CN110242336A - 巷道自动装卸锚杆装置及其支护锚杆 - Google Patents
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Abstract
巷道自动装卸锚杆装置及其支护锚杆，属于煤矿巷道支护技术领域，包括主机架、料箱、固定座、履带行走系统、回转油缸、推移座、回转轴、回转台、立柱油缸、立柱、伸展油缸、伸展臂、翻转马达、推移马达、主滑道、二级滑道、支撑板、回转丝杠、推进板、钻进马达、扭矩传感器、万向连接器、锁紧螺母、托盘、支护锚杆、传感器安装座、传感器、外套、伸缩杆、限位筒、一次进给油缸，本发明支护锚杆前端设计螺旋固定片将支护锚杆顶部与坚硬煤层连接，且支护锚杆前端的楔形块将支护锚杆前端膨胀开，并与支护锚杆孔产生较大的接触摩擦力，增强了支护锚杆的牢固性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿巷道支护技术领域，尤其是一种巷道自动装卸锚杆装置及其支护锚杆。
背景技术
锚杆支护是保证煤矿井下巷道安全的重要支护方式，现有锚杆多为螺纹钢材料，支护过程中需要先将锚固剂放置到锚杆孔的顶端，再将锚杆送入锚杆孔，最后利用锚杆对锚固剂进行搅拌，当锚固剂凝固后，才能在锚杆上安装托盘，实现巷道的支护，整个过程费时费力，严重影响了煤矿巷道的掘采效率和井下工作人员的安全性，特别是，当工作面的煤炭开采完毕后，锚杆全部被废弃到了巷道中，引起了极大的资源浪费。
发明内容
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
巷道自动装卸锚杆装置，包括主机架，主机架的尾端顶部固定安装有料箱，主机架下方两侧固定安装有履带行走系统，主机架的上方固定有安装座，且安装座位于料箱的下方，主机架的前端顶部中间位置安装有回转轴，回转轴顶部铰接有回转台，回转台底部固定安装有推移座，推移座与固定座之间安装有驱动油缸，回转台上表面尾端铰接有立柱，回转台上表面前端与立柱油缸的缸体铰接，立柱油缸的活塞杆末端铰接在立柱上，立柱的前端铰接有伸展臂，立柱与伸展臂之间铰接有伸展油缸，且伸展油缸的缸体端与立柱铰接，伸展油缸的活塞杆末端铰接在伸展臂上，伸缩臂的顶端通过L形支座固定安装有翻转马达，翻转马达的输出轴贯穿L形支座，且末端与主滑道固定安装，主滑道上滑动安装二级滑道，主滑道与一次进给油缸的尾端连接，一次进给油缸的首端与二级滑道相连，二级滑道的底端板下表面固定安装推移马达，推移马达的输送轴贯穿二级滑道的底端板，且输送轴末端与回转丝杠一端固定安装，回转丝杠另一端与二级滑道的上端板转动安装，回转丝杠上安装有推进板，推进板内腔的安装板上固定安装有钻进马达，推进板顶部固定安装有限位筒，钻进马达的输出轴固定有扭矩传感器，且扭矩传感器位于推进板内腔，扭矩传感器顶端安装有万向连接器，万向连接器尾端贯穿推进板，前端贯穿限位筒，万向连接器通过其前端开设的锥形锁紧孔与支护锚杆尾端相连，支护锚杆上安装有托盘，托盘与支护锚杆通过锁紧螺母固定，所述二级滑道的上端板顶部固定安装有支撑板、第一传感器组件和第二传感器组件，且第一传感器组件和第二传感器组件的伸缩杆均抵在锁紧螺母的外表面。
所述第一传感器组件和第二传感器组件结构相同，均包括传感器安装座，第一传感器组件和第二传感器组件均通过传感器安装座固定安装在二级滑道上端板顶部，传感器安装座截面为数字“1”形状，传感器安装座顶端侧壁安装有传感器和外套，且传感器与外套同轴心设置，外套的中心孔处安装有伸缩杆，伸缩杆一端抵在锁紧螺母外圆面上，另一端与传感器前端相连。
所述支护锚杆包括锚杆体、挡块、锥形夹持端、螺旋固定片和楔形块组成，所述锚杆体尾端一体成型有锥形夹持端，锥形夹持端上方锚杆体外圆面设置有挡块，所述锚杆体前端中部开设有矩形槽，且矩形槽内安装有楔形块，所述锚杆体外圆面设置有螺旋固定片。
所述螺旋固定片的长度是为300-500mm，挡块的下表面到锥形夹持端的端面之间的距离是200-250mm。
所述托盘由两个托盘体组成，两个托盘体的平面部分沿周轴向均开设有半圆形凹槽，且托盘体的平面部分呈T字形。
所述推进板由连接板、安装板和方形筒组成，所述方形筒延长度方向外壁设置有连接板，连接板上开设有螺纹孔，用于与回转丝杠连接，方形筒延长度方向内壁设置有安装板，安装板上开设有通孔，用于与钻进马达，且钻进马达输出轴与安装板的通孔之间安装有轴承，安装板上表面与连接板上表面位于同一平面内。
本发明的有益效果为：
1、本发明针对现有锚杆安装时间长、不可拆卸的结构缺点，发明了一直具有自动锁紧功能，且利于回收的新型支护锚杆。
2、本发明支护锚杆前端设计螺旋固定片能够将支护锚杆牢固的连接上顶部坚硬煤层中，且支护锚杆前端的楔形块将支护锚杆前端膨胀开，并与锚杆孔产生较大的接触摩擦力，增强了支护锚杆的牢固性和稳定性。
3、本发明巷道自动装卸锚杆装置通过分体式托盘与支护锚杆尾端相连，并通过锁紧螺母进行固定，当拆卸支护锚杆时，仅需将锁紧螺母拆卸后，便可直接拆卸托盘，具有安装效率高、自动化程度高、可反复利用和节能环保等优点。
附图说明
图1为本发明实施例巷道自动装卸锚杆装置主视图；
图2为本发明实施例巷道自动装卸锚杆装置主视图的A处放大示意图；
图3为本发明实施例巷道自动装卸锚杆装置侧视图；
图4为本发明实施例巷道自动装卸锚杆装置侧视图的B处放大示意图；
图5为本发明支护锚杆结构示意图；
图6为本发明托盘结构俯视图；
图7为第一传感器组件、第二传感器组件与锁紧螺母位置关系图；
图8为本发明巷道自动装卸锚杆装置完全收缩结构示意图；
图9为本发明巷道自动装卸锚杆装置安装支护锚杆示意图；
1-主机架，2-料箱，3-固定座，4-履带行走系统，5-回转油缸，6-推移座，7-回转轴，8-回转台，9-立柱油缸，10-立柱，11-伸展油缸，12-伸展臂，13-翻转马达，14-推移马达，15-主滑道，16-二级滑道，17-支撑板，18-回转丝杠，19-推进板，20-钻进马达，21-扭矩传感器，22-万向连接器，23-锁紧螺母，24-托盘，25-支护锚杆，26-传感器安装座，27-传感器，28-外套，29-伸缩杆，30-螺旋固定片，31-楔形块，32-挡块，33-锥形夹持端，34-限位筒，35-一次进给油缸，36-锚杆体，37-托盘体，38-连接板，39-安装板，40-方形筒。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1至图4所示，巷道快速自动装卸锚杆装置，包括主机架1，主机架1的尾端顶部固定安装有料箱2，料箱2用于存储支护锚杆25，主机架1下方两侧固定安装有履带行走系统4，主机架1的上方固定有安装座3，且安装座3位于料箱2的下方，主机架1的前端顶部中间位置安装有回转轴7，回转轴7顶部铰接有回转台8，回转台8底部固定安装有推移座6，推移座6与固定座3之间安装有驱动油缸5，且驱动油缸5的活塞杆末端与推移座6底部的耳板铰接，驱动油缸5的缸体端部与安装座3铰接，回转台8上表面尾端铰接有立柱10，回转台8上表面前端与立柱油缸9的缸体铰接，立柱油缸9的活塞杆末端铰接在立柱10上，立柱10的前端铰接有伸展臂12，立柱10与伸展臂12之间铰接有伸展油缸11，且伸展油缸11的缸体端与立柱10铰接，伸展油缸11的活塞杆末端铰接在伸展臂12上，伸缩臂12的顶端通过L形支座固定安装有翻转马达13，翻转马达13的输出轴贯穿L形支座，且末端与主滑道15固定安装，主滑道15上滑动安装二级滑道16，主滑道15与一次进给油缸35的尾端连接，一次进给油缸35的首端与二级滑道16相连，二级滑道16的底端板下表面固定安装推移马达14，推移马达14的输送轴贯穿二级滑道16的底端板，且输送轴末端与回转丝杠18一端固定安装，回转丝杠18另一端与二级滑道16的上端板转动安装，回转丝杠18上安装有推进板19，推进板19内腔的安装板39上固定安装有钻进马达20，推进板19顶部固定安装有限位筒34，限位筒34为方筒形，钻进马达20的输出轴固定有扭矩传感器21，且扭矩传感器21位于推进板19内腔，扭矩传感器21顶端安装有万向连接器22，万向连接器22尾端贯穿推进板19，前端贯穿限位筒34，万向连接器22在限位筒34内活动，万向连接器22通过其前端开设的锥形锁紧孔与支护锚杆25尾端相连，支护锚杆25上安装有托盘24，托盘24与支护锚杆25通过锁紧螺母23固定，所述二级滑道16的上端板顶部固定安装有支撑板17、第一传感器组件和第二传感器组件，且第一传感器组件和第二传感器组件的伸缩杆29均抵在锁紧螺母23的外表面。
如图7所示，所述第一传感器组件和第二传感器组件结构相同，均包括传感器安装座26，第一传感器组件和第二传感器组件均通过传感器安装座26固定安装在二级滑道16上端板顶部，传感器安装座26截面为数字“1”形状，传感器安装座26顶端侧壁安装有传感器27和外套28，传感器27安装于传感器安装座26顶部的安装孔内，外套28套设于传感器安装座26外表面上，且传感器27与外套28同轴心设置，外套28的中心孔处安装有伸缩杆29，伸缩杆29一端抵在锁紧螺母23外圆面上，另一端与传感器27前端相连。
如图5所示，所述支护锚杆25包括锚杆体36、挡块32、锥形夹持端33、螺旋固定片30和楔形块31组成，所述锚杆体36尾端一体成型有锥形夹持端33，锥形夹持端33上方锚杆体36外圆面设置有挡块32，所述锚杆体36前端中部开设有矩形槽，矩形槽深度为50mm，且矩形槽内安装有楔形块31，所述锚杆体36外圆面设置有螺旋固定片30。
所述螺旋固定片30的长度是为300-500mm，挡块32的下表面到锥形夹持端33的端面之间的距离是200-250mm，200-250mm的设置方便支护锚杆25的拆卸。
如图6所示，所述托盘24由两个托盘体37组成，两个托盘体37的平面部分沿周轴向均开设有半圆形凹槽，且托盘体37的平面部分呈T字形。
所述推进板19由连接板38、安装板39和方形筒40组成，所述方形筒40延长度方向外壁设置有连接板38，连接板38上开设有螺纹孔，用于与回转丝杠18连接，方形筒40延长度方向内壁设置有安装板39，安装板39上开设有通孔，安装板39用于安装钻进马达20，且钻进马达20输出轴与安装板39的通孔之间安装有轴承，安装板39上表面与连接板38上表面位于同一平面内。
本发明的工作过程为：
巷道自动装卸锚杆装置不工作时，立柱油缸9和伸展油缸11处于缩回状态，如图8所示；
巷道自动装卸锚杆装置安装支护锚杆过程为：
当需要对巷道进行锚杆支护时，首先将钻具安装万向连接器22的前端，然后，分别调整立柱油缸9、伸展油缸11和回转油缸5，将主滑道15调整到指定的位置，然后再启动翻转马达13，使主滑道15摆动到指定的角度，最后，启动一次进给油缸35，将支撑板17支撑到巷道表面后，同时启动钻进马达20和推移马达14，在回转丝杠18的作用下，推进板19与钻进马达20将带动钻具前进，当推进板19推移至最前端后，推移马达14反向旋转，回转丝杠18带动推移板19和钻进马达20反向移动，钻具逐渐退出后，当推进板19缩回到初始位置时，巷道上打出一个完整的锚杆孔，人工卸下钻具，并将支护锚杆25安装到万向连接器22上，然后再次启动钻进马达20和推移马达14，在回转丝杠18的作用下，推进板19与钻进马达20将带动支护锚杆25前进，在推进板19推移过程中，通过扭矩传感器21判断支护锚杆25的支护力，扭矩传感器21测量值输送到工控机中，工控机将扭矩传感采集到的测量值与设定值进行比较，当扭矩传感器21的测量值达到设定值时，钻进马达20停止工作，因为支护锚杆25的前端存在着锥形夹持端33和螺旋固定片30，支护锚杆25可直接固定到巷道顶端的煤岩上，起到支护作用，之后，推移马达14反向回转，支护锚杆25从钻进马达20上拆下。
根据巷道的支护工艺，根据上述过程再次调整主滑道15的位置和角度，进行下一个锚杆孔的钻进工作和支护锚杆25的安装工作，如图9所示。
巷道快速自动装卸锚杆装置拆卸锚杆过程为：
当煤矿井下综采面的煤炭采掘完毕后，需要对已经安装的支护锚杆25进行拆卸工作，首先调整立柱油缸9、伸展油缸11、回转油缸5和一次推移油缸35，通过工人手工先将主滑道15快速调整到支护锚杆25附近，再微动调整立柱油缸9、伸展油缸11和回转油缸5，当主滑道15上的两个伸缩杆29与支护锚杆25接触时，两个传感器27被触发，传感器27被触发后将信号传递到工控机中，这时说明主滑道15已经调整到最佳位置，立柱油缸9、伸展油缸11和回转油缸5处于自锁状态，然后推移马达14启动，在回转丝杠18的作用下，推进板19与钻进马达20沿着二次滑道16前进，当万向连接器22的前端与支护锚杆25的锥形夹持端33连接后，启动钻进马达20反向旋转、启动推移马达14反向旋转，在钻进马达20和推移马达14的作用下，旋转支护锚杆25，支护锚杆25前端的螺旋固定片30在支护锚杆25的反向旋转作用下逐渐退出锚杆孔，当推移板19缩回到初始位置时，支护锚杆25已经完全退出锚杆孔。
人工将支护锚杆25从万向连接器22上拆下，并将其放置在料箱2中，然后按照上述过程再次调整主滑道15的装置和角度，拆卸下一根支护锚杆25。
Claims (6)
1.一种巷道自动装卸锚杆装置，其特征在于，包括主机架，主机架的尾端顶部固定安装有料箱，主机架下方两侧固定安装有履带行走系统，主机架的上方固定有安装座，且安装座位于料箱的下方，主机架的前端顶部中间位置安装有回转轴，回转轴顶部铰接有回转台，回转台底部固定安装有推移座，推移座与固定座之间安装有驱动油缸，回转台上表面尾端铰接有立柱，回转台上表面前端与立柱油缸的缸体铰接，立柱油缸的活塞杆末端铰接在立柱上，立柱的前端铰接有伸展臂，立柱与伸展臂之间铰接有伸展油缸，且伸展油缸的缸体端与立柱铰接，伸展油缸的活塞杆末端铰接在伸展臂上，伸缩臂的顶端通过L形支座固定安装有翻转马达，翻转马达的输出轴贯穿L形支座，且末端与主滑道固定安装，主滑道上滑动安装二级滑道，主滑道与一次进给油缸的尾端连接，一次进给油缸的首端与二级滑道相连，二级滑道的底端板下表面固定安装推移马达，推移马达的输送轴贯穿二级滑道的底端板，且输送轴末端与回转丝杠一端固定安装，回转丝杠另一端与二级滑道的上端板转动安装，回转丝杠上安装有推进板，推进板内腔的安装板上固定安装有钻进马达，推进板顶部固定安装有限位筒，钻进马达的输出轴固定有扭矩传感器，且扭矩传感器位于推进板内腔，扭矩传感器顶端安装有万向连接器，万向连接器尾端贯穿推进板，前端贯穿限位筒，万向连接器通过其前端开设的锥形锁紧孔与支护锚杆尾端相连，支护锚杆上安装有托盘，托盘与支护锚杆通过锁紧螺母固定，所述二级滑道的上端板顶部固定安装有支撑板、第一传感器组件和第二传感器组件，且第一传感器组件和第二传感器组件的伸缩杆均抵在锁紧螺母的外表面。
2.根据权利要求1所述的一种巷道自动装卸锚杆装置，其特征在于：所述第一传感器组件和第二传感器组件结构相同，均包括传感器安装座，第一传感器组件和第二传感器组件均通过传感器安装座固定安装在二级滑道上端板顶部，传感器安装座截面为数字“1”形状，传感器安装座顶端侧壁安装有传感器和外套，且传感器与外套同轴心设置，外套的中心孔处安装有伸缩杆，伸缩杆一端抵在锁紧螺母外圆面上，另一端与传感器前端相连。
3.根据权利要求1所述的一种巷道自动装卸锚杆装置，其特征在于：所述支护锚杆包括锚杆体、挡块、锥形夹持端、螺旋固定片和楔形块组成，所述锚杆体尾端一体成型有锥形夹持端，锥形夹持端上方锚杆体外圆面设置有挡块，所述锚杆体前端中部开设有矩形槽，且矩形槽内安装有楔形块，所述锚杆体外圆面设置有螺旋固定片。
4.根据权利要求3所述的一种巷道自动装卸锚杆装置，其特征在于：所述螺旋固定片的长度是为300-500mm，挡块的下表面到锥形夹持端的端面之间的距离是200-250mm。
5.根据权利要求1所述的一种巷道自动装卸锚杆装置，其特征在于：所述托盘由两个托盘体组成，两个托盘体的平面部分沿周轴向均开设有半圆形凹槽，且托盘体的平面部分呈T字形。
6.根据权利要求1所述的一种巷道自动装卸锚杆装置，其特征在于：所述推进板由连接板、安装板和方形筒组成，所述方形筒延长度方向外壁设置有连接板，连接板上开设有螺纹孔，用于与回转丝杠连接，方形筒延长度方向内壁设置有安装板，安装板上开设有通孔，用于与钻进马达，且钻进马达输出轴与安装板的通孔之间安装有轴承，安装板上表面与连接板上表面位于同一平面内。
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