CN116201490A - 一种煤矿井下定向钻机用连续补杆车及连续补杆施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤矿井下定向钻机用连续补杆车及连续补杆施工方法，设置翻转钻杆箱，在所述翻转钻杆箱的一侧设置上卸杆装置；所述的翻转钻杆箱内设置多层翻转架，翻转架的翻转角度为‑10°～+10°；所述的上卸杆装置包括靠近翻转钻杆箱设置的上钻杆传送组件，与上钻杆传送组件相邻设置的卸钻杆组件；当翻转架的翻转角度为‑10°，上钻杆传送组件与翻转架同向对接进行上钻钻杆的传送；当翻转架的翻转角度为+10°，卸钻杆传送组件与翻转架同向对接进行卸下钻杆的传送。本发明的煤矿井下定向钻机用连续补杆车具有移动灵活、携杆量大、装卸钻杆效率高等特点。

Description

一种煤矿井下定向钻机用连续补杆车及连续补杆施工方法

技术领域

本发明涉及钻探技术领域，具体是一种煤矿井下定向钻机用连续补杆车及连续补杆施工方法。

背景技术

大功率定向钻机是煤矿井下大直径、超长钻孔施工的主要装备，随着钻探装备智能化水平的发展，具有自动上卸钻杆装置、钻进参数实时监测、系统故障报警、现场实时监控、钻孔轨迹智能化随钻测量的大功率自动化定向钻机，进一步提高了钻孔的施工效率，越来越受到矿方的肯定。自动化定向钻机的自动上卸钻杆装置由机械手和钻杆仓组成，由于钻机输出能力大，施工钻孔距离长，其主机、执行以及动力部件尺寸较大，整体空间布局十分紧凑，托盘容量较小，只能存放7根钻杆。当托盘内的钻杆用尽后，需依赖人工进行钻杆装填，辅助作业时间长。而大功率自动化钻机配套钻杆直径通常采用φ114mm或φ127mm、长度1.5m或2m、重量大于45kg，人工装填工人劳动强大、安全风险高、工作效率低。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种煤矿井下定向钻机用连续补杆车及连续补杆施工方法，具有多自由度、高精准度上杆装置，大容量、可翻转、快速换装翻转钻杆箱的连续补杆车的及控制方法，整机移动灵活、携杆数量多、装卸钻杆效率高，满足自动化定向钻机需要，进一步提高了钻探装备的自动化、智能化水平。

本发明采取的技术方案包括：

一种煤矿井下定向钻机用连续补杆车，设置翻转钻杆箱，在所述翻转钻杆箱的一侧设置上卸杆装置；所述的翻转钻杆箱内设置多层翻转架，翻转架的翻转角度为-10°～+10°；所述的上卸杆装置包括靠近翻转钻杆箱设置的上钻杆传送组件，与上钻杆传送组件相邻设置的卸钻杆组件；

当翻转架的翻转角度为-10°，上钻杆传送组件与翻转架同向对接进行上钻钻杆的传送；

当翻转架的翻转角度为+10°，卸钻杆传送组件与翻转架同向对接进行卸下钻杆的传送。

可选的，所述的翻转钻杆箱设置箱体，所述的箱体内排设多层的翻转架；所述的翻转架中部通过轴连接结构固设在箱体内，与所述的翻转架端部轴接设置调角组件，调角组件调节翻转架的翻转角度为-10°～+10°。

可选的，所述的调角组件包括由上到下固定连接设置的拉杆和拉板，所述的拉板与翻转架轴接；所述的拉杆悬设在所述箱体的侧部，通过调角螺母实现拉杆的纵向来回位移。

可选的，所述的卸钻杆传送组件包括固设的第二导向杆，在所述的第二导向杆上穿设提升架，提升架与第二导向杆间通过提升油缸连接；所述的提升架顶部轴接设置传送槽，传送槽与提升架间通过翻转油缸连接，带动传送槽0～50°偏转；提升架内侧设置限位板，限位板与提升架间通过夹紧油缸和滑动杆连接。

可选的，所述的传送槽为V型槽，且传送槽朝向翻转架的一侧为凹型矩形板；所述的限位板为上宽下窄的板体。

可选的，在所述的传送槽上设置行程开关；在所述的第二导向杆上设置第一接近开关。

可选的，所述的上钻杆传送组件设置安装架，安装架中部设置举升油缸，举升油缸的活塞端依次设置移动板、推杆和推板；在所述的安装架顶部设置挡板，推板与挡板对接且顶部均为同向斜面。

可选的，还设置钻杆箱座，钻杆箱座设置第一导向杆，在所述的第一导向杆上通过滑套连接设置框架体，框架体上设置升降油缸，升降油缸控制框架体沿第一导向杆移动。

可选的，还设置履带车体，在所述的履带车体上设置上卸杆装置，上卸杆装置包括排设在履带车体侧边的多个滑动座，滑动座上穿设底板，底板边缘设置左右移动油缸，左右移动油缸活塞端固定在底板下侧，缸筒端固定在履带车体上；底板上设置中板，卸钻杆传送组件、钻杆箱座和上钻杆传送组件固定在中板上，中板上设置前后移动油缸，前后移动油缸的活塞杆端固定在中板上，缸筒端固定在底板上；升降油缸的活塞端固定在框架体上，缸筒端固定在中板上。

一种煤矿井下连续补杆施工方法，设置钻机和连续补杆车，所述的连续补杆车为本发明任一所述的煤矿井下定向钻机用连续补杆车；

包含以下步骤：

上杆：钻机到达指定位置后，将回转器调至水平开孔位置，托盘调至+18°；连续补杆车与钻机并排布置，上卸杆装置位于托盘中间位置，保证上钻杆传送组件的前端高于托盘20～30mm，与托盘的水平距离控制在20～50mm间；

将翻转钻杆箱的翻转架调整为-10°，钻杆在自身重力的作用下滚动到上钻杆传送组件后面；

将翻转钻杆箱升高10mm，最高层翻转架上的一排钻杆自由向下滚动，第一根钻杆被上钻杆传送组件；钻杆在重力的作用下滚动到托盘上；到达拖盘的钻杆继续滚动，直到托盘底端，在托盘底端夹持装置和机械手的作用下完成上杆；整个翻转钻杆箱内的钻杆完成上杆后，利用单轨吊或液压吊臂完成翻转钻杆箱的更换，然后重复完成多个钻杆箱上钻杆；

卸杆：

当打钻完成后，将开始卸钻杆，使翻转钻杆箱后移，调整钻机的托盘至-5°；利用稳固油缸使整机下降，直至卸钻杆传送组件的托盘边缘水平距离在10～20mm的范围内，高度差在20～30mm的范围内；

将翻转钻杆箱的翻转架调整为10°，此时翻转钻杆箱处于最高位；提升卸钻杆传送组件工作面的高度大于上钻杆传送组件的高度；

利用钻机上机械手将第一根钻杆放置到托盘上，由于托盘的角度为负，钻杆在重力滚动到卸钻杆传送组件上；

钻杆传送组件高于翻转钻杆箱最底层翻转架的高度；钻杆在重力作用下滚动到翻转钻杆箱的最底层翻转板上，直到最底端；

使翻转钻杆箱的高度依次下降，装填次底层钻杆；将整个翻转钻杆箱装满钻杆；

当整个翻转钻杆箱装满钻杆后，利用单轨吊或液压吊臂完成翻转钻杆箱的更换，将空的翻转钻杆箱内翻转架调至10°，使最底层翻转板处于高位；完成空置翻转钻杆箱钻杆装填，完成钻机卸钻杆。

本发明的有益效果是：

本发明的煤矿井下定向钻机用连续补杆车具有移动灵活、携杆量大、装卸钻杆效率高等特点；具有多自由度、高精准度上杆装置，大容量、可翻转、快速换装翻转钻杆箱，巷道适应性强；施工时无需人工进行装填，满足自动化定向钻机需要，减小工人劳动强度，进一步提高了钻探装备的自动化、智能化水平。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1为本发明的煤矿井下定向钻机用连续补杆车结构示意图；

图2为图1中的翻转钻杆箱结构示意图；

图3为图1中的上卸杆装置结构示意图；

图4为卸钻杆传送组件结构示意图；

图5为钻杆箱座左视图；

图6为上钻杆传送装置结构示意图；

图7为图6的左视图；

图8为钻机与连续补杆车施工状态结构示意图；

图中标号及符号说明：

1-翻转钻杆箱、11-箱体、12-翻转架、13-调角组件、131-上固定螺母、132-调角螺母、133-拉杆、134-下固定螺母、135-拉板、14-限角杆、15-档杆；

2-上卸杆装置、21-钻杆箱座、211-框架体、212-第一导向杆、213-升降油缸、214-位移传感器、215-滑套；

22-卸钻杆传送组件、221-第二导向杆、222-限位板、223-传送槽、224-提升架、225-提升油缸、226-滑动杆、227-翻转油缸、228-夹紧油缸、a-行程开关、b-第一接近开关；

23-上钻杆传送组件、231-推板、232-挡板、233-推杆、234-移动板、235-举升油缸、236-安装架、237-第二接近开关；

24-中板、25-底板、26-滑动座、27-前后移动油缸、28-左右移动油缸；

3-履带车体、5-油箱、4-电控箱；

A-钻机、B-连续补杆车。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

在本公开中提到的具有功能性的器件，均为本领域常见或常规的器件，市场上均能购买成品；本公开中提到的方位词，比如“上下左右、顶底、前后、侧”等，均以面对说明书附图的方向界定。同时，在本发明中提到的偏转或旋转的角度等，均以水平面为判断基准，逆时针转动为负角度，顺时针转动为正角度。

结合图1-7，本发明的煤矿井下定向钻机用连续补杆车，设置翻转钻杆箱1，在翻转钻杆箱1的一侧设置上卸杆装置2；翻转钻杆箱1内设置多层翻转架12，翻转架12的翻转角度为-10°～+10°；上卸杆装置2包括靠近翻转钻杆箱1设置的上钻杆传送组件23，与上钻杆传送组件23相邻设置的卸钻杆组件22；当翻转架12的翻转角度为-10°，上钻杆传送组件23与翻转架12同向对接进行上钻钻杆的传送；当翻转架12的翻转角度为+10°，卸钻杆传送组件22与翻转架12同向对接进行卸下钻杆的传送。比如翻转钻杆箱1有5层翻转架12，翻转架12层间距为140mm，如果钻杆的直径为114mm，长度为1500mm，每层可放置6根钻杆，钻杆箱共计容纳钻杆30根；为了使钻杆能顺利的下滑，翻转架12的倾斜角度为±10°；翻转钻杆箱1底部采用四点定位，圆柱形支撑，定位快速、精准，底座开孔，防止泥渣、岩屑等杂物聚集。

在本公开的实施例中，翻转钻杆箱1设置箱体11，箱体11内排设多层的翻转架12；翻转架12中部通过轴连接结构固设在箱体11内，与翻转架12端部轴接设置调角组件13，调角组件13调节翻转架12的翻转角度为-10°～+10°。比如箱体11由钢板、矩形型钢及吊环焊接组成；矩形型钢分布在钢板上下两侧，起支撑作用；吊环为四个，左右两侧对称分布，保证钻杆箱吊装过程受力均匀，不产生变形；档杆15为圆柱体，共四根，上部有圆孔，通过螺栓固定在箱体11上；运输和吊装时，需将四根档杆15全部安装，避免钻杆滚动造成伤害事故；当翻转钻杆箱1调入指定位置时，卸掉前面两个档杆15，让钻杆自由滚动到上钻杆传送组件23处；翻转架12主要四块厚度为10mm的长方形钢板组成，左右两侧为底板，中间两块为连接板，对称焊接；底板外侧中间位置设有中心轴，中心轴向后300mm设有偏转轴，中心轴与偏转轴的直径和长度均相同；中心轴通过轴承和弹性挡圈固定在箱体11上，偏转轴通过弹性挡圈固定在拉板135上；

在本公开的实施例中，调角组件13包括由上到下固定连接设置的拉杆133和拉板135，拉板135与翻转架12轴接；拉杆133悬设在箱体11的侧部，通过调角螺母132实现拉杆133的纵向来回位移。比如拉杆133通过穿设在箱体11侧部的两层延伸板上，拉杆133顶端拧紧上固定螺母131，下部通过下固定螺母134拧紧在第二层延伸板下，调角螺母132位于上固定螺母131和下固定螺母134之间，可涂成红色，用于帮助工人确定翻转架12到达所需角度拉杆133需要移动的距离；调角螺母132、拉杆133、下固定螺母134及拉板135相互配合可实现翻转架12角度的变化；限角杆14设置在箱体11的最下部，穿设在最后一层翻转架12下，限角杆14为圆柱体，共四个，直径20mm，长度60mm，对称布置，主要用于限制翻转架12的角度，保证最大的翻转角度为10°；

在本公开的实施例中，卸钻杆传送组件22包括固设的第二导向杆221，在第二导向杆221上穿设提升架224，提升架224与第二导向杆221间通过提升油缸225连接；提升架224顶部轴接设置传送槽223，传送槽223与提升架224间通过翻转油缸227连接，带动传送槽0～50°偏转；提升架224内侧设置限位板222，限位板222与提升架224间通过夹紧油缸228和滑动杆226连接。在本公开的实施例中，传送槽223为V型槽，且传送槽223朝向翻转架12的一侧为凹型矩形板；限位板222为上宽下窄的板体。在本公开的实施例中，在传送槽223上设置行程开关a；在第二导向杆221上设置第一接近开关b。比如，第二导向杆221的直径为50mm，长度950mm，为了防止生锈，表面镀铬，单边厚0.03mm；提升架224两端有滑动装置，可在第二导向杆221上在提升油缸225的作用下移动，且提升架224后面安装有两根夹紧油缸228，四根滑动杆226，限位板222可在夹紧油缸的作用下左右移动，移动距离70mm，运送钻杆时两端夹紧，防止钻杆滚落的同时起到精准定位的作用；提升油缸225和夹紧油缸228均为2根，为了保证动作一致，防止出现卡顿现象，在液压油路上设置了分流阀；滑动杆226一端为光圆柱，另一端为螺纹；光圆柱可在提升架224上的轨道内滑动，对限位板222有导向作用；限位板222为上宽下窄的异形体，上部为正方形，长度和宽度均为150mm，方便夹住钻杆，下面为矩形，长度为300mm，宽度为70mm，整体尺寸小，节省安装空间，且上面有两个圆孔，通过两个对称螺母固定在滑动杆226的螺纹上；传送槽223由两块钢板呈“V”焊接，焊接角度为100°，长度1300mm；传送槽223靠近钻机侧的钢板为矩形，宽度105mm，远离钻机侧的钢板为凹形，最大宽度260mm，方便钻杆回滚到钻杆箱；翻转油缸227一端固定在提升架224上，另一端固定在传送槽223上，通过油缸伸缩可使传送槽223实现0～50°偏转；行程开关a安装在传送槽223上，按钮侧超出平板2～3mm，用于检测传送槽223中有无钻杆；第一接近开关b在卸钻杆传送组件22中共安装5个，用于检测传送槽223、限位板222、提升架224的位置变化，满足偏转、夹持及提升的工作需求；

在本公开的实施例中，上钻杆传送组件23设置安装架236，安装架236中部设置举升油缸235，举升油缸235的活塞端依次设置移动板234、推杆233和推板231；在安装架236顶部设置挡板232，推板231与挡板232对接且顶部均为同向斜面。比如，安装架236由矩形板焊接组成，上下左右四个面均采用焊后加工的方式保证平整度要求，且上面设置两个圆孔，保证推杆233顺利通过，并对其移动进行导向；推板231为梯形，斜边的倾斜角度与翻转钻杆箱1内翻转架12的角度相同，均为10°；推板231的宽度和长度均为安装架236保持一致；推杆233为圆柱主体，两端均为螺纹；安装时，一端固定在推板231上，一端固定在移动板234上，通过螺栓进行固定；举升油缸235活塞杆端固定在移动板234上，缸筒端固定在安装架236上，通过油缸伸缩带动移动板234、推杆233运动，进而实现推板231的升降，最大移动距离为95mm；挡板232通过4个螺栓固定在安装架236前端，挡板上表面的倾斜角度与推板231的斜边角度相同，均为10°；推板231上升的高度大于等于挡板232的长边长度。

在本公开的实施例中，还设置钻杆箱座21，钻杆箱座21设置第一导向杆212，在所述的第一导向杆212上通过滑套215连接设置框架体211，框架体211上设置升降油缸213，升降油缸213控制框架体211沿第一导向杆212移动。比如，第一导向杆212的直径为100mm，长度1350mm，共有四根，对称布置，表面镀铬；框架体211由钢板焊接而成，两端有四个滑套215，可在第一导向杆212上在升降油缸213的作用下移动；称重传感器数量为4个，分布在框架体211底板四个角上，通过螺栓进行固定，主要作用为检测翻转钻杆箱1的重量变化；升降油缸213活塞杆端固定在框架体211上，缸筒端固定在中板24上；位移传感器214为磁致伸缩位移传感器，主体固定在中板24上，磁环固定在框架体211的滑套215上，主要用于检测框架体211的移动距离；

在本公开的实施例中，还设置履带车体3，在履带车体3上设置上卸杆装置2，上卸杆装置2包括排设在履带车体3侧边的多个滑动座26，滑动座26上穿设底板25，底板25边缘设置左右移动油缸28，左右移动油缸28活塞杆端固定在底板25下侧，缸筒端固定在履带车体3上；底板25上设置中板24，卸钻杆传送组件22、钻杆箱座21和上钻杆传送组件23固定在中板24上，中板24上设置前后移动油缸27，前后移动油缸27的活塞端固定在中板24上，缸筒端固定在底板25上；升降油缸213的活塞端固定在框架体211上，缸筒端固定在中板24上。具体的，上卸杆装置2位于履带车体3的前端，通过螺栓进行固定；翻转钻杆箱1通过4个圆柱支撑置于上卸杆装置2内；电机泵组横置于履带车体3后部；操作台置于电机泵组的液压泵端，上面布置有机车灯及电控箱4；油箱5及冷却器采用支架的形式置于电机泵组的电机端的上部；电磁起动器置于履带车体3的右后侧，方便电缆连接；履带车体3布置有整体式对伸油缸及稳固油缸，保证连续补杆车行走及工作过程中的稳定性；卸钻杆传送组件22、钻杆箱座21和上钻杆传送组件23通过螺栓固定在中板24上；前后移动油缸27有两根，活塞杆端固定在中板24上，缸筒端固定在底板25上，通过销轴进行固定，行程为300mm；左右移动油缸28活塞杆端固定在底板25下侧，缸筒端固定在履带车体3上，通过销轴进行固定，行程为100mm；滑动座26共有8个，对称布置，通过螺栓固定在履带车体3上；

结合图8，本发明的煤矿井下连续补杆施工方法，设置钻机和连续补杆车，连续补杆车为本发明的提到的煤矿井下定向钻机用连续补杆车；

包含以下步骤：

上杆：钻机A到达指定位置后，将回转器调至水平开孔位置，托盘调至+18°；连续补杆车B与钻机A并排布置，上卸杆装置2位于托盘中间位置，保证上钻杆传送组件23的前端高于托盘20～30mm，与托盘的水平距离控制在20～50mm间；将翻转钻杆箱1的翻转架12调整为-10°，钻杆在自身重力的作用下滚动到上钻杆传送组件23后面；将翻转钻杆箱1升高10mm，最高层翻转架12上的一排钻杆自由向下滚动，第一根钻杆被上钻杆传送组件23；钻杆在重力的作用下滚动到托盘上；到达拖盘的钻杆继续滚动，直到托盘底端，在托盘底端夹持装置和机械手的作用下完成上杆；整个翻转钻杆箱1内的钻杆完成上杆后，利用单轨吊或液压吊臂完成翻转钻杆箱的更换，然后重复完成多个钻杆箱上钻杆；

上杆过程具体包括：

①调角：钻机A到达指定位置后，将回转器调至水平开孔位置，托盘调至+18°；

②对位：连续补杆车B与钻机A并排布置，上卸杆装置2大致位于托盘中间位置，利用履带车体3的对伸油缸及稳固油缸调平车体，利用前后移动油缸27、左右移动油缸28实现对翻转钻杆箱1的微调，保证上钻杆传送组件23的前端高于托盘20～30mm，与托盘的水平距离控制在20～50mm间；

③拔挡杆：利用上固定螺母131、调角螺母132、拉杆133、下固定螺母134及拉板135间的相互配，将翻转钻杆箱1的翻转架12调整为-10°，拔掉前面的两根档杆15；

④一次滚杆：钻杆在自身重力的作用下自由滚动到上钻杆传送组件23后面；

⑤升箱：利用升降油缸213将钻杆箱升高10mm，最高层翻转架12上的一排钻杆自由向下滚动，第一根钻杆被上钻杆传送组件23的挡板232阻挡，整体置于推板231上；

⑥举杆：利用举升油缸235伸长带动移动板234、推杆233向上运动，进而实现推板231带动第一根钻杆上升，当推板231高于挡板232的上斜面时，钻杆在重力的作用下滚动到托盘上；

⑦二次滚杆：到达拖盘的钻杆继续滚动，直到托盘底端，在托盘底端夹持装置和机械手的作用下完成上杆；

⑧下推板：利用举升油缸235将推板231下降，最高层翻转架12上的第二根钻杆自由向下滚动到推板231上；

⑨重复⑥～⑦可完成第二根钻杆上杆；重复⑧、⑥～⑦实现第三根到第六根钻杆上杆；

⑩检测：当翻转钻杆箱1的最高层翻转架12上钻杆完成上杆后，称重传感器检测到翻转钻杆箱1重量减小270kg，翻转钻杆箱1在升降油缸213的作用下自动升高140mm，第二排钻杆在重力的作用下滚动到推板231上；

重复⑥～⑨，完成整排上钻杆；

重复⑩～/>

完成翻转钻杆箱1内第三排到第五排上钻杆。

当整个翻转钻杆箱1内的钻杆完成上杆后，利用单轨吊或液压吊臂完成翻转钻杆箱的更换，然后重复③～/>

完成多个钻杆箱上钻杆，满足施工长度要求。

卸杆：当打钻完成后，将开始卸钻杆，使翻转钻杆箱1后移，调整钻机A的托盘至-5°；利用稳固油缸使整机下降，直至卸钻杆传送组件22的托盘边缘水平距离在10～20mm的范围内，高度差在20～30mm的范围内；将翻转钻杆箱1的翻转架12调整为10°，此时翻转钻杆箱1处于最高位；提升卸钻杆传送组件22工作面的高度大于上钻杆传送组件23的高度；利用钻机A上机械手将第一根钻杆放置到托盘上，由于托盘的角度为负，钻杆在重力滚动到卸钻杆传送组件22上；钻杆传送组件22高于翻转钻杆箱1最底层翻转架12的高度；钻杆在重力作用下滚动到翻转钻杆箱1的最底层翻转板上，直到最底端；使翻转钻杆箱1的高度依次下降，装填次底层钻杆；将整个翻转钻杆箱1装满钻杆；当整个翻转钻杆箱1装满钻杆后，利用单轨吊或液压吊臂完成翻转钻杆箱的更换，将空的翻转钻杆箱1内翻转架12调至10°，使最底层翻转板处于高位；完成空置翻转钻杆箱1钻杆装填，完成钻机A卸钻杆。

卸杆过程具体包括：

①调角：当打钻完成后，将开始卸钻杆。利用前后移动油缸27使翻转钻杆箱1后移，调整钻机A的托盘至-5°；

②对位：再次利用前后移动油缸27使翻转钻杆箱1前移，并利用稳固油缸使整机下降，直至卸钻杆传送组件22的传送槽223与托盘边缘水平距离在10～20mm的范围内，高度差在20～30mm的范围内；

③转角：利用上固定螺母131、调角螺母132、拉杆133、下固定螺母134及拉板135间的相互配，将翻转钻杆箱1的翻转架12调整为10°，此时翻转钻杆箱1处于最高位；

④第一次滚杆：利用钻机A上机械手将第一根钻杆放置到托盘上，由于托盘的角度为负，钻杆在重力滚动到卸钻杆传送组件22的传送槽223上；

⑤升杆：行程开关a检测到传送槽223内有钻杆，在提升油缸225的作用下，钻杆被提升，当行程达到590mm时，此时传送槽223高于翻转钻杆箱1最底层翻转架12的高度；

⑥翻杆：利用翻转油缸227使传送槽223向内翻转50°，钻杆在重力作用下滚动到翻转钻杆箱1的最底层翻转板上，直到最底端；

⑦落位：利用翻转油缸227使传送槽223向外翻转至水平，利用提升油缸225将传送槽223落至原位；

⑧重复④～⑦，将6根钻杆置于翻转钻杆箱1最底层翻转架12上；

⑨检测：当翻转钻杆箱1的最低层翻转架12上钻杆达到6根时，称重传感器检测到翻转钻杆箱1重量增加270kg；

⑩落箱：利用升降油缸213使翻转钻杆箱1的高度下降140mm，装填次底层钻杆

重复④～⑧，装满次底层钻杆；

重复⑨、④～⑧，将整个翻转钻杆箱1装满钻杆，装上两根挡杆13；

当整个翻转钻杆箱1装满钻杆后，利用单轨吊或液压吊臂完成翻转钻杆箱的更换，将空的翻转钻杆箱1内翻转架12调至10°，利用升降油缸213使最底层翻转板处于高位；

重复④～/>

完成空置翻转钻杆箱1钻杆装填。

重复/>

完成钻机A卸钻杆。

本发明煤矿井下自动化定向钻机用连续补杆车具有移动灵活、携杆量大、装卸钻杆效率高；具有多自由度、高精准度上杆装置，大容量、可翻转、快速换装翻转钻杆箱，辅助时间短，巷道适应性强；施工时无需人工进行装填，满足自动化定向钻机需要，减小工人劳动强度，进一步提高了钻探装备的自动化、智能化水平。

以上详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种煤矿井下定向钻机用连续补杆车，其特征在于，设置翻转钻杆箱(1)，在所述翻转钻杆箱(1)的一侧设置上卸杆装置(2)；

所述的翻转钻杆箱(1)内设置多层翻转架(12)，翻转架(12)的翻转角度为-10°～+10°；

所述的上卸杆装置(2)包括靠近翻转钻杆箱(1)设置的上钻杆传送组件(23)，与上钻杆传送组件(23)相邻设置的卸钻杆组件(22)；

当翻转架(12)的翻转角度为-10°，上钻杆传送组件(23)与翻转架(12)同向对接进行上钻钻杆的传送；

当翻转架(12)的翻转角度为+10°，卸钻杆传送组件(22)与翻转架(12)同向对接进行卸下钻杆的传送。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下定向钻机用连续补杆车，其特征在于，所述的翻转钻杆箱(1)设置箱体(11)，所述的箱体(11)内排设多层的翻转架(12)；

所述的翻转架(12)中部通过轴连接结构固设在箱体(11)内，与所述的翻转架(12)端部轴接设置调角组件(13)，调角组件(13)调节翻转架(12)的翻转角度为-10°～+10°。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下定向钻机用连续补杆车，其特征在于，所述的调角组件(13)包括由上到下固定连接设置的拉杆(133)和拉板(135)，所述的拉板(135)与翻转架(12)轴接；

所述的拉杆(133)悬设在所述箱体(11)的侧部，通过调角螺母(132)实现拉杆(133)的纵向来回位移。

4.根据权利要求1或2所述的煤矿井下定向钻机用连续补杆车，其特征在于，所述的卸钻杆传送组件(22)包括固设的第二导向杆(221)，在所述的第二导向杆(221)上穿设提升架(224)，提升架(224)与第二导向杆(221)间通过提升油缸(225)连接；

所述的提升架(224)顶部轴接设置传送槽(223)，传送槽(223)与提升架(224)间通过翻转油缸(227)连接，带动传送槽0～50°偏转；

提升架(224)内侧设置限位板(222)，限位板(222)与提升架(224)间通过夹紧油缸(228)和滑动杆(226)连接。

5.根据权利要求4所述的煤矿井下定向钻机用连续补杆车，其特征在于，所述的传送槽(223)为V型槽，且传送槽(223)朝向翻转架(12)的一侧为凹型矩形板；

所述的限位板(222)为上宽下窄的板体。

6.根据权利要求4所述的煤矿井下定向钻机用连续补杆车，其特征在于，在所述的传送槽(223)上设置行程开关(a)；在所述的第二导向杆(221)上设置第一接近开关(b)。

7.根据权利要求1或2所述的煤矿井下定向钻机用连续补杆车，其特征在于，所述的上钻杆传送组件(23)设置安装架(236)，安装架(236)中部设置举升油缸(235)，举升油缸(235)的活塞端依次设置移动板(234)、推杆(233)和推板(231)；

在所述的安装架(236)顶部设置挡板(232)，推板(231)与挡板(232)对接且顶部均为同向斜面。

8.根据权利要求1或2所述的煤矿井下定向钻机用连续补杆车，其特征在于，还设置钻杆箱座(21)，钻杆箱座(21)设置第一导向杆(212)，在所述的第一导向杆(212)上通过滑套(215)连接设置框架体(211)，框架体(211)上设置升降油缸(213)，升降油缸(213)控制框架体(211)沿第一导向杆(212)移动。

9.根据权利要求8所述的煤矿井下定向钻机用连续补杆车，其特征在于，还设置履带车体(3)，在所述的履带车体(3)上设置上卸杆装置(2)，上卸杆装置(2)包括排设在履带车体(3)侧边的多个滑动座(26)，滑动座(26)上穿设底板(25)，底板(25)边缘设置左右移动油缸(28)，左右移动油缸(28)活塞杆端固定在底板(25)下侧，缸筒端固定在履带车体(3)上；

底板(25)上设置中板(24)，卸钻杆传送组件(22)、钻杆箱座(21)和上钻杆传送组件(23)固定在中板(24)上，中板(24)上设置前后移动油缸(27)，前后移动油缸(27)的活塞端固定在中板(24)上，缸筒端固定在底板(25)上；

升降油缸(213)的活塞端固定在框架体(211)上，缸筒端固定在中板(24)上。

10.一种煤矿井下连续补杆施工方法，设置钻机和连续补杆车，其特征在于，所述的连续补杆车为权利要求1-9任一所述的煤矿井下定向钻机用连续补杆车；

包含以下步骤：

上杆：钻机(A)到达指定位置后，将回转器调至水平开孔位置，托盘调至+18°；连续补杆车(B)与钻机(A)并排布置，上卸杆装置(2)位于托盘中间位置，保证上钻杆传送组件(23)的前端高于托盘20～30mm，与托盘的水平距离控制在20～50mm间；

将翻转钻杆箱(1)的翻转架(12)调整为-10°，钻杆在自身重力的作用下滚动到上钻杆传送组件(23)后面；

将翻转钻杆箱(1)升高10mm，最高层翻转架(12)上的一排钻杆自由向下滚动，第一根钻杆被上钻杆传送组件(23)；钻杆在重力的作用下滚动到托盘上；到达拖盘的钻杆继续滚动，直到托盘底端，在托盘底端夹持装置和机械手的作用下完成上杆；整个翻转钻杆箱(1)内的钻杆完成上杆后，利用单轨吊或液压吊臂完成翻转钻杆箱的更换，然后重复完成多个钻杆箱上钻杆；

卸杆：

当打钻完成后，将开始卸钻杆，使翻转钻杆箱(1)后移，调整钻机(A)的托盘至-5°；利用稳固油缸使整机下降，直至卸钻杆传送组件(22)的托盘边缘水平距离在10～20mm的范围内，高度差在20～30mm的范围内；

将翻转钻杆箱(1)的翻转架(12)调整为10°，此时翻转钻杆箱(1)处于最高位；提升卸钻杆传送组件(22)工作面的高度大于上钻杆传送组件(23)的高度；

利用钻机(A)上机械手将第一根钻杆放置到托盘上，由于托盘的角度为负，钻杆在重力滚动到卸钻杆传送组件(22)上；

钻杆传送组件(22)高于翻转钻杆箱(1)最底层翻转架(12)的高度；钻杆在重力作用下滚动到翻转钻杆箱(1)的最底层翻转板上，直到最底端；

使翻转钻杆箱(1)的高度依次下降，装填次底层钻杆；将整个翻转钻杆箱(1)装满钻杆；

当整个翻转钻杆箱(1)装满钻杆后，利用单轨吊或液压吊臂完成翻转钻杆箱的更换，将空的翻转钻杆箱(1)内翻转架(12)调至10°，使最底层翻转板处于高位；完成空置翻转钻杆箱(1)钻杆装填，完成钻机(A)卸钻杆。

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