CN112377205A - 一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机及使用方法 - Google Patents

一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机及使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112377205A
CN112377205A CN202011260631.9A CN202011260631A CN112377205A CN 112377205 A CN112377205 A CN 112377205A CN 202011260631 A CN202011260631 A CN 202011260631A CN 112377205 A CN112377205 A CN 112377205A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rod
cutting
hydraulic cylinder
disc
hinge lug
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011260631.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112377205B (zh
Inventor
刘送永
李强
江红祥
李洪盛
崔玉明
张德义
谢奇志
孙敦凯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Zhongji Mine Equipment Co ltd
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN202011260631.9A priority Critical patent/CN112377205B/zh
Publication of CN112377205A publication Critical patent/CN112377205A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112377205B publication Critical patent/CN112377205B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1006—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1086—Drives or transmissions specially adapted therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1093—Devices for supporting, advancing or orientating the machine or the tool-carrier

Abstract

本发明属于硬岩掘进设备及方法领域，特别涉及一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机及使用方法，掘进机由掘进机本体、滚压盘削截割头、冲钻装置组成，改变了传统掘进机截割形式，在截割头破岩之前，先利用冲钻装置进行冲孔，冲孔直径达到300~500毫米、深度1~1.5米（满足至少两个截割深度）后，再利用截割头以孔中心为中心开始螺旋形截割，而且截割头截割时利用的是滚刀滚压和盘削刀盘削剥落破岩相结合的破岩技术，多种破岩刀具及破岩机理同时作用于硬岩上，且不需要爆破作业，能够实现快速掘进硬岩，提高了硬岩掘进的效率和安全性。

Description

一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机及使用方法
技术领域
掘进机是用于挖掘地下巷道的机器，通常包括截割部、行走机构、铲板部、运输机构、后支撑等，行走机构将掘进机推进至工作面时，后支撑伸出并压紧工作面底板，截割部通过旋转的截割头破碎岩石，破碎的岩石掉落至铲板部，并被铲板部收集至运输机构，运输机构将碎岩运走，掘进机继续下一个工作循环。掘进机挖掘地下巷道是机械作业，不用爆破作业，具有安全、高效和成巷质量好等特点。
但是，在遇到硬岩掘进时，普通掘进机不但掘进速度慢、效率低而且截齿损坏严重、寿命短、甚至无法掘进等。现有的做法是，将掘进机后撤至安全区域后采用爆破破岩，爆破破岩后再将掘进机推进至工作面进行作业，这样需要来回移动掘进机，为间断掘进，耗时耗力，掘进效率低下，而且爆破破岩存在较大的安全隐患。所以对于硬岩掘进，急需一种不需要爆破，而且能快速掘进的新型硬岩掘进机，需要从破岩机理及破岩方法上进行突破。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种原理简单，结构可靠，不需要爆破作业，能够快速掘进的硬岩掘进机。本发明提供了一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机及其使用方法，改变了传统掘进机截割形式，在截割头破岩之前，利用冲钻装置先进行冲孔，冲孔达到截割头直径和深度后，再利用截割头螺旋形截割，而且截割头截割时利用的是滚刀滚压和盘削刀盘削剥落破岩相结合的破岩技术。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机，其特征在于：包括掘进机本体、滚压盘削截割头、冲钻装置，掘进机本体的前端具有截割臂，上部具有上保护壳，滚压盘削截割头安装于截割臂上，冲钻装置安装于上保护壳上；
所述的滚压盘削截割头包括截割盘、截割盘减速器、截割头本体、隔板（2-4），所述的截割头本体为带前端面的锥形结构，隔板为若干纵肋和横肋组成的网状结构，包裹于截割头本体外围，截割头本体的前端面中间具有四个开槽，每个开槽内安装有一个盘型滚刀，截割头本体的前端面周围一圈分布有若干盘削刀电机，盘削刀电机的输出轴上安装有盘削刀轴，盘削刀轴上设有盘削刀，盘削刀的外圈上镶嵌有盘削刀牙齿；
冲钻装置包括底板、滑轨、滑轨铰耳、底滑座、底滑座铰耳、伸缩升降架、上滑轨、钻机推进液压缸、钻机、钻杆、上滑座组，底板位于上保护壳上；在底板上左右对称设置有两条滑轨，滑轨尾部设有滑轨铰耳，头部设有底滑座，底滑座可沿滑轨活动，底滑座上部具有底滑座铰耳，上滑座组安装在伸缩升降架上，钻杆位于钻机前端，钻机位于上滑座组上前后移动；
伸缩升降架包括一级液压缸、一级杆下部铰耳、一级杆、一级杆头部铰耳、一级杆尾部铰耳、二级液压缸、二级杆、二级杆下部铰耳、二级杆头部铰耳、三级杆、二级杆尾部铰耳、三级液压缸、三级杆头部铰耳、三级杆下部铰耳、三级杆上部前段铰耳、三级杆上部后段铰耳、调倾液压缸、竖梁、竖梁下部铰耳、竖梁尾部铰耳；其中，一级杆和二级杆均沿长度方向开设有滑槽，所述一级杆下部铰耳位于一级杆靠底滑座位置，一级液压缸一端连接滑轨铰耳，另一端连接一级杆下部铰耳，一级杆头部铰耳位于一级杆的头部，一级杆尾部铰耳位于一级杆的尾部，一级杆头部铰耳连接底滑座铰耳，所述二级杆的尾部具有二级杆尾部铰耳，靠头部下部位置设有二级杆下部铰耳，二级杆的头部具有二级杆头部铰耳，二级杆头部铰耳位于一级杆的滑槽内活动，所述二级液压缸一端连接一级杆尾部铰耳，另一端连接二级杆下部铰耳，所述三级杆的尾部具有三级杆上部后段铰耳，头部具有三级杆头部铰耳，三级杆头部铰耳位于二级杆的滑槽内活动，三级杆下部靠近三级杆头部铰耳的位置设有三级杆下部铰耳，三级杆上部靠近三级杆头部铰耳的位置设有三级杆上部前段铰耳，所述三级液压缸的一端连接二级杆尾部铰耳，另一端连接三级杆下部铰耳，所述竖梁的下部设有竖梁尾部铰耳和竖梁下部铰耳，竖梁尾部铰耳与三级杆上部后段铰耳连接，竖梁下部铰耳与三级杆上部前段铰耳之间设有调倾液压缸；
一根上滑轨对应一根竖梁安装，竖梁底部固定焊接有横梁铰耳，两根竖梁底部的横梁铰耳之间设有径向转动的横梁，上滑座组位于上滑轨上，两根上滑轨上滑座组之间设有钻机底板，钻机固定于钻机底板上，钻机底板底部为钻机底板铰耳，钻机推进液压缸的缸筒与横梁固定连接，钻机推进液压缸的活塞杆与钻机底板铰耳连接。
作为更进一步的优选方案，截割盘减速器的输入轴与截割臂驱动轴相连接，所述球形盘中心位置设有截割盘传动轴，截割盘减速器的输出轴与截割盘传动轴相连接，将截割臂驱动轴的动力传递给截割盘，带动截割盘旋转，截割盘减速器的壳体与截割臂驱动轴的壳体固定连接。
作为更进一步的优选方案，截割头本体侧壁一周设有至少四个截割盘，截割盘与截割头本体之间为截割盘减速器；所述截割盘包括球形盘，球形盘中间具有四个开槽，每个开槽内安装有一个盘型滚刀，若干盘削刀电机分布于球形盘一周上，盘削刀轴安装于盘削刀电机的输出轴，盘削刀安装于盘削刀轴，盘削刀的外圈上镶嵌有盘削刀牙齿。
作为更进一步的优选方案，隔板上设有盘削刀电机，盘削刀电机上具有盘削刀轴，盘削刀安装在盘削刀轴上，盘削刀电机外围设有扣件，扣件的两侧通过螺栓与隔板固定，扣件的两侧与隔板之间还设有垫板。
作为更进一步的优选方案，钻机为空气动力钻，使用压缩空气为动力，钻孔直径达到300毫米，钻深达到1米以上。
作为更进一步的优选方案，一级液压缸、二级液压缸、三级液压缸、调倾液压缸、钻机推进液压缸均为多级液压缸。
作为更进一步的优选方案，横隔板成螺旋分布，竖隔板均匀分布，横、竖隔板交叉形成网格，既增强了截割头的强度，又增加了碎岩的容纳空间，便于碎岩排出。
作为更进一步的优选方案，一级液压缸、二级液压缸、三级液压缸的活塞杆依次缩回时，可以带动一级杆、二级杆、三级杆依次朝向掘进机截割一侧移动和上升；一级液压缸、二级液压缸、三级液压缸的活塞杆依次伸出时，可以带动一级杆、二级杆、三级杆依次朝向掘进机后支撑一侧移动和下降，实现冲钻装置分级升降和前后移动。
作为更进一步的优选方案，底滑座下部截面形状能与倒H形滑轨配合、前后滑动，且能保证底滑座上部所连接的装置不发生侧翻；所述的上滑轨为倒H形，上滑座下部截面形状也为倒H形，能够与上滑轨配合滑动，且能保证钻机不侧翻
一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机的工作方法，包括以下步骤，掘进机推进至工作面，后支撑伸出并压紧工作面底板后，一级液压缸、二级液压缸、三级液压缸的活塞杆依次缩回，带动一级杆、二级杆、三级杆依次朝向掘进机截割一侧移动和上升；达到预定高度和距离后，钻机推进液压缸的活塞杆缩回，拉动钻机进一步靠近工作面；调倾液压缸的活塞杆伸出或者缩回，来调整钻机倾角；倾角达到冲钻孔要求后，启动钻机，钻杆开始冲孔钻进工作面，当冲孔直径达到300~500毫米、深度1~1.5米，满足至少两个截割深度后，钻机反转，钻杆退回，关闭钻机；钻机推进液压缸的活塞杆伸出，推动钻机远离工作面；三级液压缸、二级液压缸、一级液压缸的活塞杆依次伸出，带动三级杆、二级杆、一级杆依次朝向掘进机后支撑一侧移动和下降；下降至最低高度后，再启动截割臂的驱动轴电机，带动滚压盘削截割头螺旋形截割，直至整个巷道断面完成一个截深后，重述上述步骤。
本发明改变了传统掘进机截割形式，在截割头破岩之前，利用冲钻装置先进行冲孔，冲孔达到截割头直径和深度后，再利用截割头螺旋形截割，而且截割头截割时利用的是滚刀滚压和盘削刀盘削剥落破岩相结合的破岩技术，多种破岩刀具及破岩机理同时作用于硬岩上，且不需要爆破作业，能够快速掘进硬岩，提高了硬岩掘进的效率和安全性。
附图说明
图1是一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机伸缩升降架收缩时整机结构示意图；
图2是一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机伸缩升降架展开时整机结构示意图；
图3是图1中滚压盘削截割头装载截割盘示意图；
图4是图3中截割盘示意图；
图5是图1中滚压盘削截割头隔板上装载盘削刀示意图；
图6是图1中冲钻装置示意图；
图7是图6中伸缩升降架收缩时示意图；
图8是应用本技术方案所述使用方法截割硬岩轨迹示意图；
图中：1-掘进机本体、1-1-截割臂、1-2-上保护壳，2-滚压盘削截割头、2-1-截割盘、2-1-1-截割盘传动轴、2-1-2-球形盘、2-1-3-盘削刀电机、2-1-4-盘削刀轴、2-1-5-盘削刀、2-1-6-盘削刀牙齿、2-1-7-盘型滚刀、2-1-8-盘型滚刀紧固件、2-1-9-盘削刀扣件、2-1-10盘削刀楔形垫板、2-1-11螺栓、2-2-截割盘减速器、2-3-截割头本体、2-4-隔板，3-冲钻装置，3-1-底板、3-2-滑轨、3-3-滑轨铰耳、3-4-底滑座、3-5-底滑座铰耳、3-6-伸缩升降架、3-6-1-一级液压缸、3-6-2-一级杆下部铰耳、3-6-3-一级杆、3-6-4-一级杆头部铰耳、3-6-5-一级杆尾部铰耳、3-6-6-二级液压缸、3-6-7-二级杆、3-6-8-二级杆下部铰耳、3-6-9-二级杆头部铰耳、3-6-10三级杆、3-6-11-二级杆尾部铰耳、3-6-12-三级液压缸、3-6-13-三级杆头部铰耳、3-6-14-三级杆下部铰耳、3-6-15-三级杆上部前段铰耳、3-6-16-三级杆上部后段铰耳、3-6-17-调倾液压缸、3-6-18-竖梁、3-6-19-竖梁下部铰耳、3-6-20-竖梁尾部铰耳、3-7-上滑轨、3-8-横梁、3-9-横梁铰耳、3-10-钻机推进液压缸、3-11-钻机底板铰耳、3-12-钻机底板、3-13-钻机、3-14-钻杆、3-15-上滑座组。
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。
实施例，参照附图1~图6，本发明解决技术问题采用的技术方案是：一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机由掘进机本体1、滚压盘削截割头2、冲钻装置3组成。
所述的滚压盘削截割头2的前端与掘进机本体1的截割臂1-1驱动轴固定连接，滚压盘削截割头2的后端通过轴承与截割臂1-1外壳连接，在截割臂1-1驱动轴的带动下，驱动滚压盘削截割头2旋转。
所述的冲钻装置3固定安装在掘进机本体1的上保护壳1-2上。
所述的滚压盘削截割头2由截割盘2-1、截割盘减速器2-2、截割头本体2-3、隔板2-4组成。所述的截割头本体2-3为带前端面的锥形结构。在截割头本体2-3的前端面中间开槽处安装有四把盘型滚刀2-1-7，盘型滚刀2-1-7分布在截割头本体2-3的前端面中间对应的槽内，盘型滚刀紧固件2-1-8通过螺栓将盘型滚刀2-1-7轴固定在截割头本体2-3的前端，在截割头本体2-3前端面四周安装有五把盘削刀2-1-5，盘削刀电机2-1-3的外壳与截割头本体2-3前端固定连接，盘削刀轴2-1-4与盘削刀电机2-1-3的输出轴相连接，盘削刀2-1-5与盘削刀轴2-1-4固定连接，在盘削刀2-1-5的外圈上镶嵌有由硬质合金材料制成的盘削刀牙齿2-1-6。
所述的滚压盘削截割头2四周的盘削刀2-1-5与截割头本体2-3的安装方法有两种，一种是通过截割盘2-1安装盘削刀2-1-5；另一种是通过盘削刀扣件2-1-9成螺旋形间隔安装在隔板2-4上。所述的两种安装方式可以根据截割不同类型硬岩时按需要选择安装方式，两种安装方式选择其中一种。
所述的通过截割盘2-1安装盘削刀时，在截割头本体2-3的四周共设置有四个截割盘2-1，四周的截割盘2-1两两成对设置，成对的截割盘2-1共用一个截割盘减速器2-2，两对截割盘2-1在截割头本体2-3上的轴线上是错开位置布置的。截割头本体2-3的表面固定焊接有横竖交叉的隔板2-4，横隔板2-4成螺旋分布，竖隔板2-4均匀分布，形成网格，隔板2-4的设置既增强了截割头2的强度，又增加了碎岩的容纳空间，便于碎岩排出。截割盘减速器2-2的输入轴与截割臂1-1驱动轴相连接，截割盘减速器2-2的输出轴与截割盘2-1的截割盘传动轴2-1-1相连接，将截割臂1-1驱动轴的动力传递给截割盘2-1，带动截割盘2-1旋转，截割盘减速器2-2的壳体与截割臂1-1驱动轴的壳体固定连接。
所述的截割盘2-1由截割盘传动轴2-1-1、球形盘2-1-2、盘削刀电机2-1-3、盘削刀轴2-1-4、盘削刀2-1-5、盘削刀牙齿2-1-6、盘型滚刀2-1-7、盘型滚刀紧固件2-1-8组成。所述的截割盘传动轴2-1-1与截割头本体2-3通过轴承连接，并截割盘减速器2-2的输出轴相连接，接受截割盘减速器2-2的输出轴的动力输入。盘削刀电机2-1-3的外壳与球形盘2-1-2固定连接。所述的盘削刀轴2-1-4与盘削刀电机2-1-3的输出轴相连接，盘削刀2-1-5与盘削刀轴2-1-4固定连接，在盘削刀2-1-5的外圈上镶嵌有由硬质合金材料制成的盘削刀牙齿2-1-6。四把盘型滚刀2-1-7分布在球形盘2-1-2中间对应的槽内，盘型滚刀紧固件2-1-8通过螺栓将盘型滚刀2-1-7轴固定在球形盘2-1-2上。
所述的通过盘削刀扣件2-1-9成螺旋形间隔安装在隔板2-4上时，盘削刀电机2-1-3的外壳与盘削刀扣件2-1-9固定和两个盘削刀楔形垫板2-1-10固定连接后，通过螺栓2-1-11将其固定在竖隔板2-4上，固定在竖隔板2-4上时成螺旋形间隔安装，即相邻的盘削刀2-1-5间隔有横、竖隔板2-4形成的网格，紧固螺栓2-1-11时保证盘削刀扣件2-1-9的上表面与竖隔板2-4上表面齐平。
所述的冲钻装置3由底板3-1、滑轨3-2、滑轨铰耳3-3、底滑座3-4、底滑座铰耳3-5、伸缩升降架3-6、上滑轨3-7、横梁3-8、横梁铰耳3-9、钻机推进液压缸3-10、钻机底板铰耳3-11、钻机底板3-12、钻机3-13、钻杆3-14、上滑座3-15组成。
所述的伸缩升降架3-6由一级液压缸3-6-1、一级杆下部铰耳3-6-2、一级杆3-6-3、一级杆头部铰耳3-6-4、一级杆尾部铰耳3-6-5、二级液压缸3-6-6、二级杆3-6-7、二级杆下部铰耳3-6-8、二级杆头部铰耳3-6-9、三级杆3-6-10、二级杆尾部铰耳3-6-11、三级液压缸3-6-12、三级杆头部铰耳3-6-13、三级杆下部铰耳3-6-14、三级杆上部前段铰耳3-6-15、三级杆上部后段铰耳3-6-16、调倾液压缸3-6-17、竖梁3-6-18、竖梁下部铰耳3-6-19、竖梁尾部铰耳3-6-20组成。
所述的底板3-1固定安装在掘进机本体1的上保护壳1-2上。在底板3-1上左右对称设置有两条滑轨3-2，滑轨3-2呈倒H形，滑轨3-2尾部固定焊接有滑轨铰耳3-3。
所述的底滑座3-4下部截面形状能与倒H形滑轨3-2配合、前后滑动，且能保证底滑座3-4上部所连接的装置不发生侧翻，底滑座3-4上部尾端固定焊接有底滑座铰耳3-5。
所述的伸缩升降架3-6的一级液压缸3-6-1的缸筒与滑轨铰耳3-3铰接，伸缩升降架3-6的一级杆头部铰耳3-6-4与底滑座铰耳3-5铰接，所述的伸缩升降架3-6根据滑轨3-2的对应位置，布置有左右两个。
所述的上滑轨3-7与伸缩升降架3-6的竖梁3-6-18固定连接，横梁3-8的两端分别与左、右伸缩升降架3-6的竖梁3-6-17固定连接；在横梁3-8底部固定焊接有横梁铰耳3-9；钻机推进液压缸3-10的缸筒与横梁铰耳3-9铰接，钻机推进液压缸3-10的活塞杆与钻机底板铰耳3-11铰接；钻机底板铰耳3-11固定焊接在钻机底板3-12的底部；钻机3-13与两个钻机底板3-12固定连接；钻杆3-14与钻机3-13配合使用，实现冲钻孔。
所述的钻机底板3-12的两端分别与两个上滑座3-15固定连接。
所述的上滑轨3-7也为倒H形，上滑座3-16下部截面形状也为倒H形，能够与上滑轨3-7配合滑动，且能保证钻机3-14不侧翻。
所述的伸缩升降架3-6的一级液压缸3-6-1的活塞杆与一级杆下部铰耳3-6-2铰接，一级杆下部铰耳3-6-2固定焊接在一级杆3-6-3下部；一级杆3-6-3头部外侧固定焊接有一级杆头部铰耳3-6-4，一级杆3-6-3尾部内侧固定焊接有一级杆尾部铰耳3-6-5，一级杆3-6-3中间开有槽孔；一级液压缸3-6-1的活塞杆缩回可以带动一级杆3-6-3朝向掘进机截割一侧移动和上升，一级液压缸3-6-1的活塞杆伸出可以带动一级杆3-6-3朝向掘进机后支撑一侧移动和下降。
所述的二级液压缸3-6-6的缸筒与一级杆尾部铰耳3-6-5铰接，二级液压缸3-6-6的活塞杆与二级杆下部铰耳3-6-8铰接；二级杆下部铰耳3-6-8固定焊接在二级杆3-6-7下部；二级杆头部铰耳3-6-9固定焊接在二级杆3-6-7头部外侧；二级杆尾部铰耳3-6-11固定焊接在二级杆3-6-7尾部上侧；二级杆头部铰耳3-6-9通过销轴可以在一级杆3-6-3中间的槽孔内滑动；二级液压缸3-6-6的活塞杆缩回可以带动二级杆3-6-7朝向掘进机截割一侧沿着一级杆3-6-3中间的槽孔内滑动和上升，二级液压缸3-6-6的活塞杆伸出可以带动二级杆3-6-7朝向掘进机后支撑一侧沿着一级杆3-6-3中间的槽孔内滑动和下降。
所述的三级液压缸3-6-12的缸筒与二级杆尾部铰耳3-6-11铰接，三级液压缸3-6-12的活塞杆与三级杆下部铰耳3-6-14铰接；三级杆下部铰耳3-6-14固定焊接在三级杆3-6-10下部；三级杆头部铰耳3-6-13固定焊接在三级杆3-6-10头部外侧；三级杆上部前段铰耳3-6-15固定焊接在三级杆3-6-10上部靠前位置的上侧，三级杆上部后段铰耳3-6-16固定焊接在三级杆3-6-10上部靠后位置的上侧；三级杆头部铰耳3-6-13通过销轴可以在二级杆3-6-7中间的槽孔内滑动；三级液压缸3-6-12的活塞杆缩回可以带动三级杆3-6-10朝向掘进机截割一侧沿着二级杆3-6-7中间的槽孔内滑动和上升，三级液压缸3-6-12的活塞杆伸出可以带动三级杆3-6-10朝向掘进机后支撑一侧沿着二级杆3-6-7中间的槽孔内滑动和下降。
所述的调倾液压缸3-6-17的缸筒与三级杆上部前段铰耳3-6-15铰接，调倾液压缸3-6-17的活塞杆与竖梁下部铰耳3-6-19铰接，竖梁下部铰耳3-6-19固定焊接在竖梁3-6-18下部靠前位置；竖梁尾部铰耳3-6-20固定焊接在竖梁3-6-18靠近尾部位置；竖梁尾部铰耳3-6-20与三级杆上部后段铰耳3-6-16铰接。
所述的调倾液压缸3-6-17的活塞杆的伸出或缩回可以带动竖梁3-6-18绕竖梁尾部铰耳3-6-20与三级杆上部后段铰耳3-6-16的铰接点向上或者向下旋转一定的角度，实现调整竖梁3-6-18的角度，进而调整钻杆3-15的钻孔角度。
所述的钻机3-14为空气动力钻，钻孔直径可以达到300毫米，钻深达到1米以上，钻进效率高。
所述的一级液压缸3-6-1、二级液压缸3-6-6、三级液压缸3-6-12、调倾液压缸3-6-17、钻机推进液压缸3-10均为多级液压缸。
所述的一级液压缸3-6-1、二级液压缸3-6-6、三级液压缸3-6-12的活塞杆依次缩回时，可以带动一级杆3-6-3、二级杆3-6-7、三级杆3-6-10依次朝向掘进机截割一侧移动和上升；一级液压缸3-6-1、二级液压缸3-6-6、三级液压缸3-6-12的活塞杆依次伸出时，可以带动一级杆3-6-3、二级杆3-6-7、三级杆3-6-10依次朝向掘进机后支撑一侧移动和下降，实现冲钻装置3分级升降和前后移动。
所述的一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机，使用方法如下：
掘进机推进至工作面，后支撑伸出并压紧工作面底板后，一级液压缸3-6-1、二级液压缸3-6-6、三级液压缸3-6-12的活塞杆依次缩回，带动一级杆3-6-3、二级杆3-6-7、三级杆3-6-10依次朝向掘进机截割一侧移动和上升；达到预定高度和距离后，钻机推进液压缸3-10的活塞杆缩回，拉动钻机3-13进一步靠近工作面；调倾液压缸3-6-17的活塞杆伸出或者缩回，来调整钻机3-13倾角；倾角达到冲钻孔要求后，启动钻机3-13，钻杆3-14开始冲孔钻进工作面，当冲孔直径达到300~500毫米、深度1~1.5米（满足至少两个截割深度）后，钻机3-13反转，钻杆3-14退回，关闭钻机3-13；钻机推进液压缸3-10的活塞杆伸出，推动钻机3-13远离工作面；三级液压缸3-6-12、二级液压缸3-6-6、一级液压缸3-6-1的活塞杆依次伸出，带动三级杆3-6-10、二级杆3-6-7、一级杆3-6-3依次朝向掘进机后支撑一侧移动和下降；下降至最低高度后，再启动截割臂1-1的驱动轴电机，带动滚压盘削截割头2螺旋形截割，直至整个巷道断面完成一个截深后，重述上述步骤。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机，其特征在于：包括掘进机本体（1）、滚压盘削截割头（2）、冲钻装置（3），掘进机本体（1）的前端具有截割臂（1-1），上部具有上保护壳（1-2），滚压盘削截割头（2）安装于截割臂（1-1）上，冲钻装置（3）安装于上保护壳（1-2）上；
所述的滚压盘削截割头（2）包括截割盘（2-1）、截割盘减速器（2-2）、截割头本体（2-3）、隔板（2-4），所述的截割头本体（2-3）为带前端面的锥形结构，隔板（2-4）为若干纵肋和横肋组成的网状结构，包裹于截割头本体（2-3）外围，截割头本体（2-3）的前端面中间具有四个开槽，每个开槽内安装有一个盘型滚刀（2-1-7），截割头本体（2-3）的前端面周围一圈分布有若干盘削刀电机（2-1-3），盘削刀电机（2-1-3）的输出轴上安装有盘削刀轴（2-1-4），盘削刀轴（2-1-4）上设有盘削刀（2-1-5），盘削刀（2-1-5）的外圈上镶嵌有盘削刀牙齿（2-1-6）；
所述的冲钻装置（3）包括底板（3-1）、滑轨（3-2）、滑轨铰耳（3-3）、底滑座（3-4）、底滑座铰耳（3-5）、伸缩升降架（3-6）、上滑轨（3-7）、钻机推进液压缸（3-10）、钻机（3-13）、钻杆（3-14）、上滑座组（3-15），底板（3-1）位于上保护壳（1-2）上；在底板上左右对称设置有两条滑轨（3-2），滑轨（3-2）尾部设有滑轨铰耳（3-3），头部设有底滑座（3-4），底滑座（3-4）可沿滑轨（3-2）活动，底滑座（3-4）上部具有底滑座铰耳（3-5），上滑座组（3-15）安装在伸缩升降架（3-6）上，钻杆（3-14）位于钻机（3-13）前端，钻机（3-13）位于上滑座组（3-15）上能前后移动；
所述伸缩升降架（3-6）包括一级液压缸（3-6-1）、一级杆下部铰耳（3-6-2）、一级杆(3-6-3)、一级杆头部铰耳（3-6-4）、一级杆尾部铰耳（3-6-5）、二级液压缸（3-6-6）、二级杆(3-6-7)、二级杆下部铰耳（3-6-8）、二级杆头部铰耳（3-6-9）、三级杆(3-6-10)、二级杆尾部铰耳（3-6-11）、三级液压缸（3-6-12）、三级杆头部铰耳（3-6-13）、三级杆下部铰耳（3-6-14）、三级杆上部前段铰耳（3-6-15）、三级杆上部后段铰耳（3-6-16）、调倾液压缸（3-6-17）、竖梁（3-6-18）、竖梁下部铰耳（3-6-19）、竖梁尾部铰耳（3-6-20）；其中，一级杆(3-6-3)和二级杆(3-6-7)均沿长度方向开设有滑槽，所述一级杆下部铰耳（3-6-2）位于一级杆靠底滑座（3-4）位置，一级液压缸（3-6-1）一端连接滑轨铰耳（3-3），另一端连接一级杆下部铰耳（3-6-2），一级杆头部铰耳（3-6-4）位于一级杆的头部，一级杆尾部铰耳（3-6-5）位于一级杆的尾部，一级杆头部铰耳（3-6-4）连接底滑座铰耳（3-5），所述二级杆的尾部具有二级杆尾部铰耳（3-6-11），靠头部下部位置设有二级杆下部铰耳（3-6-8），二级杆的头部具有二级杆头部铰耳（3-6-9），二级杆头部铰耳（3-6-9）位于一级杆的滑槽内活动，所述二级液压缸（3-6-6）一端连接一级杆尾部铰耳（3-6-5），另一端连接二级杆下部铰耳（3-6-8），所述三级杆的尾部具有三级杆上部后段铰耳（3-6-16），头部具有三级杆头部铰耳（3-6-13），三级杆头部铰耳（3-6-13）位于二级杆的滑槽内活动，三级杆下部靠近三级杆头部铰耳（3-6-13）的位置设有三级杆下部铰耳（3-6-14），三级杆上部靠近三级杆头部铰耳（3-6-13）的位置设有三级杆上部前段铰耳（3-6-15），所述三级液压缸（3-6-12）的一端连接二级杆尾部铰耳（3-6-11），另一端连接三级杆下部铰耳（3-6-14），所述竖梁（3-6-18）的下部设有竖梁尾部铰耳（3-6-20）和竖梁下部铰耳（3-6-19），竖梁尾部铰耳（3-6-20）与三级杆上部后段铰耳（3-6-16）连接，竖梁下部铰耳（3-6-19）与三级杆上部前段铰耳（3-6-15）之间设有调倾液压缸（3-6-17）；
一根上滑轨（3-7）对应一根竖梁（3-6-18）安装，竖梁（3-6-18）底部固定焊接有横梁铰耳（3-9），两根竖梁（3-6-18）底部的横梁铰耳（3-9）之间设有径向转动的横梁（3-8），上滑座组（3-15）位于上滑轨（3-7）上，两根上滑轨（3-7）之间设有钻机底板（3-12），钻机底板(3-12)的两端分别与两个上滑座3-15固定连接，钻机（3-13）固定于钻机底板（3-12）上，钻机底板（3-12）底部为钻机底板铰耳（3-11），钻机推进液压缸（3-10）的缸筒与横梁（3-8）固定连接，钻机推进液压缸（3-10）的活塞杆与钻机底板铰耳（3-11）连接。
2.根据权利要求1所述的一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机，其特征在于：所述截割盘减速器（2-2）的输入轴与截割臂（1-1）驱动轴相连接，所述球形盘（2-1-2）中心位置设有截割盘传动轴（2-1-1），截割盘减速器（2-2）的输出轴与截割盘传动轴（2-1-1）相连接，将截割臂（1-1）驱动轴的动力传递给截割盘（2-1），带动截割盘（2-1）旋转，截割盘减速器（2-2）的壳体与截割臂（1-1）驱动轴的壳体固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机，其特征在于：所述截割头本体（2-3）侧壁一周设有至少四个截割盘（2-1），截割盘（2-1）与截割头本体（2-3）之间为截割盘减速器（2-2）；所述截割盘（2-1）包括球形盘（2-1-2），球形盘（2-1-2）中间具有四个开槽，每个开槽内安装有一个盘型滚刀（2-1-7），若干盘削刀电机（2-1-3）分布于球形盘（2-1-2）一周上，盘削刀轴（2-1-4）安装于盘削刀电机（2-1-3）的输出轴，盘削刀（2-1-5）安装于盘削刀轴（2-1-4），盘削刀（2-1-5）的外圈上镶嵌有盘削刀牙齿（2-1-6）。
4.根据权利要求1所述的一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机，其特征在于：所述隔板（2-4）上设有盘削刀电机（2-1-3），盘削刀电机（2-1-3）上具有盘削刀轴（2-1-4），盘削刀（2-1-5）安装在盘削刀轴（2-1-4）上，盘削刀电机（2-1-3）外围设有扣件（2-1-9），扣件（2-1-9）的两侧通过螺栓（2-1-11）与隔板（2-4）固定，扣件（2-1-9）的两侧与隔板（2-4）之间还设有垫板（2-1-10）。
5.根据权利要求1所述的一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机，其特征在于：所述的钻机（3-13）为空气动力钻，使用压缩空气为动力，钻孔直径达到300毫米，钻深达到1米以上。
6.根据权利要求1所述的一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机，其特征在于：所述的一级液压缸（3-6-1）、二级液压缸（3-6-6）、三级液压缸（3-6-12）、调倾液压缸（3-6-17）、钻机推进液压缸（3-10）均为多级液压缸。
7.根据权利要求1所述的一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机，其特征在于：所述的横隔板成螺旋分布，竖隔板均匀分布，横、竖隔板交叉形成网格，既增强了截割头的强度，又增加了碎岩的容纳空间，便于碎岩排出。
8.根据权利要求1所述的一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机，其特征在于：所述的一级液压缸、二级液压缸、三级液压缸的活塞杆依次缩回时，可以带动一级杆、二级杆、三级杆依次朝向掘进机截割一侧移动和上升；一级液压缸、二级液压缸、三级液压缸的活塞杆依次伸出时，可以带动一级杆、二级杆、三级杆依次朝向掘进机后支撑一侧移动和下降，实现冲钻装置分级升降和前后移动。
9.根据权利要求1所述的一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机，其特征在于：所述的底滑座下部截面形状能与倒H形滑轨配合、前后滑动，且能保证底滑座上部所连接的装置不发生侧翻；所述的上滑轨为倒H形，上滑座下部截面形状也为倒H形，能够与上滑轨配合滑动，且能保证钻机不侧翻。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：掘进机推进至工作面，后支撑伸出并压紧工作面底板后，一级液压缸（3-6-1）、二级液压缸（3-6-6）、三级液压缸（3-6-12）的活塞杆依次缩回，带动一级杆、二级杆、三级杆依次朝向掘进机截割一侧移动和上升；达到预定高度和距离后，钻机推进液压缸（3-10）的活塞杆缩回，拉动钻机（3-13）进一步靠近工作面；调倾液压缸（3-6-17）的活塞杆伸出或者缩回，来调整钻机（3-13）倾角；倾角达到冲钻孔要求后，启动钻机（3-13），钻杆（3-14）开始冲孔钻进工作面，当冲孔直径达到300~500毫米、深度1~1.5米，满足至少两个截割深度后，钻机（3-13）反转，钻杆（3-14）退回，关闭钻机（3-13）；钻机推进液压缸（3-10）的活塞杆伸出，推动钻机（3-13）远离工作面；三级液压缸（3-6-12）、二级液压缸（3-6-6）、一级液压缸（3-6-1）的活塞杆依次伸出，带动三级杆、二级杆、一级杆依次朝向掘进机后支撑一侧移动和下降；下降至最低高度后，再启动截割臂（1-1）的驱动轴电机，带动滚压盘削截割头（2）以上述冲孔为中心开始螺旋形截割；直至整个巷道断面完成一个截深后，重述上述步骤。
CN202011260631.9A 2020-11-12 2020-11-12 一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机及使用方法 Active CN112377205B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011260631.9A CN112377205B (zh) 2020-11-12 2020-11-12 一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机及使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011260631.9A CN112377205B (zh) 2020-11-12 2020-11-12 一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机及使用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112377205A true CN112377205A (zh) 2021-02-19
CN112377205B CN112377205B (zh) 2021-10-15

Family

ID=74583092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011260631.9A Active CN112377205B (zh) 2020-11-12 2020-11-12 一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机及使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112377205B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114109430A (zh) * 2021-11-30 2022-03-01 中国矿业大学 一种硬岩切割截割两用掘进机
CN114397216A (zh) * 2022-01-22 2022-04-26 天地上海采掘装备科技有限公司 截割磨蚀试验台
CN114109430B (zh) * 2021-11-30 2024-05-03 中国矿业大学 一种硬岩切割截割两用掘进机

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000104490A (ja) * 1998-09-28 2000-04-11 Sekitan Energy Center トンネル掘進機
JP2000192785A (ja) * 1998-12-24 2000-07-11 Ohbayashi Corp ロードヘッダ
CN101070758A (zh) * 2006-05-10 2007-11-14 三一重型装备有限公司 掘钻一体化的掘钻机
CN201747370U (zh) * 2010-08-09 2011-02-16 石家庄煤矿机械有限责任公司 具有机掘作业和钻车打孔作业功能的掘进机
CN105178955A (zh) * 2015-08-31 2015-12-23 中国矿业大学 一种滚刀式截割头
CN105370294A (zh) * 2015-12-01 2016-03-02 中国矿业大学 一种钻掘式掘进机
CN105804764A (zh) * 2016-03-14 2016-07-27 中国矿业大学 一种钻涨式掘进机
CN107989606A (zh) * 2017-11-21 2018-05-04 中国矿业大学 一种多齿硬岩掘进机截割头
CN210105849U (zh) * 2019-06-28 2020-02-21 三一重型装备有限公司 截割机构和掘进机

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000104490A (ja) * 1998-09-28 2000-04-11 Sekitan Energy Center トンネル掘進機
JP2000192785A (ja) * 1998-12-24 2000-07-11 Ohbayashi Corp ロードヘッダ
CN101070758A (zh) * 2006-05-10 2007-11-14 三一重型装备有限公司 掘钻一体化的掘钻机
CN201747370U (zh) * 2010-08-09 2011-02-16 石家庄煤矿机械有限责任公司 具有机掘作业和钻车打孔作业功能的掘进机
CN105178955A (zh) * 2015-08-31 2015-12-23 中国矿业大学 一种滚刀式截割头
CN105370294A (zh) * 2015-12-01 2016-03-02 中国矿业大学 一种钻掘式掘进机
CN105804764A (zh) * 2016-03-14 2016-07-27 中国矿业大学 一种钻涨式掘进机
CN107989606A (zh) * 2017-11-21 2018-05-04 中国矿业大学 一种多齿硬岩掘进机截割头
CN210105849U (zh) * 2019-06-28 2020-02-21 三一重型装备有限公司 截割机构和掘进机

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114109430A (zh) * 2021-11-30 2022-03-01 中国矿业大学 一种硬岩切割截割两用掘进机
CN114109430B (zh) * 2021-11-30 2024-05-03 中国矿业大学 一种硬岩切割截割两用掘进机
CN114397216A (zh) * 2022-01-22 2022-04-26 天地上海采掘装备科技有限公司 截割磨蚀试验台

Also Published As

Publication number Publication date
CN112377205B (zh) 2021-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107109933B (zh) 用于安装岩栓的装置和切割设备
CN109826636B (zh) 一种适用于高地应力软岩地层的盾构机
CN102733815B (zh) 全断面矩形硬岩掘锚一体机
CN101169036B (zh) 履带式可升降顶帮锚杆锚索施工钻机单巷快速掘进工艺
CN109441468B (zh) 一种盾构开挖面冲击松动与破碎装置及其工作方法
CN112377205B (zh) 一种集冲钻、滚压、盘削于一体的硬岩掘进机及使用方法
US2998964A (en) Rotary tunneling device having radially adjustable cutters
CN112682056A (zh) 一种用于极硬岩地层下的tbm刀盘
CN216922116U (zh) 一种竖井掘进刀盘和竖井掘进设备
CN112343610B (zh) 一种斜井用导洞扩孔悬切tbm及施工方法
CN217841649U (zh) 软质岩土掘进机
CN217712553U (zh) 竖井钻机
CN110836118A (zh) 一种在高地应力高地质危害下快速安全的隧洞施工的设备及方法
US3288532A (en) Continuous mining machine and method
CN211900586U (zh) 一种露天煤矿开采用具有粉碎功能的挖掘设备
AU2018259954B2 (en) Cutting apparatus
CN110520591B (zh) 切削设备
AU2018254652B2 (en) Cutting apparatus
CN211784220U (zh) 一种tbm滚刀多功能试验台
CN220599729U (zh) 一种用于钻挖硬岩的圆柱钻
CN218787097U (zh) 用于金矿开采的深孔凿岩机
CN2131967Y (zh) 钻孔桩的扩底装置
CN220226869U (zh) 一种破岩装置及劈裂掘进机
CN113404504B (zh) 刀盘和冲击排钻与滚刀破岩的全断面掘进机及破岩方法
CN110671120B (zh) 一种敞开式外护盾掘进装置及坍塌巷道掘进方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230724

Address after: No. 1, Huatai Road, high tech Industrial Development Zone, Xuzhou, Jiangsu 221000

Patentee after: JIANGSU ZHONGJI MINE EQUIPMENT Co.,Ltd.

Address before: 221116 No. 1 Tongshan University Road, Xuzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: CHINA University OF MINING AND TECHNOLOGY

TR01 Transfer of patent right