CN107269218B

CN107269218B - 一种矿井专用同步钻孔设备

Info

Publication number: CN107269218B
Application number: CN201710685869.8A
Authority: CN
Inventors: 孙立民; 国际昌
Original assignee: Yulin Hi-Tech Zone Feafeng Mining Equipment Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Globo mechanical equipment Co., Ltd
Priority date: 2016-05-15
Filing date: 2016-05-15
Publication date: 2018-11-16
Anticipated expiration: 2036-05-15
Also published as: CN105863499B; CN105863499A; CN107269221A; CN107269218A; CN107269221B

Abstract

本发明公开了一种矿井专用同步钻孔设备，包括顶板，顶板中间位置设置有驱动机构，驱动机构上设置有钻杆和钻头，驱动机构两侧设置有第一同步辅助机构，第一同步辅助机构上设置有第一顶针，第一顶针上均设置有第一同步减震块，第一同步减震块与钻杆光滑接触；钻杆上设有岩粉管，岩粉管包括内管和外管；钻杆设置在内管内部，钻杆底部设有减震装置；内管下部侧壁上设有连接节，连接节上设置有弹性楔形卡牙，内管侧壁上设置有接口，外管侧壁上设置有卡槽。本发明减缓了钻孔中受到强大阻力和震动幅度，同时能有效打捞出井下钻孔进程中产生的岩粉，提高了钻进的速度和质量，延长了钻孔设备的使用寿命，具有较好的安全使用性能，满足实际使用要求。

Description

一种矿井专用同步钻孔设备

技术领域

本发明涉及煤矿井下施工水文地质钻孔设备，具体涉及一种矿井专用同步钻孔设备。

背景技术

在地底下开采的矿山有时需要把矿山地下开拓中的斜井、竖井、平硐等称为矿井。矿井开拓对金属矿山或采煤矿井的生产建设的全局有重大而深远的影响，它不仅关系矿井的基建工程量，初期投资和建井速度，更重要的是将长期决定矿井的生产条件、技术经济指标。矿井开拓即从地面向地下开掘一系列井巷，通至采区。矿井开拓需要解决的主要问题是：正确划分井田，选择合理的开拓方式，确定矿井的生产能力，按标高划分开采水平，选择适当的通风方式，进行采区部署以及决定采区开采的顺序等。矿井开拓通常以井筒的形式分为平硐开拓、斜井开拓和立井开拓，采用合理的采矿方法是最好矿井生产和开采挖掘生产的关键。

钻孔设备广泛应用于坡地、沙地、硬质土地的苗木园林绿化绿化工程种植挖坑、起挖大树的外围土地、围栏埋桩挖穴、果树林木施肥挖穴、园林绿化工程除草、以及矿井开掘等，减轻操作人员的工作强度，让操作人员从繁重的体力劳动中解放出来。在煤矿井采矿过程中需要用到钻孔设备，在煤矿井下施工水文地质钻孔，探清楚水文地质条件是矿井防治工作的重要内容。目前，在施工钻孔时采用压注清水将钻孔内的岩粉冲出，这样利于进行打钻；但现有技术中针对煤矿井的钻孔设备在技术上仍有待提高，在实际施工过程钻孔设备由于受到强大阻力作用，会产生强烈的震动，影响钻孔设备的钻孔效率和进程，且强烈的震动易造成钻头断裂；此外，实际钻孔过程中经常遇到破碎岩层，钻孔内的岩粉不能顺利冲出，严重影响钻孔设备的钻进速度，有时甚至会造成钻孔卡钻事故等。为此，需要提供一种新的技术方案，能够综合性地克服上述现有技术中的存在的不足。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种矿井专用同步钻孔设备，在满足使用方便的前提下，减缓了实际施工过程中由于受到强大阻力而产生的强烈震动幅度，避免了钻孔设备上钻头频繁断裂和损坏而造成的经济损失以及加快了矿井钻孔的效率和进程，同时，能够有效打捞出井下钻孔进程中产生的岩粉，提高了钻进的速度和质量，延长了钻孔设备的使用寿命，具有较好的安全使用性能，满足实际使用要求。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种矿井专用同步钻孔设备，包括顶板，所述顶板中间位置设置有驱动机构，所述驱动机构上设置有钻杆，所述钻杆前端设置有钻头，位于所述驱动机构两侧的顶板上均设置有第一同步辅助机构，所述第一同步辅助机构上均设置有第一顶针，所述第一顶针上均设置有第一同步减震块，且所述第一同步减震块与所述钻杆光滑接触；所述钻头后部且围绕所述钻杆设有一个岩粉管，所述岩粉管包括内管和外管，所述内管设置在所述外管内部，且所述内管与所述外管为一体成型设置；所述内管的顶端口和底端口均低于所述外管的顶端口和底端口，所述钻杆设置在所述内管内部，所述钻杆底部设置有减震装置，减震装置下方连接有钻头；所述内管下部侧壁上设有连接节，所述连接节上设置有弹性楔形卡牙，所述内管侧壁上设置有与所述弹性楔形卡牙相配合的接口，所述外管侧壁上设置有与所述弹性楔形卡牙配合使用的卡槽。

作为上述技术方案的改进，所述顶板两端均设置有连接块，所述连接块上均设置有固定连接杆，所述固定连接杆上均设置有液压系统，所述液压系统上均设置有升降柱，所述升降柱底端均设置有钉柱，所述升降柱上均活动设置有第二同步辅助机构，所述第二同步辅助机构上均设置有第二顶针，所述第二顶针上均设置有第二同步减震块，且所述第二同步减震块与所述外管侧壁光滑接触。

作为上述技术方案的改进，所述减震装置包括固定设置在钻杆上的上连接盘和下连接盘，所述上连接盘上加工有一组凹槽，所述下连接板上设置有一组配合所述凹槽使用的凸起，且所述上连接盘中心部位和下连接盘中心部位设置有加强型弹簧。

作为上述技术方案的改进，所述接口的轴心线与所述卡槽的轴心线位于同一水平线上，所述钻杆上且对应所述弹性楔形卡牙位置处设置有与所述弹性楔形卡牙配合使用的螺纹齿。

作为上述技术方案的改进，所述内管上端侧壁上设置有滑槽，所述内管上部与所述钻杆之间设置有连接封板，所述连接封板设置在所述滑槽内且沿滑槽能上下滑动。

作为上述技术方案的改进，所述外管的顶端口与所述内管的底端口均呈马蹄形结构设置。

作为上述技术方案的改进，所述钻头上设置有螺旋刀刃，所述钻头顶部设置有若干散热型透气孔。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

本发明所述一种矿井专用同步钻孔设备，本发明中第一同步辅助机构上设置的第一顶针和第一同步减震块使用，以及配合减震装置实现了钻杆作业过程中的稳定性，实现了减弱钻杆作业进程中产生的震动，保护了钻孔作业的顺利进行，延长了钻孔设备的使用寿命；第二同步辅助机构上设置的第二顶针和第二同步减震块的使用，实现了钻孔进程中对岩粉管的稳定性，减弱钻杆作业进程中岩粉管产生的震动，加快了钻孔作业的进程；内管和外管的整体设置使得钻头在作业时，岩粉沿着内管的底端口进入到内管内部，岩粉会挤压弹性楔形卡牙，弹性楔形卡牙的头部会被挤压到接口内，进而内管与钻杆之间形成缝隙，然后岩粉顺着缝隙进入到内管里，当一次打捞的岩粉量较大时，弹性楔形卡牙的头部会被挤压到卡槽内，进而内管与钻杆之间形成较大的缝隙，然后岩粉顺着缝隙大量进入到内管里，由于大量岩石粉大量进入到内管在重力作用下使得弹性楔形卡牙又与卡槽分离，复位到配合使用的螺纹齿部位，此结构的设计能有效打捞出井下钻孔产生的岩粉，提高了钻进的速度和质量；滑槽和连接封板的配合使用，使得提升钻杆时弹性楔形卡牙与钻杆形成密封作用，保证岩粉不漏下；钻头上设置的螺纹刀刃和散热型透气孔，能够加快钻孔进程，便于钻头散热，减缓钻头的磨损速度，延长使用寿命；外管的顶端口和内管的底端口均呈马蹄形岩粉进口设置，提高了岩粉的进入量，加快钻孔进程。

附图说明

图1为本发明所述一种矿井专用同步钻孔设备的结构示意图；

图2为本发明所述一种矿井专用同步钻孔设备A部分放大结构示意图；

图中：10-顶板；20-驱动机构；30-钻杆；31-螺纹齿；40-钻头；50-第一同步辅助机构；51-第一顶针；52-第一同步减震块；60-内管；61-连接节；62-弹性楔形卡牙；63-接口；64-滑槽；70-外管；71-卡槽；80-第二同步辅助机构；81-第二顶针；82-第二同步减震块；91-上连接盘；92-下连接盘；93-凹槽；94-凸起；95-减震弹簧；100-连接封板。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。

如图1至图2所示，为本发明所述的一种矿井专用同步钻孔设备结构示意图。

本发明所述一种矿井专用同步钻孔设备，包括顶板10，顶板10中间位置设置有驱动机构20，驱动机构20上设置有钻杆30，钻杆30前端设置有钻头40，位于驱动机构20两侧的顶板10上均设置有第一同步辅助机构50，第一同步辅助机构50上均设置有第一顶针51，第一顶针51上均设置有第一同步减震块52，且第一同步减震块52与钻杆30光滑接触；钻头40后部且围绕钻杆30设有一个岩粉管，岩粉管包括内管60和外管70，内管60设置在外管70内部，且内管60与外管70为一体成型设置；内管60的顶端口和底端口均低于外管70的顶端口和底端口，钻杆30设置在内管60内部，钻杆30底部设置有减震装置，减震装置下方连接有钻头40；内管60下部侧壁上设有连接节61，连接节61上设置有弹性楔形卡牙62，内管60侧壁上设置有与弹性楔形卡牙62配合使用的接口63，外管70侧壁上设置有与弹性楔形卡牙62配合使用的卡槽71。本发明中第一同步辅助机构50上设置的第一顶针51和第一同步减震块52使用，以及配合减震装置实现了钻杆30作业过程中的稳定性，减缓钻杆30作业进程中产生的震动，保护了钻孔设备作业的顺利进行，延长了钻孔设备的使用寿命；内管60和外管70的整体设置使得钻头40在作业时，岩粉沿着内管60的底端口进入到内管60内部，岩粉会挤压弹性楔形卡牙62，弹性楔形卡牙62的头部会被挤压到接口63内，进而内管60与钻杆30之间形成缝隙，然后岩粉顺着缝隙进入到内管60里，当一次打捞的岩粉量较大时，弹性楔形卡牙62的头部会被挤压到卡槽71内，进而内管60与钻杆30之间形成较大的缝隙，然后岩粉顺着缝隙大量进入到内管60里，由于大量岩石粉大量进入到内管60在重力作用下使得弹性楔形卡牙62又与卡槽71分离，复位到配合使用的螺纹齿31部位，此结构的设计能有效打捞出井下钻孔产生的岩粉，提高了钻进的速度和质量；滑槽64和连接封板100的配合使用，使得提升钻杆30时弹性楔形卡牙62与钻杆30形成密封作用，保证岩粉不漏下，具有较好的安全使用性能，满足了实际使用要求。

进一步改进地，如图1所示，顶板10两端均设置有连接块11，连接块11上均设置有固定连接杆12，固定连接杆12上均设置有液压系统13，液压系统13上均设置有升降柱14，升降柱14底端均设置有钉柱15，升降柱14上均活动设置有第二同步辅助机构80，第二同步辅助机构80上均设置有第二顶针81，第二顶针81上均设置有第二同步减震块82，且第二同步减震块82与外管70侧壁光滑接触。第二同步辅助机构80上设置的第二顶针81和第二同步减震块82的使用，实现了钻孔进程中对岩粉管的稳定性，减缓钻杆30作业进程中岩粉管产生的震动，加快了钻孔作业的进程。

进一步改进地，如图2所示，减震装置包括固定设置在钻杆30上的上连接盘91和下连接盘92，上连接盘91上加工有一组凹槽93，下连接盘92上设置有一组配合所述凹槽93使用的凸起94，且上连接盘91中心部位和下连接盘92中心部位设置有减震弹簧95，减震弹簧95为加强复合型减震弹簧。减震装置配合同步辅助机构的使用，实现减缓钻杆作业进程中产生的震动，保护了钻孔作业的顺利进行，延长了钻孔设备的使用寿命。

进一步改进地，如图1所示，接口63的轴心线与所述卡槽71的轴心线位于同一水平线上，钻杆30上且对应弹性楔形卡牙62位置处设置有与弹性楔形卡牙62配合使用的螺纹齿31。用于复位作用，方便使用。

进一步改进地，如图1所示，内管60上端侧壁上设置有滑槽64，内管60上部与钻杆30之间设置有连接封板100，连接封板100设置在滑槽64内且沿滑槽64能上下滑动。滑槽64和连接封板100的配合使用，使得提升钻杆30时弹性楔形卡牙62与钻杆30形成密封作用，保证岩粉不漏下。

具体地，如图1所示，外管70的顶端口与内管60的底端口均呈马蹄形结构设置；钻头40上设置有螺纹刀刃41，钻头40顶部设置有若干散热型透气孔42。钻头40上设置的螺纹刀刃41和散热型透气孔42，能够加快钻孔进程，便于钻头40散热，减缓钻头40的磨损速度，延长使用寿命；外管70的顶端口和内管60的底端口均呈马蹄形岩粉进口设置，提高了岩粉的进入量，加快钻孔进程，同时具有保护作用。

以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种矿井专用同步钻孔设备，其特征在于：包括顶板（10），所述顶板（10）中间位置设置有驱动机构（20），所述驱动机构（20）上设置有钻杆（30），所述钻杆（30）前端设置有钻头（40），位于所述驱动机构（20）两侧的顶板（10）上均设置有第一同步辅助机构（50），所述第一同步辅助机构（50）上均设置有第一顶针（51），所述第一顶针（51）上均设置有第一同步减震块（52），且所述第一同步减震块（52）与所述钻杆（30）光滑接触；所述钻头（40）后部且围绕所述钻杆（30）设有一个岩粉管，所述岩粉管包括内管（60）和外管（70），所述内管（60）设置在所述外管（70）内部，且所述内管（60）与所述外管（70）为一体成型设置；所述内管（60）的顶端口和底端口均低于所述外管（70）的顶端口和底端口，所述钻杆（30）设置在所述内管（60）内部，所述钻杆（30）底部设置有减震装置，减震装置下方连接有钻头（40）；所述内管（60）下部侧壁上设有连接节（61），所述连接节（61）上设置有弹性楔形卡牙（62），所述内管（60）侧壁上设置有与所述弹性楔形卡牙（62）配合使用的接口（63），所述外管（70）侧壁上设置有与所述弹性楔形卡牙（62）配合使用的卡槽（71）；

所述顶板（10）两端均设置有连接块（11），所述连接块（11）上均设置有固定连接杆（12），所述固定连接杆（12）上均设置有液压系统（13），所述液压系统（13）上均设置有升降柱（14），所述升降柱（14）底端均设置有钉柱（15），所述升降柱（14）上均活动设置有第二同步辅助机构（80），所述第二同步辅助机构（80）上均设置有第二顶针（81），所述第二顶针（81）上均设置有第二同步减震块（82），且所述第二同步减震块（82）与所述外管（70）侧壁光滑接触；

所述减震装置包括固定设置在钻杆（30）上的上连接盘（91）和下连接盘（92），所述上连接盘（91）上加工有一组凹槽（93），所述下连接盘（92）上设置有一组配合所述凹槽（93）使用的凸起（94），且所述上连接盘（91）中心部位和下连接盘（92）中心部位设置有减震弹簧（95），所述减震弹簧（95）为加强复合型减震弹簧；

所述内管（60）上端侧壁上设置有滑槽（64），所述内管（60）上部与所述钻杆（30）之间设置有连接封板（100），所述连接封板（100）设置在所述滑槽（64）内且沿滑槽（64）能上下滑动。

2.根据权利要求1所述一种矿井专用同步钻孔设备，其特征在于：所述接口（63）的轴心线与所述卡槽（71）的轴心线位于同一水平线上，所述钻杆（30）上且对应所述弹性楔形卡牙（62）位置处设置有与所述弹性楔形卡牙（62）配合使用的螺纹齿（31）。

3.根据权利要求1所述一种矿井专用同步钻孔设备，其特征在于：所述外管（70）的顶端口与所述内管（60）的底端口均呈马蹄形结构设置。

4.根据权利要求1所述一种矿井专用同步钻孔设备，其特征在于：所述钻头（40）上设置有螺旋刀刃（41），所述钻头（40）顶部设置有若干散热型透气孔（42）。