上铰接有支撑轴支架(2-4)、摆动折叠支架(2-6)和摆动折叠支架翻转油缸(2-5)，在摆动折叠支架(2-6)上安装有组合式中部伸缩支撑梁(2-8)，在摆动折叠支架(2-6)与组合式中部伸缩支撑梁(2-8)之间安装有组合式中部伸缩支撑梁支撑油缸(2-10)，在组合式中部伸缩支撑梁(2-8)的两侧安装有外部伸缩支撑梁(2-7)，在外部伸缩支撑梁(2-7)上向地面垂直的方向安装有外侧支护油缸(2-11)，所述组合式中部伸缩支撑梁(2-8)和外部伸缩支撑梁(2-7)的前端铰接有前组合挡板(2-9)；所述摆动折叠支架(2-6)有2根立柱(2-6-1)，在立柱(2-6-1)内安装有主支撑油缸(2-6-5)，所述主支撑油缸(2-6-5)为二级活塞油缸，在主支撑油缸(2-6-5)的一级活塞杆(2-6-5-1)上安装有可移动式上横梁支座(2-6-2)，在主支撑油缸(2-6-5)的二级活塞杆(2-6-5-2)上安装有上支护顶板(2-6-5-3)，在2个可移动式上横梁支座(2-6-2)之间安装有横支撑轴(2-6-3)，在2个主支撑油缸(2-6-5)的缸体上套装有滑动横梁(2-6-4)，在立柱(2-6-1)内的主支撑油缸(2-6-5)的内侧安装有2个滑动横梁推拉油缸(2-6-6)，滑动横梁推拉油缸(2-6-6)的活塞杆与滑动横梁(2-6-4)连接，在滑动横梁(2-6-4)上设有钻机组合机架安装孔(2-6-4-1)，在立柱(2-6-1)的底部安装有下支撑油缸(2-6-7)，在下支撑油缸(2-6-7)的活塞杆上安装有下支撑板(2-6-7-1)。

2.根据权利要求1所述采用4台锚杆钻机超前锚护的掘锚一体化综掘机，其特征在于，所述组合式中部伸缩支撑梁(2-8)为三根四级伸缩梁，所述外部伸缩支撑梁(2-7)为四级外部伸缩支撑梁，由三根四级组合式中部伸缩支撑梁(2-8)与两根外部伸缩支撑梁(2-7)构成了五道顶板支护梁，外部伸缩支撑梁(2-7)可以从外侧的中部伸缩支撑梁(2-8)的两侧端部向两侧伸缩，所述三根四级组合式中部伸缩支撑梁(2-8)与两根外部伸缩支撑梁(2-7)构成的五道支护梁的前端与前组合挡板(2-9)铰接。

3.根据权利要求1所述采用4台锚杆钻机超前锚护的掘锚一体化综掘机，其特征在于，所述钻机组合机架(3)包括U形外框架(3-1)，U形外框架(3-1)内中心位置设有中间隔板(3-6)，在U形外框架(3-1)内中间隔板(3-6)的两侧各安装有一级滑动支架(3-2)和内侧滑动支架(3-3)，在中间隔板(3-6)两侧的一级滑动支架(3-2)内各安装有二级滑动支架(3-4)，在中间隔板(3-6)的两侧分别安装有内侧滑动支架推拉油缸(3-5)、一级滑动支架推拉油缸(3-7)、二级滑动支架推拉油缸(3-8)和2个内侧滑动支架导轨(3-9)，所述内侧滑动支架(3-3)安装在内侧滑动支架导轨(3-9)上，所述内侧滑动支架推拉油缸(3-5)、一级滑动支架推拉油缸(3-7)、二级滑动支架推拉油缸(3-8)和2个内侧滑动支架导轨(3-9)均与中间隔板(3-6)固定连接在一起，其中，内侧滑动支架推拉油缸(3-5)的活塞杆与内侧滑动支架(3-3)固定连接，一级滑动支架推拉油缸(3-7)的活塞杆与一级滑动支架(3-2)的端部固定连接，二级滑动支架推拉油缸(3-8)的活塞杆与二级滑动支架(3-4)的端部固定连接，2个内侧滑动支架导轨(3-9)插入二级滑动支架支撑导向孔(3-10)中，在所述U形外框架(3-1)上设有支架旋转机构安装孔并在其中安装支架旋转机构(3-12)。

4.根据权利要求3所述采用4台锚杆钻机超前锚护的掘锚一体化综掘机，其特征在于，在所述2个内侧滑动支架(3-3)上设有2个锚杆钻机支架的安装止口，在所述2个二级滑动支架(3-4)上设有2个锚杆钻机支架的安装止口，在所述二级滑动支架(3-4)的安装止口通过连接螺钉(3-14)连接2台锚杆钻机机架(4)，在所述内侧滑动支架(3-3)的安装止口通过连接螺钉(3-14)连接2台锚杆钻机机架(4)，形成具有4个锚杆钻机支架的机用锚杆钻机组合机架。

5.根据权利要求1所述采用4台锚杆钻机超前锚护的掘锚一体化综掘机，其特征在于，所述锚杆钻机机架(4)包括钻机机架(4-1)，在钻机机架(4-1)上安装有滑动导轨(4-5)、第一导柱油缸(4-3)、侧摆支架(4-14)和侧摆油缸(4-15)，所述滑动导轨(4-5)由带孔上盖板、背板、底板和带孔滑块构成，在带孔上盖板与底板之间安装有第二导柱油缸(4-2)，第二导柱油缸(4-2)的活塞杆与钻机机架(4-1)的底板固定连接，带孔滑块在第一导柱油缸(4-3)的缸体上滑动，带孔上盖板在第一导柱油缸(4-3)的活塞杆上滑动，在第一导柱油缸(4-3)的活塞杆顶端安装有支护顶板(4-13)，在所述钻机机架(4-1)上还设有与钻机机架(4-1)为一体的地脚支撑油缸(4-6)，在地脚支撑油缸(4-6)的活塞杆底部安装有地脚支撑板(4-16)，在滑动导轨(4-5)上安装有第二导柱油缸(4-2)、钻机滑动支架(4-4)和钻机油缸(4-12)，在钻机滑动支架(4-4)上安装有锚杆钻机(4-7)，在锚杆钻机(4-7)上安装有钻杆(4-9)，在钻机油缸(4-12)的活塞杆上安装有导向套筒(4-8)，在导向套筒(4-8)的上端面和下端两侧面安装链条导轮(4-11)，在链条导轮(4-11)上安装有链条(4-10)，所述第一导柱油缸(4-3)和第二导柱油缸(4-2)不仅仅是油缸，还起到导轨的作用。

6.根据权利要求5所述采用4台锚杆钻机超前锚护的掘锚一体化综掘机，其特征在于，在所述锚杆钻机机架(4)上还通过连接螺钉(4-17)和限位法兰(4-18)安装侧摆支架(4-14)，在侧摆支架(4-14)的下端一侧铰接侧摆油缸(4-15)，当需要进行巷道顶部或巷道侧帮倾斜钻孔作业时，通过侧摆油缸(4-15)在前后0°～20°范围的摆动，带动侧摆支架(4-14)在钻机机架(4-1)上前后0°～20°范围的摆动，从而带动钻机机架(4-1)向左或向右倾斜0°～20°。

7.根据权利要求3所述采用4台锚杆钻机超前锚护的掘锚一体化综掘机，其特征在于，将所述U形外框架(3-1)上设有的支架旋转机构安装孔中安装的支架旋转机构(3-12)替换为钻机组合机架移送旋转装置，所述钻机组合机架移送旋转装置包括在U形外框架(3-1)上设有的支架旋转机构安装孔中安装的回转轴承(7)，在回转轴承(7)中安装有平移油缸(6)，所述平移油缸(6)为中空的多级油缸，在平移油缸(6)中间安装钻机组合机架移送旋转装置支撑油缸(5)，所述钻机组合机架移送旋转装置支撑油缸(5)为3级支撑油缸，使用时伸出2500mm伸入到前组合挡板(2-9)上起到支撑作用。