CN113236320B - 一种掘进装置及其锚杆支护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掘进装置及其锚杆支护装置，用于安装在掘进装置的平台上，其包括：用于支护巷道内的顶锚杆的左双顶锚杆机装置和右双顶锚杆机装置，左侧双顶锚杆机装置和右双顶锚杆机装置结构对称，沿掘进方向对称布置在平台的两侧；用于支护巷道内的帮锚杆的左帮锚杆机装置和右帮锚杆机装置，结构对称，且沿掘进方向对称布置在平台的两侧。通过左双顶锚杆机装置和右双顶锚杆机装置对顶锚杆进行支护，左帮锚杆机装置和右帮锚杆机装置可实现对帮锚杆进行支护，每个锚杆机分别支护对应的一根或两根锚杆，使得该掘锚机支护时间与截割时间相当，解决了困扰巷道解决多年的掘支速度不匹配的问题，大大地提高了巷道成型速度，提高了生产效率。

Description

一种掘进装置及其锚杆支护装置

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种掘进装置及其锚杆支护装置。

背景技术

煤矿巷道快速掘进是我国煤炭开采急切需求的技术之一。为了保证巷道内的安全，目前采用锚杆支护进行保护。锚杆支护是通过围岩内部的锚杆改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而又稳定的岩石带，利用锚杆与围岩共同作用，达到维护巷道稳定的目的。

目前国内外锚杆支护装置多用于掘进机，且一组锚杆钻机需要支护多根锚杆，支护速度与掘进速度不匹配，严重影响掘进速度。此外，现有的锚杆支护装置位置固定，只能适用于对应尺寸的巷道。

因此，如何提供一种掘进装置的锚杆支护装置，提高支护速度与掘进速度的匹配度，保证掘进速度，是本技术领域人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种掘进装置的锚杆支护装置，提高支护速度与掘进速度的匹配度，保证掘进速度。本发明还提供了一种具有上述锚杆支护装置的掘进装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种掘进装置的锚杆支护装置，用于安装在掘进装置的平台上，其包括：

用于支护巷道内的顶锚杆的左双顶锚杆机装置和右双顶锚杆机装置，所述左侧双顶锚杆机装置和所述右双顶锚杆机装置结构相同，且沿掘进方向对称布置在所述平台的两侧；

用于支护巷道内的帮锚杆的左帮锚杆机装置和右帮锚杆机装置，所述左帮锚杆机装置和所述右帮锚杆机装置结构相同，且沿掘进方向对称布置在所述平台的两侧。

优选的，上述的锚杆支护装置中，所述左双顶锚杆机装置和所述右双顶锚杆机装置之间距离可调的安装在所述平台上，并且所述左双顶锚杆机装置和所述右双顶锚杆机装置均可沿掘进方向摆动布置。

优选的，上述的锚杆支护装置中，所述左双顶锚杆机装置和所述右双顶锚杆机装置均包括：

用于支护巷道内的顶锚杆的第一锚杆机和第二锚杆机，所述第一锚杆机和所述第二锚杆机沿垂直于掘进方向布置；

左右滑移装置，所述第一锚杆机和所述第二锚杆机均通过所述左右滑移装置安装在所述平台上；

用于驱动所述第一锚杆机和所述第二锚杆机沿垂直于掘进方向摆动的左右摆动装置，所述第一锚杆机和所述第二锚杆机均与所述左右摆动装置铰接；

前后摆动装置，所述前后摆动装置用于调节所述第一锚杆机和所述第二锚杆机相对于所述左右滑移装置的角度。

优选的，上述的锚杆支护装置中，所述左右滑移装置包括：

固定在平台上的导轨，所述导轨沿垂直于掘进方向布置；

固定在所述第一锚杆机和所述第二锚杆机的连接支架上滑轨，所述滑轨与所述导轨滑动配合，所述第一锚杆机和所述第二锚杆机均铰接在所述连接支架上。

优选的，上述的锚杆支护装置中，所述左右摆动装置包括：

固定在所述连接支架上的底座；

一端与所述底座的摆动轴座转动连接，另一端与所述第一锚杆机的摆动轴座铰接的第一摆杆，所述第一摆杆与所述第一锚杆机的铰接点和所述第一锚杆机与所述连接支架的铰接点不重合；

一端与所述底座的摆动轴座转动连接，另一端与所述第二锚杆机的摆动轴座铰接的第二摆杆，所述第二摆杆与所述第二锚杆机的铰接点和所述第二锚杆机与所述连接支架的铰接点不重合；

驱动所述第一锚杆机和所述第二锚杆机转动的驱动装置，且所述驱动装置与所述第一锚杆机和所述第二锚杆机一一对应。

优选的，上述的锚杆支护装置中，所述前后摆动装置包括与所述底座铰接的驱动油缸，所述驱动油缸的另一端与所述导轨铰接，且所述驱动油缸的水平驱动方向为沿掘进方向。

优选的，上述的锚杆支护装置中，所述第一摆杆和所述第二摆杆均与所述摆动轴座通过关节轴承连接，并且所述第一锚杆机和所述第二锚杆机分别连接一个沿掘进方向伸缩的伸缩件。

优选的，上述的锚杆支护装置中，所述左帮锚杆机装置和所述右帮锚杆机装置高度可调的且均可转动的安装在所述平台上，并且均可沿掘进方向滑移。

优选的，上述的锚杆支护装置中，所述左帮锚杆机装置和所述右帮锚杆机装置均包括：

用于支护巷道内的帮锚杆的帮锚杆钻机；

上下滑移装置，所述上下滑移装置的顶端通过在掘进方向竖直平面旋转的旋转装置与所述帮锚杆钻机转动连接，所述上下滑移装置的底端通过前后滑移装置相连，所述前后滑移装置可在所述平台上沿掘进方向滑移。

优选的，上述的锚杆支护装置中，所述前后滑移装置包括：

固定在所述平台上并沿掘进方向布置的前后滑槽；

前后滑移架，所述前后滑槽与所述前后滑移架配合，并且所述上下滑移装置安装在所述前后滑移架上；

驱动件，所述驱动件用于驱动所述前后滑移架沿所述前后滑槽滑移。

优选的，上述的锚杆支护装置中，所述上下滑移装置包括：

固定在所述前后滑移架上的竖直导轨；

竖直滑槽，所述竖直滑槽与所述竖直导轨配合，所述旋转装置可转动的安装在所述竖直滑槽上；

油缸，所述油缸用于驱动所述竖直滑槽沿所述竖直导轨滑移。

优选的，上述的锚杆支护装置中，所述左双顶锚杆机装置到所述左帮锚杆机装置位于所述平台的同侧，并且之间的距离为支护杆排距的两倍；

所述右双顶锚杆机装置到所述右帮锚杆机装置位于所述平台的同侧，并且之间的距离为支护杆排距的两倍。

一种掘进装置，包括锚杆支护装置，其中，所述锚杆支护装置为上述一项所述的锚杆支护装置。

优选的，上述的掘进装置中，所述掘进装置为掘进机或掘锚机。

本发明提供的一种掘进装置的锚杆支护装置，通过左双顶锚杆机装置和右双顶锚杆机装置对顶锚杆进行支护，而左帮锚杆机装置和右帮锚杆机装置可实现对帮锚杆进行支护，每个锚杆机分别支护对应的一根或两根锚杆，使得该掘锚机支护时间与截割时间相当，解决了困扰巷道解决多年的掘支速度不匹配的问题，大大地提高了巷道成型速度，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中公开的掘进装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中公开的左双顶锚杆机装置和右双顶锚杆机装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中公开的左帮锚杆机装置和右帮锚杆机装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种掘进装置的锚杆支护装置，提高支护速度与掘进速度的匹配度，保证掘进速度。本发明还公开了一种具有上述锚杆支护装置的掘进装置。

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。

如图1-图3所示，本申请还公开了一种掘进装置的锚杆支护装置，用于安装在掘进装置的平台上，包括：左双顶锚杆机装置1、右双顶锚杆机装置2、左帮锚杆机装置3和右帮锚杆机装置4。其中，左双顶锚杆机装置1和右双顶锚杆机装置2用于支护巷道内的顶锚杆，上述的左侧双顶锚杆机装置1和右双顶锚杆机装置2结构相同，且沿掘进方向对称布置在平台的两侧；上述的左帮锚杆机装置1和右帮锚杆机装置2用于支护巷道内的帮锚杆，并且左帮锚杆机装置3和右帮锚杆机装置4结构相同，且沿掘进方向对称布置在平台的两侧。通过左双顶锚杆机装置1和右双顶锚杆机装置2对顶锚杆进行支护，而左帮锚杆机装置3和右帮锚杆机装置4可实现对帮锚杆进行支护，每个锚杆机分别支护对应的一根或两根锚杆，使得该掘锚机支护时间与截割时间相当，解决了困扰巷道解决多年的掘支速度不匹配的问题，大大地提高了巷道成型速度，提高了生产效率。

为了增大该锚杆支护装置的适用范围，本申请中将左双顶锚杆机装置1和右双顶锚杆机装置2之间距离可调的安装在平台上，并且左双顶锚杆机装置1和右双顶锚杆机装置2均可沿掘进方向摆动布置。通过改变左双顶锚杆机装置1和右双顶锚杆机装置2之间的距离，可实现对不同宽度的巷道的顶部锚杆进行支护，从而使该锚杆支护装置可适用不同宽度的巷道。

上述的左双顶锚杆机装置1和右双顶锚杆机装置2均包括：第一锚杆机5和第二锚杆机6、左右滑移装置7、左右摆动装置9和前后摆动装置8。其中，第一锚杆机5和第二锚杆机6用于支护巷道内的顶锚杆，并且第一锚杆机5和第二锚杆机6沿垂直于掘进方向布置，以适应不同宽度的巷道，对于第一锚杆机5和第二锚杆机6是左双顶锚杆机装置1和右双顶锚杆机装置2的主体功能部件，具有撑板推进、一级打钻推进、二级打钻推进、打钻旋转等动作，可实现钻孔、排渣、退杆、锚杆推进、托盘及螺母预计等功能，主要负责侧帮锚杆的支护。根据型式分类，他们可以为燕尾槽型、圆柱导轨型和燕尾-圆柱导轨型等，根据打钻行程，他们可以分为很多种等，他们分别适用于不同的工况和巷道高度。对于第一锚杆机5和第二锚杆机6均为现有的锚杆机的结构，在此不做具体限定。

具体的，为了实现第一锚杆机5和第二锚杆机6的位置调节，第一锚杆机5和第二锚杆机6均通过左右滑移装置7安装在平台上；此外，左右摆动装置9用于驱动第一锚杆机5和第二锚杆机6沿垂直于掘进方向摆动，并且第一锚杆机5和第二锚杆机6均与左右摆动装置9铰接；另外，前后摆动装置8用于调节第一锚杆机5和第二锚杆机6相对于左右滑移装置7的角度。通过左右滑移装置7和左右摆动装置9可实现第一锚杆机5和第二锚杆机6之间距离调节，前后摆动装置8可实现前后位置的调节，以便于更好的对顶锚杆支护。

优选的实施例中，上述的左右滑移装置7包括：导轨和与导轨滑动配合的滑轨，其中，导轨固定在平台上，并且导轨沿垂直于掘进方向布置；上述的滑轨与第一锚杆机5和第二锚杆机6的连接支架固定连接，而第一锚杆机5和第二锚杆机6均铰接在连接支架上。具体的，导轨与滑轨为C型结构配合，并由油缸驱动。采用的油缸为双级油缸，可减小油缸的安装距，增大油缸行程，增大左双顶锚杆机装置1和右双顶锚杆机装置2的支护范围。在实际中可根据实际情况选择左右滑移装置7，只要能够实现左双顶锚杆机装置1和右双顶锚杆机装置2的左右移动的结构均在保护范围内。

上述的左右摆动装置9包括：底座、第一摆杆、第二摆杆和驱动装置，其中，底座固定在连接支架上，底座作为整个左右摆动装置的安装和装配基础，其具体的结构和尺寸可根据不同的需要进行设置，且均在保护范围内。上述的第一摆杆一端与底座的摆动轴座转动连接，另一端与第一锚杆机5的摆动轴座铰接，上述的第一摆杆与第一锚杆机5的铰接点和第一锚杆机与连接支架的铰接点不重合。同理，第二摆杆的连接方式与第一摆杆的连接方式相同，具体的，第二摆杆连接第二锚杆机6和连接支架，上述的驱动装置驱动第一锚杆机5和第二锚杆机6转动，以实现第一锚杆机5和第二锚杆机6的左右摆动，优选的，将驱动装置与第一锚杆机5和第二锚杆机6一一对应，以实现驱动装置单独驱动第一锚杆机5和第二锚杆机6。

上述的前后摆动装置8包括与底座铰接的驱动油缸，并且驱动油缸的另一端与导轨铰接，且驱动油缸的水平驱动方向为沿掘进方向。工作时，通过驱动油缸的伸缩可实现左双顶锚杆机装置1和右双顶锚杆机装置2的前后方向的同步摆动。此处公开了一种前后摆动装置的具体结构以及连接方式，在实际中，也可设置为其他结构，只要能够实现左双顶锚杆机装置1和右双顶锚杆机装置2的前后摆动的方式均在保护范围内。

上述实施例中公开的第一摆杆和第二摆杆均与摆动轴座通过关节轴承连接，并且第一锚杆机5和第二锚杆机6分别连接一个沿掘进方向伸缩的伸缩件。通过采用关节轴承可实现角度的微调，驱动伸缩件驱动，可实现第一摆杆和第二摆杆单独的调节。由于伸缩件的伸缩方向为沿掘进方向，因此，采用上述设置可实现第一摆杆和第二摆杆沿掘进方向的单独微调。

上述实施例中公开的左帮锚杆机装置3和右帮锚杆机装置4高度可调的且均可转动的安装在平台上，并且均可沿掘进方向滑移。通过将左帮锚杆机装置3和右帮锚杆机装置4设置为高度方向可调，并且可沿掘进方向调节，从而可适用不同高度的巷道，从而进一步增加该锚杆支护装置的适用范围。

具体的实施例中，上述的左帮锚杆机装置3和右帮锚杆机装置4结构相同，并且对称布置，优选的提供了一种具体的结构，即均包括：用于支护巷道内的帮锚杆的帮锚杆钻机10，该帮锚杆钻机10为整个左帮锚杆机装置3和右帮锚杆机装置4的核心部件，其完成支护的具体结构为现有结构，在此不做详细介绍。而上述的上下滑移装置12作为帮锚杆钻机10的导向结构可实现帮锚杆钻机10沿高度方向位置的调节。具体的，上下滑移装置12的顶端通过在掘进方向竖直平面旋转的旋转装置11与帮锚杆钻机10相连，而上下滑移装置12的底端通过前后滑移装置13相连，该前后滑移装置13可在平台上沿掘进方向滑移。该连接方式可实现帮锚杆钻机10上下高度的调节，以及沿掘进方向位置的调节。

在一具体实施例中公开了一种前后滑移装置的具体结构，包括：固定在平台上并沿掘进方向布置的前后滑槽；前后滑移架，前后滑槽与前后滑移架配合，并且上下滑移装置安装在前后滑移架上；驱动件用于驱动前后滑移架沿前后滑槽滑移。通过导轨结构的布置，实现前后滑移的目的，该结构简单，易于操作，并且能够使帮锚杆钻机稳定在任意位置。

此外，本申请中公开的上下滑移装置12包括：固定在前后滑移架上的竖直导轨；竖直滑槽与竖直导轨配合，旋转装置可转动的安装在竖直滑槽上；油缸用于驱动竖直滑槽沿所述竖直导轨滑移。在实际中，本申请中涉及到的所有滑移装置均可为导轨结构，并且导轨结构均为C型导轨。本领域技术人员可以理解的是，为了实现滑移还可设置为丝杠螺母结构，即本申请中为了实现滑移的结构均可为丝杠螺母结构。由于掘进装置安装结构有限，油缸安装在C型导轨中间，既保证实现不同排距帮锚杆机支护的功能，又大大地减小了安装空间，使得掘锚机整机结构更加紧凑。

为了减小空帮距，本申请中的左双顶锚杆机装置1到左帮锚杆机装置3位于平台的同侧，并且之间的距离为支护杆排距的两倍；右双顶锚杆机装置2到右帮锚杆机装置4位于平台的同侧，并且之间的距离为支护杆排距的两倍。设置为两倍，可使双顶锚杆机装置与帮锚杆机装置进行锚杆支护时，既保证实现不同排距帮锚杆机支护的功能，实现了掘锚机的掘锚同步功能，提高了煤矿巷道掘进的速度，又大大地减小了安装空间，使得掘锚机整机结构更加紧凑。

此外，本申请还公开了一种掘进装置，包括锚杆支护装置，具体的，该锚杆支护装置为上述实施例中公开的锚杆支护装置，因此，具有该锚杆支护装置的掘进装置也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。

本申请中公开的掘进装置为掘进机或掘锚机，也可为连采机。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种掘进装置的锚杆支护装置，用于安装在掘进装置的平台上，其特征在于，包括：

用于支护巷道内的顶锚杆的左双顶锚杆机装置(1)和右双顶锚杆机装置(2)，所述左双顶锚杆机装置(1)和所述右双顶锚杆机装置(2)结构相同，且沿掘进方向对称布置在所述平台的两侧；

用于支护巷道内的帮锚杆的左帮锚杆机装置(3)和右帮锚杆机装置(4)，所述左帮锚杆机装置(3)和所述右帮锚杆机装置(4)结构相同，且沿掘进方向对称布置在所述平台的两侧；

所述左双顶锚杆机装置(1)和所述左帮锚杆机装置(3)位于所述平台的同侧，并且之间的距离为支护杆排距的两倍；

所述右双顶锚杆机装置(2)和所述右帮锚杆机装置(4)位于所述平台的同侧，并且之间的距离为支护杆排距的两倍。

2.根据权利要求1所述的锚杆支护装置，其特征在于，所述左双顶锚杆机装置(1)和所述右双顶锚杆机装置(2)之间距离可调的安装在所述平台上，并且所述左双顶锚杆机装置(1)和所述右双顶锚杆机装置(2)均可沿掘进方向摆动布置。

3.根据权利要求2所述的锚杆支护装置，其特征在于，所述左双顶锚杆机装置(1)和所述右双顶锚杆机装置(2)均包括：

用于支护巷道内的顶锚杆的第一锚杆机(5)和第二锚杆机(6)，所述第一锚杆机(5)和所述第二锚杆机(6)沿垂直于掘进方向布置；

左右滑移装置(7)，所述第一锚杆机(5)和所述第二锚杆机(6)均通过所述左右滑移装置(7)安装在所述平台上；

用于驱动所述第一锚杆机(5)和所述第二锚杆机(6)沿垂直于掘进方向摆动的左右摆动装置(9)，所述第一锚杆机(5)和所述第二锚杆机(6)均与所述左右摆动装置(9)铰接；

前后摆动装置(8)，所述前后摆动装置(8)用于调节所述第一锚杆机(5)和所述第二锚杆机(6)相对于所述左右滑移装置(7)的角度。

4.根据权利要求3所述的锚杆支护装置，其特征在于，所述左右滑移装置(7)包括：

固定在平台上的导轨，所述导轨沿垂直于掘进方向布置；

固定在所述第一锚杆机(5)和所述第二锚杆机(6)的连接支架上的 滑轨，所述滑轨与所述导轨滑动配合，所述第一锚杆机(5)和所述第二锚杆机(6)均铰接在所述连接支架上。

5.根据权利要求4所述的锚杆支护装置，其特征在于，所述左右摆动装置(9)包括：

固定在所述连接支架上的底座；

一端与所述底座的摆动轴座转动连接，另一端与所述第一锚杆机(5)的摆动轴座铰接的第一摆杆，所述第一摆杆与所述第一锚杆机(5)的铰接点和所述第一锚杆机(5)与所述连接支架的铰接点不重合；

一端与所述底座的摆动轴座转动连接，另一端与所述第二锚杆机(6)的摆动轴座铰接的第二摆杆，所述第二摆杆与所述第二锚杆机(6)的铰接点和所述第二锚杆机(6)与所述连接支架的铰接点不重合；

驱动所述第一锚杆机(5)和所述第二锚杆机(6)转动的驱动装置，且所述驱动装置与所述第一锚杆机(5)和所述第二锚杆机(6)一一对应。

6.根据权利要求5所述的锚杆支护装置，其特征在于，所述前后摆动装置(8)包括与所述底座铰接的驱动油缸，所述驱动油缸的另一端与所述导轨铰接，且所述驱动油缸的水平驱动方向为沿掘进方向。

7.根据权利要求5所述的锚杆支护装置，其特征在于，所述第一摆杆和所述第二摆杆均与所述摆动轴座通过关节轴承连接，并且所述第一锚杆机(5)和所述第二锚杆机(6)分别连接一个沿掘进方向伸缩的伸缩件。

8.根据权利要求1所述的锚杆支护装置，其特征在于，所述左帮锚杆机装置(3)和所述右帮锚杆机装置(4)高度可调的且均可转动的安装在所述平台上，并且均可沿掘进方向滑移。

9.根据权利要求8所述的锚杆支护装置，其特征在于，所述左帮锚杆机装置(3)和所述右帮锚杆机装置(4)均包括：

用于支护巷道内的帮锚杆的帮锚杆钻机(10)；

上下滑移装置(12)，所述上下滑移装置(12)的顶端通过在掘进方向竖直平面旋转的旋转装置(11)与所述帮锚杆钻机(10)转动连接，所述上下滑移装置(12)的底端通过前后滑移装置(13)相连，所述前后滑移装置(13)可在所述平台上沿掘进方向滑移。

10.根据权利要求9所述的锚杆支护装置，其特征在于，所述前后滑移装置(13)包括：

固定在所述平台上并沿掘进方向布置的前后滑槽；

前后滑移架，所述前后滑槽与所述前后滑移架配合，并且所述上下滑移装置(12)安装在所述前后滑移架上；

驱动件，所述驱动件用于驱动所述前后滑移架沿所述前后滑槽滑移。

11.根据权利要求10所述的锚杆支护装置，其特征在于，所述上下滑移装置(12)包括：

固定在所述前后滑移架上的竖直导轨；

竖直滑槽，所述竖直滑槽与所述竖直导轨配合，所述旋转装置(11)可转动的安装在所述竖直滑槽上；

油缸，所述油缸用于驱动所述竖直滑槽沿所述竖直导轨滑移。

12.一种掘进装置，包括锚杆支护装置，其特征在于，所述锚杆支护装置为如权利要求1-11任一项所述的锚杆支护装置。

13.根据权利要求12所述的掘进装置，其特征在于，所述掘进装置为掘进机或掘锚机。

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