CN108678662A - 一种煤矿开采用岩层突进螺旋钻 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿开采用岩层突进螺旋钻，包括钻机框架和钻头箱，所述钻机框架具有圆柱形的壳体，在钻机框架顶部设有液压缸，本装置中通过设置由钻头外叶片和钻头内叶片组成的钻头，并利用微冲击，有效的避免了冲击力对基岩的扰动，既保证了大颗粒渣土的及时排出，避免重复做功，又充分降低了冲击力对基岩的破坏，而且大幅度节约了施工成本；同时，通过设置带有泄压部的螺纹叶片、具有排土口螺杆和带有泄压口的钻机框架，能够在沙土进入钻机框架内时，避免沙土长时间与螺杆表面产生粘覆，从而保证螺杆在工作过程中正常转动，避免了由于沙土挤压压力造成的机械故障，从而保证生产的正常进行。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采设备，具体是一种煤矿开采用岩层突进螺旋钻。
背景技术
螺旋钻孔装置是煤矿进行开采时所必须的设备，其作为一种高效的成孔设备，在进行作业时，利用前端钻头掘削岩石和土壤。
目前的螺旋钻孔装置在进行工作时主要有以下几个问题，常用的螺旋刮刀式钻头，仅用于浅层土质和石头表面强风化地层结构钻孔；而牙轮辗压式钻具使用时破岩钻进效率低，且不适合土层钻掘；冲击式钻具中的低频冲击型，效率低，桩的垂直度难以保证，且容易破坏基岩，高频冲击型，成本昂贵，渣土不能及时排出，造成重复破碎岩石，直至冲击成粉状与颗粒，且容易堆积在驱动的螺旋杆表面，影响螺旋杆的正常转动，当堆积量较多时，还会给驱动电机造成巨大压力，导致机械故障，影响正常生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矿开采用岩层突进螺旋钻，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种煤矿开采用岩层突进螺旋钻，包括钻机框架和钻头箱，所述钻机框架具有圆柱形的壳体，在钻机框架顶部设有液压缸，所述液压缸的输出端伸入钻机框架内部并安装有连接伸缩器，在连接伸缩器下方安装有与其固定连接的驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有与钻机框架同轴设置的螺杆，在螺杆与驱动电机输出端的连接处设有与钻机框架内壁贴合并转动连接的活塞盘，螺杆的外边侧设有螺纹叶片，在螺纹叶片表面设有多个泄压部，所述泄压部呈向上凸起的圆弧状，在钻机框架的壳体上开设有多个泄压口，在螺杆上沿竖直方向设有向外凸起的半圆柱状排土口；所述钻头箱位于钻机框架下方，钻头箱为与钻机框架直径相同的圆柱形箱体，钻头箱内部设有连接内箱，所述螺杆下端向下伸入连接内箱内部，螺杆位于连接内箱内的一端安装有冲击锤，冲击锤下端安装有钻头柄，在钻头柄下方设有与其固定练级的钻头，所述钻头包括延伸在钻头箱外壁上的钻头外叶片和钻头外叶片内侧的钻头内叶片，所述钻头外叶片的数量为多个并沿钻头箱圆周方向等间距分布，钻头外叶片呈螺旋状，所述钻头内叶片有多个并依次抵接形成向下收口圆锥体，所述钻头外叶片底部设有多个合金齿，合金齿前端呈收口状。
作为本发明的优选方案：所述连接伸缩器为金属液压伸缩杆。
作为本发明再进一步的优选方案：所述活塞盘呈圆柱形。
作为本发明再进一步的优选方案：所述螺杆上的螺纹叶片从上至下直径逐渐减小。
作为本发明再进一步的优选方案：所述螺纹叶片上的泄压部从上至下逐渐增大。
作为本发明再进一步的优选方案：所述钻头外叶片和钻头内叶片表面均开设有气孔，所述气孔呈椭圆形。
作为本发明再进一步的优选方案：所述钻头内叶片下方设有椭圆球形的连接部，在连接部下方设有冲击球，所述冲击球为圆形金属球并位于一个底面开口的椭圆形壳体内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置中通过设置由钻头外叶片和钻头内叶片组成的钻头，并利用微冲击，有效的避免了冲击力对基岩的扰动，既保证了大颗粒渣土的及时排出，避免重复做功，又充分降低了冲击力对基岩的破坏，而且大幅度节约了施工成本；同时，通过设置带有泄压部的螺纹叶片、具有排土口螺杆和带有泄压口的钻机框架，能够在沙土进入钻机框架内时，避免沙土长时间与螺杆表面产生粘覆，从而保证螺杆在工作过程中正常转动，避免了由于沙土挤压压力造成的机械故障，从而保证生产的正常进行。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中螺杆泄压部分的结构示意图。
图3为本发明中钻头箱的结构示意图。
图中1-钻机框架，2-液压缸，3-驱动电机，4-连接伸缩器，5-螺杆，6-钻头箱，7-螺纹叶片，8-排土口，9-泄压口，10-泄压部，11-连接内箱，12-冲击锤，13-钻头柄，14-钻头外叶片，15-钻头内叶片，17-合金齿，18-气孔，19-连接部，20-冲击球。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明实施例中，一种煤矿开采用岩层突进螺旋钻，包括钻机框架1和钻头箱6，所述钻机框架1具有圆柱形的壳体，在钻机框架1顶部设有液压缸2，所述液压缸2的输出端伸入钻机框架1内部并安装有连接伸缩器4，所述连接伸缩器4为金属液压伸缩杆，在连接伸缩器4下方安装有与其固定连接的驱动电机3，所述驱动电机3的输出端连接有与钻机框架1同轴设置的螺杆5，在螺杆5与驱动电机3输出端的连接处设有与钻机框架1内壁贴合并转动连接的活塞盘，活塞盘呈圆柱形，螺杆5的外边侧设有螺纹叶片7，在螺纹叶片7表面设有多个泄压部10，所述泄压部10呈向上凸起的圆弧状，在钻机框架1的壳体上开设有多个泄压口9，所述螺杆5上的螺纹叶片7从上至下直径逐渐减小，在螺杆5上沿竖直方向设有向外凸起的半圆柱状排土口8，在螺纹叶片7上的泄压部10从上至下逐渐增大，位于下部的泄压部10较小，便于在进行钻孔过程中钻机框架1外部的沙土进入时，由于压力较大，沙土会沿着螺杆5上的螺纹叶片7上升，有的黏性较大的沙土粘覆在螺纹叶片7时，由于压力从泄压部10排外上一层螺纹叶片7，不会出现沙土的堆积影响螺杆5正常工作，并且由于在螺杆5上设置的排土口8，在沙土跟随上升时，能够通过与钻机框架1内壁之间的间距随时改变而改变附着力，从而使沙土从螺杆5上产生脱落，从而进步一保证了螺杆5在工作时的正常转动；
所述钻头箱6位于钻机框架1下方，钻头箱6为与钻机框架1直径相同的圆柱形箱体，钻头箱6内部设有连接内箱11，所述螺杆5下端向下伸入连接内箱11内部，螺杆5位于连接内箱11内的一端安装有冲击锤12，冲击锤12下端安装有钻头柄13，冲击锤12用于冲击做功，钻头柄用于传递冲击力，在钻头柄13下方设有与其固定练级的钻头，所述钻头包括延伸在钻头箱6外壁上的钻头外叶片14和钻头外叶片14内侧的钻头内叶片15，所述钻头外叶片14的数量为多个并沿钻头箱6圆周方向等间距分布，钻头外叶片14呈螺旋状，所述钻头内叶片15有多个并依次抵接形成向下收口圆锥体，在钻头外叶片14和钻头内叶片15表面均开设有气孔18，所述气孔18呈椭圆形，在其中一个钻头内叶片15下方设有椭圆球形的连接部19，在连接部19下方设有冲击球20，所述冲击球20为圆形金属球并位于一个底面开口的椭圆形壳体内，所述钻头外叶片14底部设有多个合金齿17，合金齿17前端呈收口状；
液压缸2和驱动电机3启动，在表层土壤及浅层的强风化岩石层时，关闭液压缸2，仅依靠驱动电机3扭矩和钻压力，这阶段成本极低，而且螺旋钻进导土效率极高，直至钻到较硬岩层，螺旋钻具无法克服时，启动液压缸2冲击功辅助钻掘；这阶段，钻机扭矩加上钻压力和冲击功，三种力量相互交叉做功，互相助力，根据岩石的裂变性掘进，而且底部钻头的开口率最大化，确保了岩渣的及时上导，避免了重复冲击，通过连接内箱11的作用改变了做功方向，旋钮打击，借助钻扭力的载体，更便于掘岩，而且更利于钻渣上导，及时排渣；通过钻头外叶片14上的合金齿，确保孔底多部位都能接受到冲击力，达到一举多得的效果，既保证了大颗粒渣土的及时排出，避免重复做功，又充分降低了冲击力对基岩的破坏；而且大幅度节约了施工成本。
本发明的工作原理是：本装置中通过设置由钻头外叶片14和钻头内叶片15组成的钻头，并利用微冲击，有效的避免了冲击力对基岩的扰动，既保证了大颗粒渣土的及时排出，避免重复做功，又充分降低了冲击力对基岩的破坏，而且大幅度节约了施工成本；同时，通过设置带有泄压部10的螺纹叶片7、具有排土口8螺杆5和带有泄压口9的钻机框架1，能够在沙土进入钻机框架1内时，避免沙土长时间与螺杆5表面产生粘覆，从而保证螺杆5在工作过程中正常转动，避免了由于沙土挤压压力造成的机械故障，从而保证生产的正常进行。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种煤矿开采用岩层突进螺旋钻，包括钻机框架和钻头箱，其特征在于，所述钻机框架具有圆柱形的壳体，在钻机框架顶部设有液压缸，所述液压缸的输出端伸入钻机框架内部并安装有连接伸缩器，在连接伸缩器下方安装有与其固定连接的驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有与钻机框架同轴设置的螺杆，在螺杆与驱动电机输出端的连接处设有与钻机框架内壁贴合并转动连接的活塞盘，螺杆的外边侧设有螺纹叶片，在螺纹叶片表面设有多个泄压部，所述泄压部呈向上凸起的圆弧状，在钻机框架的壳体上开设有多个泄压口，在螺杆上沿竖直方向设有向外凸起的半圆柱状排土口；所述钻头箱位于钻机框架下方，钻头箱为与钻机框架直径相同的圆柱形箱体，钻头箱内部设有连接内箱，所述螺杆下端向下伸入连接内箱内部，螺杆位于连接内箱内的一端安装有冲击锤，冲击锤下端安装有钻头柄，在钻头柄下方设有与其固定练级的钻头，所述钻头包括延伸在钻头箱外壁上的钻头外叶片和钻头外叶片内侧的钻头内叶片，所述钻头外叶片的数量为多个并沿钻头箱圆周方向等间距分布，钻头外叶片呈螺旋状，所述钻头内叶片有多个并依次抵接形成向下收口圆锥体，所述钻头外叶片底部设有多个合金齿，合金齿前端呈收口状。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿开采用岩层突进螺旋钻，其特征在于，所述连接伸缩器为金属液压伸缩杆。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿开采用岩层突进螺旋钻，其特征在于，所述活塞盘呈圆柱形。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿开采用岩层突进螺旋钻，其特征在于，所述螺杆上的螺纹叶片从上至下直径逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿开采用岩层突进螺旋钻，其特征在于，所述螺纹叶片上的泄压部从上至下逐渐增大。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿开采用岩层突进螺旋钻，其特征在于，所述钻头外叶片和钻头内叶片表面均开设有气孔，所述气孔呈椭圆形。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿开采用岩层突进螺旋钻，其特征在于，所述钻头内叶片下方设有椭圆球形的连接部，在连接部下方设有冲击球，所述冲击球为圆形金属球并位于一个底面开口的椭圆形壳体内。
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