CN115288760B - 一种煤矿用大容量多锚固剂连续自动安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿用大容量多锚固剂连续自动安装装置，属于锚杆锚索自动支护领域，包括：钻机支架，钻机支架的一侧设置有药箱支架，药箱支架的顶端固定设置有旋转液压缸，底端转动设置有同步块，旋转液压缸的输出轴端与同步块的旋转中心固定连接，同步块的另一端设置有升降液压缸，升降液压缸的输出轴上固定连接有锚固剂安装机构。本发明可嵌入到钻机设备上，钻孔完成后，无需挪开钻孔设备，便可立即自动安装锚固剂，实现钻孔‑锚固剂安装的全自动化无缝衔接作业，节约大量时间；结构紧凑，占用空间小，可在较小的巷道里使用；装置内储备大量锚固剂，可用于多个锚杆锚索的锚固，无需中间续装操作，节约时间。

Description

一种煤矿用大容量多锚固剂连续自动安装装置

技术领域

本发明属于锚杆锚索自动支护领域，特别是涉及一种煤矿用大容量多锚固剂连续自动安装装置。

背景技术

煤矿开掘巷道需要对巷道进行锚杆锚索支护，而锚杆锚索支护都需要在其钻孔中装入锚固剂，现有锚固剂安装方式的情况如下：

1)人工安装

人工安装的方法，比较机动灵活，能够随意安装需要的数量。但在人工安装较高位置的钻孔时需要爬高，致使安装效率降低，并且存在安全隐患。同时，高处作业时常需要两人以上配合，对人员需求量大，耗费人工成本。

2)人工辅助的机械式安装

采用一些简单的机械推送装置，将锚固剂装入筒中，将筒对准钻孔，人站在地面上将锚固剂推入钻孔中。这些结构需要人工辅助，无法实现自动连续安装。而且，这些结构都只是实现了推入药卷，无法实现锚固剂不从孔中掉落，无法实现自动化连续安装。

3)气动式自动安装

阿特拉斯、中煤科工太原院采用气动注射装置自动安装锚固剂，实现了单个钻孔锚固剂的自动安装，但该方法存在以下问题：a)气动式安装对气压调控要求较严格，气压太大容易损坏锚固剂，太小无法将锚固剂可靠的推入钻孔，而井下环境下很难提供稳定的气压；b)气压将锚固剂打入钻孔后，用锚固剂上安装的尾翼将锚固剂悬吊在钻孔中，悬吊成功率受气压、速度、钻孔孔内粗糙度、钻孔中是否有水等情况的影响较大，可靠性不可控，总体可靠性不高；c)是否成功没有可用的判定方法，只有等最后发现没有安装好锚杆才能发现，此时该钻孔只能废掉，在旁边再打一个，造成了时间和物料的浪费，严重的还会影响支护效果；d)该方法需要在每次注射前人工装填锚固剂，无法满足多个锚护位置在无人为干涉的情况下连续自动支护的需求；e)作业设备在钻孔和注射工序之间存在较长时间的怠工，效率较低；f)气动式注射装置占用空间较大，且需要设立独立气源。

由此可见，煤矿智能化建设的不断升级对自动锚杆锚索支护提出了新的要求，锚固剂的自动连续安装成了煤矿井下生产亟需解决的技术问题，要求能够向同一个钻孔依次装入多根锚固剂，同时储备大量锚固剂，在无需人工续装的情况下，满足多个钻孔连续自动锚护的工况需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿用大容量多锚固剂连续自动安装装置，来解决现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种煤矿用大容量多锚固剂连续自动安装装置，包括：钻机支架，所述钻机支架的一侧设置有药箱支架，所述药箱支架的顶端固定设置有旋转液压缸，底端转动设置有同步块，所述旋转液压缸的输出轴端与所述同步块的旋转中心固定连接，所述同步块的另一端设置有升降液压缸，所述升降液压缸的输出轴上固定连接有锚固剂安装机构。

优选的，所述锚固剂安装机构包括：药箱，所述药箱的一端与所述升降液压缸的输出轴端固定连接，另一端设置有注射筒，所述注射筒的底端转动设置有驱动齿轮，所述注射筒的侧壁上还转动设置有丝杠，所述丝杠靠近所述注射筒的底端设置有从动齿轮，所述驱动齿轮与从动齿轮传动连接。

优选的，所述药箱顶端开设有装药孔。

优选的，所述药箱内部远离所述注射筒的一端设置有两根伸缩杆，两所述伸缩杆上均套设有推板弹簧，两所述伸缩杆的端部固定连接有推板。

优选的，所述注射筒内部靠近所述驱动齿轮的一端固定连接有卡位弹簧，所述卡位弹簧的另一端固定连接有卡位帽。

优选的，所述注射筒内还设置顶头，所述注射筒上开设有避让槽，所述顶头上端伸出所述避让槽与所述丝杠螺纹连接。

优选的，所述钻机支架上设置有滑轨，所述滑轨上可升降连接有动力头，所述动力头内嵌有伺服电机，所述伺服电机的输出轴端设置有卡盘，所述卡盘用于与所述驱动齿轮的端部配合固定。

优选的，所述钻机支架的顶部设置有定位板，所述定位板上开设有定位孔，所述定位孔的尺寸与所述注射筒的尺寸适配。

本发明提供的一种煤矿用大容量多锚固剂连续自动安装装置，与现有技术相比具有以下优点：

本发明提供的一种煤矿用大容量多锚固剂连续自动安装装置，可嵌入到钻机设备上，钻孔完成后，无需挪开钻孔设备，便可立即自动安装锚固剂，实现钻孔-锚固剂安装的全自动化无缝衔接作业，节约大量时间；结构紧凑，占用空间小，可在较小的巷道里使用；利用钻机原有动力头的升降运动实现机构运作，节约空间；装置内储备大量锚固剂，可用于多个锚杆锚索的锚固，无需中间续装操作，节约时间。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明锚固剂安装机构的结构示意图；

图3为本发明锚固剂安装机构的剖视图；

图4为图3在A处的局部放大图；

图5为本发明锚固剂安装机构的初始状态截面图。

图中：1-钻机支架，2-药箱支架，3-旋转液压缸，4-同步块，5-升降液压缸，6-锚固剂安装机构，601-药箱，602-注射筒，603-驱动齿轮，604-丝杠，605-从动齿轮，606-装药孔，607-推板弹簧，608-推板，609-卡位弹簧，610-卡位帽，611-顶头，7-动力头，8-定位孔，9-锚固剂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步说明：

参考图1所示，本发明提供了一种煤矿用大容量多锚固剂连续自动安装装置，包括：钻机支架1，所述钻机支架1的一侧设置有药箱支架2，所述药箱支架2的顶端固定设置有旋转液压缸3，底端转动设置有同步块4，所述旋转液压缸3的输出轴端与所述同步块4的旋转中心固定连接，所述同步块4的另一端设置有升降液压缸5，所述升降液压缸5的输出轴上固定连接有锚固剂安装机构6。

参考图2-5所示，作为一种优选实施例，所述锚固剂安装机构6包括：药箱601，所述药箱601的一端与所述升降液压缸5的输出轴端固定连接，另一端设置有注射筒602，所述注射筒602的底端转动设置有驱动齿轮603，所述注射筒602的侧壁上还转动设置有丝杠604，所述丝杠604靠近所述注射筒602的底端设置有从动齿轮605，所述驱动齿轮603与从动齿轮605传动连接。工作时，伺服电机正转带动驱动齿轮603转动，通过驱动齿轮603和从动齿轮605的相互传动，带动丝杠604同步转动。

作为一种优选实施例，所述药箱601顶端靠近所述注射筒602的一侧开设有装药孔606。在钻孔开始前，根据需求将锚固剂9通过装药孔606装入药箱601中。

作为一种优选实施例，所述药箱601内部远离所述注射筒602的一端设置有两根伸缩杆，两所述伸缩杆上均套设有推板弹簧607，两所述伸缩杆的端部固定连接有推板608。当所述顶头611回归至初始位置时，所述推板608在推板弹簧607的作用下，将锚固剂9顶入注射筒602内。

作为一种优选实施例，所述注射筒602内部靠近所述驱动齿轮603的一端固定连接有卡位弹簧609，所述卡位弹簧609的另一端固定连接有卡位帽610。伺服电机正转带动驱动齿轮603转动，通过驱动齿轮603和从动齿轮605的相互传动，带动丝杠604同步转动，驱动顶头611向前运动，将锚固剂9沿注射筒602推入钻孔中，同时卡位帽610在卡位弹簧609的作用下向前运动，进入药箱601中，卡住下一个锚固剂9防止其进入注射筒602。

作为一种优选实施例，所述注射筒602内还设置顶头611，所述注射筒602上开设有避让槽，所述顶头611上端伸出所述避让槽与所述丝杠604螺纹连接。当丝杠604转动时，带动所述顶头611前后移动。

作为一种优选实施例，所述钻机支架1上设置有滑轨，所述滑轨上可升降连接有动力头7，所述动力头7内嵌有伺服电机，所述伺服电机的输出轴端设置有卡盘，所述卡盘用于与所述驱动齿轮603的端部配合固定。

作为一种优选实施例，所述钻机支架1的顶部设置有定位板，所述定位板上开设有定位孔8，所述定位孔8的尺寸与所述注射筒602的尺寸适配。所述定位孔8下端还设置有夹持器，用于封堵所述定位孔8防止推入的锚固剂9下落。

本发明的工作原理是：

在钻孔开始前，根据需求将锚固剂9通过装药孔606装入药箱601中。

在钻孔完成后，旋转液压缸3驱动锚固剂安装机构6，使注射筒602旋转至中心，对准定位孔8，升降液压缸5驱动锚固剂安装机构6上升，将注射筒602头部插入钻孔中。动力头7上升，升至驱动齿轮603的端头，使动力头7内嵌的伺服电机与所述驱动齿轮603传动连接。

伺服电机正转带动驱动齿轮603转动，通过驱动齿轮603和从动齿轮605的相互传动，带动丝杠604同步转动，驱动顶头611向前运动，将锚固剂9沿注射筒602推入钻孔中，同时卡位帽610在卡位弹簧609的作用下向前运动，进入药箱601中，卡住下一个锚固剂9防止其进入注射筒602。锚固剂9推入钻孔后，动力头7和锚固剂安装机构6下降，使注射筒602顶部下降至定位孔8的夹持器以下时，夹持器收缩，防止孔内的锚固剂下落，动力头7和锚固剂安装机构6停止下降。伺服电机反转，驱动顶头611返回至初始位置，此时在推板弹簧607的推动下，推板608将锚固剂9推入注射筒602，同时动力头7和锚固剂安装机构6上升，定位孔8的夹持器打开，将注射筒602插入钻好的孔中，伺服电机继续正转至第二根锚固剂9推入钻孔内。重复以上动作，直至钻孔内锚固剂数量满足要求。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种煤矿用大容量多锚固剂连续自动安装装置，其特征在于，包括：钻机支架（1），所述钻机支架（1）的一侧设置有药箱支架（2），所述药箱支架（2）的顶端固定设置有旋转液压缸（3），底端转动设置有同步块（4），所述旋转液压缸（3）的输出轴端与所述同步块（4）的旋转中心固定连接，所述同步块（4）的另一端设置有升降液压缸（5），所述升降液压缸（5）的输出轴上固定连接有锚固剂安装机构（6）；

所述锚固剂安装机构（6）包括：药箱（601），所述药箱（601）的一端与所述升降液压缸（5）的输出轴端固定连接，另一端设置有注射筒（602），所述注射筒（602）的底端转动设置有驱动齿轮（603），所述注射筒（602）的侧壁上还转动设置有丝杠（604），所述丝杠（604）靠近所述注射筒（602）的底端设置有从动齿轮（605），所述驱动齿轮（603）与从动齿轮（605）传动连接；

所述注射筒（602）内部靠近所述驱动齿轮（603）的一端固定连接有卡位弹簧（609），所述卡位弹簧（609）的另一端固定连接有卡位帽（610）；

所述注射筒（602）内还设置顶头（611），所述注射筒（602）上开设有避让槽，所述顶头（611）上端伸出所述避让槽与所述丝杠（604）螺纹连接；

所述钻机支架（1）上设置有滑轨，所述滑轨上可升降连接有动力头（7），所述动力头（7）内嵌有伺服电机，所述伺服电机的输出轴端设置有卡盘，所述卡盘用于与所述驱动齿轮（603）的端部配合固定。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿用大容量多锚固剂连续自动安装装置，其特征在于，所述药箱（601）顶端开设有装药孔（606）。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿用大容量多锚固剂连续自动安装装置，其特征在于，所述药箱（601）内部远离所述注射筒（602）的一端设置有两根伸缩杆，两所述伸缩杆上均套设有推板弹簧（607），两所述伸缩杆的端部固定连接有推板（608）。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿用大容量多锚固剂连续自动安装装置，其特征在于，所述钻机支架（1）的顶部设置有定位板，所述定位板上开设有定位孔（8），所述定位孔（8）的尺寸与所述注射筒（602）的尺寸适配。