CN109630111A - 一种煤矿开采用手持式煤电钻 - Google Patents

一种煤矿开采用手持式煤电钻 Download PDF

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黄士辉
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Abstract

本发明涉及矿井采掘机械技术领域,且公开了一种煤矿开采用手持式煤电钻,包括电动机、减速器、开关、手柄、电缆压紧装置和综合保护装置,还包括与电动机的输出轴固定连接的钻杆、与钻杆固定连接的钻头,钻杆的圆柱杆内部和圆台杆靠近圆柱杆的一端内部呈空心设置、圆台杆其余部分的内部呈实心设置,且钻杆的圆柱杆内部和圆台杆靠近圆柱杆的一端内部开设有储水腔,储水腔的进水口的进口端安装在进水装置的腔体内;钻杆的圆台杆上设置有靠近储水腔且朝向圆台杆径向外侧方延伸的喷水装置,喷水装置朝向钻头的一侧面上均匀开设有排水孔。本发明解决了手持式煤电钻在实现湿式钻孔时,无法实现阻止煤粉尘进入钻杆和钻头内部的问题。

Description

一种煤矿开采用手持式煤电钻
技术领域
本发明涉及矿井采掘机械技术领域,具体为一种煤矿开采用手持式煤电钻。
背景技术
煤电钻是由电动机通过减速机构带动钻杆、钻头旋转并以人工推压,在煤体或软岩层中钻孔的手持式电动机具,适用于回采及掘进工作面钻炮孔,钻孔直径一般为38-45mm、孔深1.2-2m。煤电钻按排屑方式不同可分为干式煤电钻和湿式煤电钻两种。
其中,干式煤电钻配装实心钻杆与钻头,实现干式钻孔,但是,干式煤电钻在工作时产生的粉尘浓度高达71-136mg/m。而湿式煤电钻配装空心钻杆与钻头,在电机端盖处装有进水装置,水通过主轴进入空心钻杆与钻头,钻孔时,煤粉被水浸湿后从钻杆螺旋槽排出,实现湿式钻孔,虽然湿式煤电钻在工作时产生的粉尘浓度仅为2.5-3.7mg/m,但是,仍有一部分粉尘会通过钻头上的通水孔进入到钻头和钻杆的空心腔体内,进入钻头和钻杆空心腔体内的粉尘浸润在水体中变成煤粉浆,煤粉浆不仅会阻碍水体喷出,而且会粘附在钻杆和钻头的内壁上,增加钻杆和钻头的自身重量,降低钻头和钻杆的转动效率。
本发明提供一种煤矿开采用手持式煤电钻,旨在解决手持式煤电钻在实现湿式钻孔时,无法实现阻止煤粉尘进入钻杆和钻头内部的技术问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种煤矿开采用手持式煤电钻,解决了手持式煤电钻在实现湿式钻孔时,无法实现阻止煤粉尘进入钻杆和钻头内部的技术问题。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种煤矿开采用手持式煤电钻,包括电动机、减速器、开关、手柄、电缆压紧装置和综合保护装置,还包括与电动机的输出轴固定连接的钻杆、与钻杆固定连接的钻头,所述钻杆由呈圆柱体形状设置的圆柱杆和呈圆台体形状设置的圆台杆组成;
钻杆的圆柱杆内部和圆台杆靠近圆柱杆的一端内部呈空心设置、圆台杆其余部分的内部呈实心设置,且钻杆的圆柱杆内部和圆台杆靠近圆柱杆的一端内部开设有用于储存水体的储水腔,储水腔的侧壁上开设有贯穿钻杆的进水口,进水口的出口端与储水腔的腔体呈相互连通设置,进水口的进口端安装在进水装置的腔体内;进水装置由一体成型且相互连通的储水管和储水槽组成,且进水装置的储水槽的内侧壁与钻杆的外侧壁呈转动摩擦连接设置;
钻杆的圆台杆上设置有靠近储水腔且朝向圆台杆径向外侧方延伸的喷水装置,喷水装置的内部开设有与储水腔的腔体呈相互连通设置的空腔;喷水装置朝向钻头的一侧面上均匀开设有排水孔,且排水孔的腔体与喷水装置的腔体呈相互连通设置。
进一步的,所述输出轴的外侧壁上套置有位于电动机外部的阻隔套,阻隔套的中心开孔的内侧壁与输出轴的外侧壁呈固定连接设置。
优选的,所述输出轴的中心轴、钻杆的中心轴与钻头的中心轴设置在同一条直线上,且呈同轴转动设置。
进一步的,所述进水装置的储水槽的内侧壁与钻杆的外侧壁之间设置有导滑层,导滑层的外侧面为导滑面、其内侧面与钻杆的外侧壁呈固定连接设置。
进一步的,所述进水装置的两侧安装有呈相互对称设置且套置在钻杆外侧壁上的第一防护套与第二防护套;
第一防护套的内侧壁和第二防护套的内侧壁分别与钻杆上位于进水装置两侧的外侧壁呈固定连接设置,且第一防护套和第二防护套朝向进水装置的一侧面均与进水装置呈转动摩擦连接设置。
优选的,所述喷水装置朝向钻头的一侧面呈球体曲面形状,该球体曲面的球心设置在钻头上。
优选的,所述排水孔的中心轴呈倾斜设置、且朝向钻杆的中心轴。
更优选的,所述排水孔的中心轴所在的水平线与钻杆的中心轴所在的水平线呈120-150度夹角设置。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比,本发明具备以下有益的技术效果:
1、该煤电钻,采用进水装置与开设在钻杆上的储水腔通过转动配合作用,将进水装置内的水体加入到钻杆的储水腔内,储水腔内的水体在钻杆转动的离心力、水体自身重力和水压力的共同作用力下,通过喷水装置的排水孔以螺旋型旋转方式朝向钻头方向喷射,喷射出的水体将漂浮的煤粉尘润湿,润湿后的煤颗粒从钻杆的径向外侧方排出,在上述过程中,煤粉尘在尚未达到排水孔时,已被润湿,且煤粉尘也无法通过其他途径进入到钻杆和钻头的内部;
这一技术方案取得了彻底阻止煤粉尘进入到钻杆和钻头内部的技术效果。
2、该煤电钻,通过在位于电动机外部的输出轴的外侧壁上套置阻隔套,阻隔套能够有效地阻隔水体、水汽与煤粉尘等物质进入电动机内部,损害电动机正常运行,取得了阻隔有害物质进入电动机的技术效果,从而实现了有效阻隔有害物质进入手持式煤电钻的技术效果。
3、该煤电钻,采用输出轴、钻杆与钻头呈同轴转动设置的技术方案能够有效地减小钻杆和钻头转动时的扭转力矩,取得了提高钻杆和钻头的转动效率的技术效果。
4、该煤电钻,通过在进水装置的储水槽的内侧壁与钻杆的圆柱杆轴向中部的外侧壁之间设置有导滑层,导滑层能够显著地提高钻杆在进水装置的储水槽内的转动效率,取得了显著提高了储水腔的进水效率的技术效果。
5、该煤电钻,通过在进水装置两侧的钻杆的外侧壁上套置第一防护套与第二防护套,第一防护套和第二防护套不仅能够有效地阻隔进水装置和储水腔内的水体流出到钻杆的外侧壁上,而且能够有效地阻隔从钻头方向漂浮而来的煤粉尘进入到钻杆的内部,取得了进一步阻隔煤粉尘进入钻杆内部的技术效果。
6、该煤电钻,采用喷水装置朝向钻头的一侧面呈球体曲面形状设置的技术方案能够使水体更好地以螺旋型旋转方式朝向钻头方向进行喷射,提高了水体与煤粉尘的相遇机率,取得了更加有效润湿煤粉尘的技术效果。
7、该煤电钻,采用排水孔的中心轴朝向钻杆的中心轴设置的技术方案能够进一步地使水体更好地以螺旋型旋转方式朝向钻头方向进行喷射,进一步地提高了水体与煤粉尘的相遇机率,进而取得了进一步更加有效润湿煤粉尘的技术效果。
8、该煤电钻,采用排水孔的中心轴所在的水平线与钻杆的中心轴所在的水平线呈120-150度夹角设置的技术方案取得了更进一步更加有效润湿煤粉尘的技术效果。
附图说明
图1为本发明一种煤矿开采用手持式煤电钻的俯视图;
图2为本发明一种煤矿开采用手持式煤电钻的剖视图;
图3为本发明的进水装置、导滑层与钻杆的剖面图;
图4为本发明一种煤矿开采用手持式煤电钻的右视图;
图5为本发明的钻杆与进水装置的动态变化示意图。
图中标示:1-输出轴,101-阻隔套;
2-端盖;
3-钻杆,301-储水腔,302-进水口,303-进水装置,304-第一防护套,305-第二防护套,306-喷水装置,307-排水孔,308-导滑层;
4-钻头。
具体实施方式
一种煤矿开采用手持式煤电钻,包括电动机、减速器、开关、手柄、电缆压紧装置和综合保护装置,还包括与电动机的输出轴1呈固定连接设置的钻杆3,同时还包括与钻杆3呈固定连接设置的钻头4;其中,如图1和图2所示,电动机的输出轴1贯穿端盖2的中心开孔并延伸至电动机的外部且与钻杆3呈固定连接设置,且输出轴1的外侧壁与端盖2的中心开孔的内侧壁呈相互不接触设置;进一步的,输出轴1的外侧壁上套置有位于电动机外部且呈圆环体形状设置的阻隔套101,阻隔套101的中心开孔的内侧壁与输出轴1的外侧壁呈相互固定连接设置,阻隔套101朝向端盖2的一侧面上边缘的圆环部与端盖2外侧面上中心开孔边缘的圆环部呈相互转动摩擦连接设置;其中,在位于电动机外部的输出轴1的外侧壁上套置阻隔套101,阻隔套101能够有效地阻隔水体、水汽与煤粉尘等物质进入电动机内部,损害电动机正常运行,取得了阻隔有害物质进入电动机的技术效果,从而实现了有效阻隔有害物质进入手持式煤电钻的技术效果;
钻杆3由呈圆柱体形状设置的圆柱杆和呈圆台体形状设置的圆台杆组成,且圆柱杆靠近圆台杆的一端面与圆台杆面积较大的一端面呈一体成型设置;钻杆3的圆柱杆远离圆台杆的一端面与输出轴1位于电动机外部的一端面呈固定连接设置,钻杆3的圆台杆面积较小的一端面与呈圆锥体形状设置且内部呈实心设置的钻头4的底端面呈固定连接设置;
优选的,输出轴1的中心轴、钻杆3的中心轴与钻头4的中心轴设置在同一条直线上,输出轴1、钻杆3与钻头4呈同轴转动设置;其中,输出轴1、钻杆3与钻头4呈同轴转动的设置方式能够有效地减小钻杆3和钻头4转动时的扭转力矩,进而取得了提高钻杆3和钻头4的转动效率的技术效果;钻杆3的圆柱杆内部和圆台杆靠近圆柱杆的一端内部呈空心设置、圆台杆其余部分的内部呈实心设置,且钻杆3的圆柱杆内部和圆台杆靠近圆柱杆的一端内部开设有用于储存水体的储水腔301,储水腔301的侧壁上开设有贯穿钻杆3的圆柱杆轴向中部外侧壁上的进水口302,进水口302的出口端与储水腔301的腔体呈相互连通设置,进水口302的进口端安装在进水装置303的腔体内;进水装置303由一体成型且相互连通的储水管和储水槽组成;其中,储水管安装在钻杆3的圆柱杆轴向中部的径向外侧方、其进口端与输水管的出口端呈相互连通设置;径向剖面呈扇环形形状设置且轴向两端均具有开口的储水槽的内侧壁与钻杆3的圆柱杆轴向中部的外侧壁呈转动摩擦连接设置;储水槽的径向开口端与储水管的出口端的两侧呈相互连通设置,且储水管的出口端的两端朝向钻杆3的圆柱杆无限延伸但相互之间呈不接触设置;
进一步的,如图3所示,进水装置303的储水槽的内侧壁与钻杆3的圆柱杆轴向中部的外侧壁之间设置有导滑层308,且导滑层308的外侧面为导滑面、其内侧面与钻杆3的圆柱杆轴向中部的外侧壁呈固定连接设置;其中,进水装置303的储水槽的内侧壁与钻杆3的圆柱杆轴向中部的外侧壁之间设置有导滑层308,导滑层308能够显著地提高钻杆3在进水装置303的储水槽内的转动效率,进而取得了显著提高了储水腔301的进水效率的技术效果;
钻杆3的圆台杆上设置有靠近储水腔301且朝向圆台杆径向外侧方延伸的喷水装置306,喷水装置306呈圆环体形状,该圆环体的内部开设有与储水腔301的腔体呈相互连通设置的空腔;如图4所示,喷水装置306朝向钻头4的一侧面上均匀开设有径向剖面呈圆形形状设置的排水孔307,且排水孔307的腔体与喷水装置306的腔体呈相互连通设置;
其中,进水装置303与开设在钻杆3上的储水腔301通过转动配合作用,将进水装置303内的水体加入到钻杆3的储水腔301内,储水腔301内的水体在钻杆3转动的离心力、水体自身重力和水压力的共同作用力下,通过喷水装置306的排水孔307以螺旋型旋转方式朝向钻头4方向喷射,喷射出的水体将漂浮的煤粉尘润湿,润湿后的煤颗粒从钻杆3的径向外侧方排出,在上述过程中,煤粉尘在尚未达到排水孔307时,已被润湿,且煤粉尘也无法通过其他途径进入到钻杆3和钻头4内部,从而取得了湿式钻孔时,彻底阻止煤粉尘进入钻杆3和钻头4内部的技术效果;
进一步的,进水装置303的两侧安装有呈圆环体形状设置且套置在钻杆3的圆柱杆轴向中部外侧壁上的相互对称的第一防护套304与第二防护套305,第一防护套304的内侧壁和第二防护套305的内侧壁分别与钻杆3的圆柱杆轴向中部的外侧壁呈固定连接设置,且第一防护套304朝向进水装置303的一侧面与进水装置303呈转动摩擦连接设置、第二防护套305朝向进水装置303的一侧面与进水装置303呈转动摩擦连接设置;
其中,在进水装置303两侧的钻杆3的外侧壁上套置第一防护套304与第二防护套305,第一防护套304和第二防护套305不仅能够有效地阻隔进水装置303和储水腔301内的水体流出到钻杆3的外侧壁上,而且能够有效地阻隔从钻头4方向漂浮而来的煤粉尘进入到钻杆3的内部,取得了进一步阻隔煤粉尘进入钻杆3内部的技术效果;
优选的,喷水装置306朝向钻头4的一侧面呈球体曲面形状,该球体曲面的球心设置在钻头4的锥角上;
其中,喷水装置306朝向钻头4的一侧面呈球体曲面形状设置的技术方案能够使水体更好地以螺旋型旋转方式朝向钻头4方向进行喷射,提高了水体与煤粉尘的相遇机率,进而取得了更加有效润湿煤粉尘的技术效果;
优选的,排水孔307的中心轴呈倾斜设置、且朝向钻杆3的中心轴;
其中,排水孔307的中心轴朝向钻杆3的中心轴设置的技术方案能够进一步地使水体更好地以螺旋型旋转方式朝向钻头4方向进行喷射,进一步地提高了水体与煤粉尘的相遇机率,进而取得了进一步更加有效润湿煤粉尘的技术效果;
更优选的,排水孔307的中心轴所在的水平线与钻杆3的中心轴所在的水平线呈120-150度夹角设置;
其中,排水孔307的中心轴所在的水平线与钻杆3的中心轴所在的水平线呈120-150度夹角设置的技术方案取得了更进一步更加有效润湿煤粉尘的技术效果。
工作时,将钻头4对准煤体或软岩层中需要钻孔的区域,电动机的输出轴1带动钻杆3和钻头4转动,钻头4在煤体或者软岩层中钻孔;
同时,水体从输水管进入到进水装置303的储水管内,如图5所示,钻杆3在进水装置303的储水槽内发生转动;
当储水腔301的进水口302与进水装置303的储水管的出口端转动到连通状态时,进水装置303的储水管内的水体流入到储水腔301内,此时,储水腔301处于进水状态;
当储水腔301的进水口302与进水装置303的储水管的出口端转动到不连通状态时,进水装置303的储水槽的内侧壁使储水腔301的出水口302处于密封状态,钻杆3的外侧壁使进水装置303的储水管的出口端处于密封状态;
与此同时,储水腔301内的水体通过喷水装置306的排水孔307,在钻杆3转动的离心力、水体自身重力和水压力的共同作用力下,以螺旋型旋转方式朝向钻头4方向喷射,喷射出的水体与从钻孔方向漂浮而来的煤粉尘相遇,水体将煤粉尘润湿,煤粉尘被水润湿后从钻杆3的径向外侧方排出,从而实现湿式钻孔的工作。

Claims (8)

1.一种煤矿开采用手持式煤电钻,包括电动机、减速器、开关、手柄、电缆压紧装置和综合保护装置,还包括与电动机的输出轴(1)固定连接的钻杆(3)、与钻杆(3)固定连接的钻头(4),其特征在于:所述钻杆(3)由呈圆柱体形状设置的圆柱杆和呈圆台体形状设置的圆台杆组成;
钻杆(3)的圆柱杆内部和圆台杆靠近圆柱杆的一端内部呈空心设置、圆台杆其余部分的内部呈实心设置,且钻杆(3)的圆柱杆内部和圆台杆靠近圆柱杆的一端内部开设有用于储存水体的储水腔(301),储水腔(301)的侧壁上开设有贯穿钻杆(3)的进水口(302),进水口(302)的出口端与储水腔(301)的腔体呈相互连通设置,进水口(302)的进口端安装在进水装置(303)的腔体内;进水装置(303)由一体成型且相互连通的储水管和储水槽组成,且进水装置(303)的储水槽的内侧壁与钻杆(3)的外侧壁呈转动摩擦连接设置;
钻杆(3)的圆台杆上设置有靠近储水腔(301)且朝向圆台杆径向外侧方延伸的喷水装置(306),喷水装置(306)的内部开设有与储水腔(301)的腔体呈相互连通设置的空腔;喷水装置(306)朝向钻头(4)的一侧面上均匀开设有排水孔(307),且排水孔(307)的腔体与喷水装置(306)的腔体呈相互连通设置。
2.根据权利要求1所述的煤电钻,其特征在于:所述输出轴(1)的外侧壁上套置有位于电动机外部的阻隔套(101),阻隔套(101)的中心开孔的内侧壁与输出轴(1)的外侧壁呈固定连接设置。
3.根据权利要求1所述的煤电钻,其特征在于:所述输出轴(1)的中心轴、钻杆(3)的中心轴与钻头(4)的中心轴设置在同一条直线上,且呈同轴转动设置。
4.根据权利要求1所述的煤电钻,其特征在于:所述进水装置(303)的储水槽的内侧壁与钻杆(3)的外侧壁之间设置有导滑层(308),导滑层(308)的外侧面为导滑面、其内侧面与钻杆(3)的外侧壁呈固定连接设置。
5.根据权利要求1所述的煤电钻,其特征在于:所述进水装置(303)的两侧安装有呈相互对称设置且套置在钻杆(3)外侧壁上的第一防护套(304)与第二防护套(305);
第一防护套(304)的内侧壁和第二防护套(305)的内侧壁分别与钻杆(3)上位于进水装置(303)两侧的外侧壁呈固定连接设置,且第一防护套(304)和第二防护套(305)朝向进水装置(303)的一侧面均与进水装置(303)呈转动摩擦连接设置。
6.根据权利要求1所述的煤电钻,其特征在于:所述喷水装置(306)朝向钻头(4)的一侧面呈球体曲面形状,该球体曲面的球心设置在钻头(4)上。
7.根据权利要求1所述的煤电钻,其特征在于:所述排水孔(307)的中心轴呈倾斜设置、且朝向钻杆(3)的中心轴。
8.根据权利要求1所述的煤电钻,其特征在于:所述排水孔(307)的中心轴所在的水平线与钻杆(3)的中心轴所在的水平线呈120-150度夹角设置。
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