CN116291181B - 一种适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天然煤炭钻探设备技术领域，具体地说，涉及一种适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备。其包括架组，所述架组至少包括架体，所述架体内部安装有钻探组，所述钻探组用于破开天然煤炭矿表层的土壤层，对煤炭矿进行钻探；所述架组一侧还设有喷雾组，所述喷雾组采用喷水雾的形式对勘探产生的灰尘进行降尘处理，喷雾组采用的喷水结构为可折叠式，通过设置的钻探组，用于破开天然煤炭矿表层的土壤层，对煤炭矿进行钻探，通过钻探杆与软土钻头的连接，可在钻探杆转动时，带动软土钻头进行转动，软土钻头转动可轻易破开土壤层，土壤层破开后钻探杆只需向前移动，即可脱离与软土钻头的连接，钻探杆则可进入煤炭矿中进行钻探工作。

Description

一种适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备

技术领域

本发明涉及天然煤炭钻探设备技术领域，具体地说，涉及一种适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备。

背景技术

由于复杂的地质构造对煤矿生产与安全带来重要影响，钻探技术的应用已经成为获取地质资料最重要的来源手段，加之煤矿井下还会经常发生透水、冒顶等事故，将钻探技术应用其中，为避免水害、资源及工程浪费、瓦斯事故的发生具有重要的现实意义，使用在开采煤矿的时候需要对开采地点进行地质勘探，从而探测煤矿的位置，还可以进行各种参数与水文地质材料的搜集，为地质勘探设计与施工提供可靠的理论依据，在地质勘探过程中需要用到煤矿钻探设备来钻取样本研究。

现有的煤矿钻探设备在钻探的时候，由于天然煤炭矿表层还会有土质较为松软的土壤层，钻探层和土壤层之间容易导致取样样本混合，导致取样精度不准，而松软的土壤层破开工作相较于钻探层来说难度低，而且一般深部较浅，若采用其余工具破开土壤层使得工作较为繁琐，现有设备无法实现一站式破土和钻探工作，鉴于此，急需一种适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备来改善现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明目的在于，提供了一种适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备，包括架组，所述架组至少包括架体，所述架体内部安装有钻探组，所述钻探组用于破开天然煤炭矿表层的土壤层，对煤炭矿进行钻探；

所述钻探组至少包括钻探杆和软土钻头，所述钻探杆的钻头端与软土钻头连接，所述软土钻头高速转动可破开土壤层，所述钻探杆在转动时，可带动软土钻头进行转动，并且还能在软土钻头破开土壤层后，断开对软土钻头的驱动；

所述架组一侧还设有喷雾组，所述喷雾组采用喷水雾的形式对勘探产生的灰尘进行降尘处理，由于破开土壤层无需进行降尘处理，因此喷雾组采用的喷水结构为可折叠式，只有在钻探杆工作时才展开工作，提高煤炭层钻探时的适应性，所述喷雾组还能够在喷杆展开工作时，与一号稳固锥配合提高装置的稳定性。

作为本技术方案的进一步改进，所述软土钻头表面设有螺旋状叶片，所述软土钻头内部开设有连接腔，所述钻探杆位于连接腔内部转动，且贯穿连接腔，所述架体靠近软土钻头的一端设有连接头，所述软土钻头一端设有的转动头与连接头转动连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述软土钻头靠近钻探杆钻头端的一侧两端均设有破土头，所述破土头设置为“手指”状，指端为锥形状结构，两个破土头相互靠近的一面均开设有协动槽，所述钻探杆的钻头端两侧均设有协动块，所述协动块与协动槽插接配合。

作为本技术方案的进一步改进，所述钻探杆还包括移动座，所述移动座内安装有电机，所述电机的输出端与钻探杆同轴连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述移动座位于架体内部滑动，所述架体远离连接头一端设有液压系统，用于带动移动座位于架体内部滑动。

作为本技术方案的进一步改进，所述架体的底端两角处均设有一号稳固锥，所述一号稳固锥位于架体内部的滑腔内固定连接有弹簧，所述弹簧的另一端与架体内部滑腔固定。

作为本技术方案的进一步改进，所述喷雾组至少包括喷杆和用于带动喷杆进行折叠的驱动组，所述喷杆靠近钻探组的一端设有喷头用于喷出水雾，对钻探杆钻探时产生的灰尘进行降尘处理，所述喷杆的另一端接通有软管。

作为本技术方案的进一步改进，所述喷雾组还包括安装板，所述安装板一端设有支板，所述安装板固定连接在架体的一侧，所述驱动组连接在支板表面；具体的：所述驱动组包括两个联动杆组，所述联动杆组由两个转动连接的支杆组成，两个联动杆组之间通过滑块转动连接，靠近钻探组方向的联动杆组一端的支杆与支板一端设有的转动销转动连接，所述滑块滑动连接在支板表面，另一个联动杆组一端的支杆转动连接有推动块，所述推动块滑动连接在支板表面，所述喷杆与联动杆组两个支杆的连接处转动连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述安装板表面安装液压杆，所述液压杆的活塞杆与推动块固定连接，所述喷杆靠近喷头的一端两侧均设有二号稳固锥，所述二号稳固锥形状与一号稳固锥相同。

作为本技术方案的进一步改进，所述架体靠近钻探组方向的两端均设置有用于吸尘的吸尘组，所述吸尘组至少包括吸尘仓，所述吸尘仓的开口端靠近钻探组，所述吸尘仓内部安装有风机，所述吸尘仓的另一端接通有出尘管。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备中，通过设置的钻探组，用于破开天然煤炭矿表层的土壤层，对煤炭矿进行钻探，通过钻探杆与软土钻头的连接，可在钻探杆转动时，带动软土钻头进行转动，软土钻头转动可轻易破开土壤层，土壤层破开后钻探杆只需向前移动，即可脱离与软土钻头的连接，钻探杆则可进入煤炭矿中进行钻探工作。

2、该适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备中，通过设置的喷雾组，可采用喷水雾的形式对勘探产生的灰尘进行降尘处理，同时，喷雾组采用的喷水结构为可折叠式，只有在钻探杆工作时才展开工作，进一步提高煤炭层钻探时的适应性，所述喷雾组还能够在喷杆展开工作时，与一号稳固锥配合提高装置的稳定性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的架组结构示意图；

图3为本发明的钻探组结构示意图；

图4为本发明的软土钻头结构示意图；

图5为本发明的钻探杆结构示意图；

图6为本发明的架体结构示意图；

图7为本发明的喷雾组结构示意图；

图8为本发明的喷杆结构示意图；

图9为本发明的驱动组结构示意图；

图10为本发明的吸尘组结构示意图。

图中各个标号意义为：

10、架组；11、架体；111、连接头；12、一号稳固锥；121、弹簧；

20、钻探组；

21、钻探杆；211、协动块；

22、软土钻头；220、连接腔；23、破土头；230、协动槽；

24、移动座；241、电机；

30、喷雾组；

31、喷杆；311、喷头；312、二号稳固锥；

32、驱动组；321、联动杆组；322、滑块；323、推动块；

33、安装板；331、支板；332、液压杆；

40、吸尘组；41、吸尘仓；42、风机；411、出尘管。

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。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。

实施例1：请参阅图1-图3所示，本实施例目的在于，提供了一种适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备，包括架组10，架组10至少包括架体11，架体11内部安装有钻探组20，钻探组20用于破开天然煤炭矿表层的土壤层，对煤炭矿进行钻探，钻探组20至少包括钻探杆21和软土钻头22，钻探杆21的钻头端与软土钻头22连接，软土钻头22高速转动可破开土壤层，钻探杆21在转动时，可带动软土钻头22进行转动，同时，还能在软土钻头22破开土壤层后，断开对软土钻头22的驱动；

根据图4-图6所示，软土钻头22表面设有螺旋状叶片，起到破开土壤层的作用，软土钻头22内部开设有连接腔220，钻探杆21位于连接腔220内部转动，且贯穿连接腔220，架体11靠近软土钻头22的一端设有连接头111，软土钻头22一端设有的转动头与连接头111转动连接，软土钻头22靠近钻探杆21钻头端的一侧两端均设有破土头23，破土头23设置为“手指”状，指端为锥形状结构，用于提高破土效率，其次，两个破土头23相互靠近的一面均开设有协动槽230，钻探杆21的钻头端两侧均设有协动块211，协动块211与协动槽230插接配合，当协动块211与协动槽230连接时，钻探杆21转动即可带动软土钻头22进行转动，当需要断开钻探杆21与破土头23的连接时，钻探杆21的钻头端只需向软土钻头22方向远离，带动协动块211由协动槽230一端开口处滑出协动槽230内部，即可断开钻探杆21和破土头23的连接。

进一步的，钻探杆21还包括移动座24，移动座24内安装有电机241，电机241的输出端与钻探杆21同轴连接，用于驱动钻探杆21进行高速转动，移动座24位于架体11内部滑动，架体11远离连接头111一端设有液压系统，用于带动移动座24位于架体11内部滑动，以便于带动钻探杆21伸入煤炭矿中进行勘探。

此外，架体11的底端两角处均设有一号稳固锥12，用于在钻探工作时，与地面接触，起到一定的稳固作用，其次，一号稳固锥12位于架体11内部的滑腔内固定连接有弹簧121，弹簧121的另一端与架体11内部滑腔固定，当钻探杆21带动软土钻头22转动破土时，由于软土钻头22需要伸入至土壤中，因此一号稳固锥12若为固定，则会对软土钻头22的破土造成影响，因此将一号稳固锥12采用伸缩式，可以避免该情况发生，实际实用时，软土钻头22钻入土壤层，一号稳固锥12与土壤层接触，通过架体11的下压力，会使得弹簧121受力收缩，则可带动一号稳固锥12收缩。

实施例2：在上述实施例1的基础上，为了在钻探时，减少灰尘对勘探环境的影响，因此，根据图7-图9所示，本实施例中，架组10一侧还设有喷雾组30，喷雾组30采用喷水雾的形式对勘探产生的灰尘进行降尘处理，由于破开土壤层无需进行降尘处理，因此喷雾组30采用的喷水结构为可折叠式，只有在钻探杆21工作时才展开工作，进一步提高煤炭层钻探时的适应性，同时，喷雾组30还能够在喷杆31展开工作时，与一号稳固锥12配合提高装置的稳定性。

喷雾组30至少包括喷杆31和用于带动喷杆31进行折叠的驱动组32，喷杆31靠近钻探组20的一端设有喷头311用于喷出水雾，对钻探杆21钻探时产生的灰尘进行降尘处理，喷杆31的另一端接通有软管，用于连接水源；喷雾组30还包括安装板33，安装板33一端设有支板331，安装板33固定连接在架体11的一侧，驱动组32连接在支板331表面，具体的：驱动组32包括两个联动杆组321，联动杆组321由两个转动连接的支杆组成，两个联动杆组321之间通过滑块322转动连接，靠近钻探组20方向的联动杆组321一端的支杆与支板331一端设有的转动销转动连接，滑块322滑动连接在支板331表面，另一个联动杆组321一端的支杆转动连接有推动块323，推动块323滑动连接在支板331表面，进一步的，喷杆31与联动杆组321两个支杆的连接处转动连接；

因此，当推动推动块323进行位移时，靠近支板331的联动杆组321首先形变，使得两个支杆的连接点高度进行升高或降低，带动喷杆31抬高或降低高度，当喷杆31抬高时，另一个联动杆组321的两个支杆连接点也随之改变高度，而滑块322的移动距离和移动时间均与推动块323一致；为了实现推动块323的位移，本实施例中，安装板33表面安装液压杆332，液压杆332的活塞杆与推动块323固定连接，用于推动或拉动推动块323移动，此外，喷杆31靠近喷头311的一端两侧均设有二号稳固锥312，二号稳固锥312形状与一号稳固锥12相同，当喷杆31实现展开工作时，两个二号稳固锥312同时改变位置，使得与两个一号稳固锥12配合，共同与地面接触，对装置钻探一端的四角处进行稳固，从而实现装置的稳定。

根据图10所示，架体11靠近钻探组20方向的两端均设置有用于吸尘的吸尘组40，吸尘组40至少包括吸尘仓41，吸尘仓41的开口端靠近钻探组20，吸尘仓41内部安装有风机42，因此当风机42工作时，可将产生的灰尘由吸尘仓41进口端吸入，吸尘仓41的另一端接通有出尘管411，当吸尘仓41吸入灰尘时，可通过出尘管411导流将灰尘排至其他固定区域。

结合上述实施例1和实施例2，本发明还提供了相应的工作原理：

首先，将装置安装在机械臂上，一般采用挖掘机机械臂，通过该机械臂控制装置的钻探位置，将钻探组20位移至所要钻探的位置，启动电机241工作，带动钻探杆21转动，钻探杆21转动会带动软土钻头22进行转动，通过软土钻头22的转动对土壤层进行破开工作，当破开土壤层后，通过架体11内的液压系统工作，带动电机241向前移动，从而带动钻探杆21向远离软土钻头22的方向移动，使得协动块211由协动槽230一端开口处滑出协动槽230内部，钻探杆21因此断开与软土钻头22的连接，进入煤炭矿中进行钻探；

钻探工作开始后，同时启动吸尘组40和喷雾组30工作，吸尘组40实现对灰尘的吸取，而喷雾组30通过安装板33的工作，带动驱动组32进行形变，使得喷杆31展开，进行喷雾工作，喷杆31展开后带动二号稳固锥312展开，与一号稳固锥12配合与煤炭矿表层接触，实现钻探工作的稳定性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备，其特征在于：包括架组（10），所述架组（10）至少包括架体（11），所述架体（11）内部安装有钻探组（20），所述钻探组（20）用于破开天然煤炭矿表层的土壤层，对煤炭矿进行钻探；

所述钻探组（20）至少包括钻探杆（21）和软土钻头（22），所述钻探杆（21）的钻头端与软土钻头（22）连接，所述软土钻头（22）高速转动可破开土壤层，所述钻探杆（21）在转动时，可带动软土钻头（22）进行转动，并且还能在软土钻头（22）破开土壤层后，断开对软土钻头（22）的驱动；

所述软土钻头（22）表面设有螺旋状叶片，所述软土钻头（22）内部开设有连接腔（220），所述钻探杆（21）位于连接腔（220）内部转动，且贯穿连接腔（220），所述架体（11）靠近软土钻头（22）的一端设有连接头（111），所述软土钻头（22）一端设有的转动头与连接头（111）转动连接；

所述软土钻头（22）靠近钻探杆（21）钻头端的一侧两端均设有破土头（23），所述破土头（23）设置为“手指”状，指端为锥形状结构，两个破土头（23）相互靠近的一面均开设有协动槽（230），所述钻探杆（21）的钻头端两侧均设有协动块（211），所述协动块（211）与协动槽（230）插接配合；

所述架体（11）的底端两角处均设有一号稳固锥（12），所述一号稳固锥（12）位于架体（11）内部的滑腔内固定连接有弹簧（121），所述弹簧（121）的另一端与架体（11）内部滑腔固定；

所述架组（10）一侧还设有喷雾组（30），所述喷雾组（30）采用喷水雾的形式对勘探产生的灰尘进行降尘处理，喷雾组（30）采用的喷水结构为可折叠式，只有在钻探杆（21）工作时才展开工作，提高煤炭层钻探时的适应性，所述喷雾组（30）还能够在喷杆（31）展开工作时，与一号稳固锥（12）配合提高装置的稳定性；

所述喷雾组（30）至少包括喷杆（31）和用于带动喷杆（31）进行折叠的驱动组（32），所述喷杆（31）靠近钻探组（20）的一端设有喷头（311）用于喷出水雾，对钻探杆（21）钻探时产生的灰尘进行降尘处理，所述喷杆（31）的另一端接通有软管；

所述喷雾组（30）还包括安装板（33），所述安装板（33）一端设有支板（331），所述安装板（33）固定连接在架体（11）的一侧，所述驱动组（32）连接在支板（331）表面；所述驱动组（32）包括两个联动杆组（321），所述联动杆组（321）由两个转动连接的支杆组成，两个联动杆组（321）之间通过滑块（322）转动连接，靠近钻探组（20）方向的联动杆组（321）一端的支杆与支板（331）一端设有的转动销转动连接，所述滑块（322）滑动连接在支板（331）表面，另一个联动杆组（321）一端的支杆转动连接有推动块（323），所述推动块（323）滑动连接在支板（331）表面，所述喷杆（31）与联动杆组（321）两个支杆的连接处转动连接。

2.根据权利要求1所述的适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备，其特征在于：所述钻探杆（21）还包括移动座（24），所述移动座（24）内安装有电机（241），所述电机（241）的输出端与钻探杆（21）同轴连接。

3.根据权利要求2所述的适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备，其特征在于：所述移动座（24）位于架体（11）内部滑动，所述架体（11）远离连接头（111）一端设有液压系统，用于带动移动座（24）位于架体（11）内部滑动。

4.根据权利要求1所述的适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备，其特征在于：所述安装板（33）表面安装液压杆（332），所述液压杆（332）的活塞杆与推动块（323）固定连接，所述喷杆（31）靠近喷头（311）的一端两侧均设有二号稳固锥（312），所述二号稳固锥（312）形状与一号稳固锥（12）相同。

5.根据权利要求1所述的适用于天然煤炭矿表层碎石土壤层的钻探设备，其特征在于：所述架体（11）靠近钻探组（20）方向的两端均设置有用于吸尘的吸尘组（40），所述吸尘组（40）至少包括吸尘仓（41），所述吸尘仓（41）的开口端靠近钻探组（20），所述吸尘仓（41）内部安装有风机（42），所述吸尘仓（41）的另一端接通有出尘管（411）。