CN117967198B - 一种煤矿定向钻进扩孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体的说是一种煤矿定向钻进扩孔装置，包括履带车，所述履带车上表面固定安装有支撑座，所述支撑座上表面设置有电动导轨，所述电动导轨的移动端上表面固定安装有定位架，所述定位架内部转动安装有转动柱。本发明中在扩孔齿板以转轴转动时，移动板朝着远离钻杆方向移动，使得压辊移动至扩孔齿板外侧，扩孔齿板在对在前方对钻洞进行扩孔后，压辊紧随着对扩张后的钻洞内壁进行压实，且扩孔齿板在转动时，压辊能够同步跟随扩孔齿板移动，使得扩孔孔径与辊压范围相配合，不存在错位的情况，有效地增加钻洞的稳定性，使钻洞不易发生变形或塌陷，避免钻孔与扩孔工作前功尽弃。

Description

一种煤矿定向钻进扩孔装置

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体而言，涉及一种煤矿定向钻进扩孔装置。

背景技术

煤矿用钻进扩孔机是一种用于煤矿开采领域的钻孔设备，具有钻进和扩孔两种功能。它能够实现钻孔轨迹的精确控制，提高钻孔质量和钻孔效率，减少钻孔事故的发生。由CN202211029558.3的专利所提出的一种煤矿用的定向钻进扩孔装置，装置包括底板，所述底板上设有转动连接的伸缩缸，伸缩缸的伸缩端上设有转动连接的第一安装板，第一安装板的上方设有滑动配合的第二安装板，第二安装板的上方设有滑动配合的第三安装板，第三安装板的上方设有转动配合的钻进扩孔组件。上述发明设置有钻进扩孔组件，可以在钻进的同时进行扩孔工作，在不需要扩孔的施工中，可以收起扩孔齿板，只进行钻进工作，灵活度高，使用场景丰富，设置有钻进扩孔组件，钻进扩孔组件通过第四电机，可以灵活的调整扩孔直径，针对不同直径的需要进行扩孔，在硬度较高的施工场景中，可先进行小直径扩孔，在逐步进行大直径扩孔，在提高生产效率的同时也能保护设备的安全。

但是上述的技术方案，上述的煤矿用的定向钻进扩孔装置缺乏压实结构，导致其在对钻洞进行扩张后无法对扩张后的钻洞的内壁进行压实，一方面，未压实的钻洞内壁可能发生塌陷，导致钻孔与扩孔工作前功尽弃。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种煤矿定向钻进扩孔装置，解决了现有技术中的煤矿用的定向钻进扩孔装置缺乏压实结构，导致其在对钻洞进行扩张后无法对扩张后的钻洞的内壁进行压实的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种煤矿定向钻进扩孔装置，包括履带车，所述履带车上表面固定安装有支撑座，所述支撑座上表面设置有电动导轨，所述电动导轨的移动端上表面固定安装有定位架，所述定位架内部转动安装有转动柱，所述转动柱一端安装有钻杆，所述钻杆一端设置有钻头；

所述钻头表面开设有若干第一安装槽，每个所述第一安装槽内均转动安装有转轴，每个所述转轴轴身均套设有两个转板，相邻的所述转板一侧共同固定安装有扩孔齿板；

所述钻头表面开设有若干第二安装槽，相邻的所述第二安装槽分别设置在对应的第一安装槽两侧，每个所述第二安装槽内壁两侧均活动设置有移动板，每个所述移动板远离钻杆一侧表面均开设有连接槽，每个所述连接槽之间均安装有压辊。

作为优选，所述钻头内部开设有空腔，所述空腔内壁两侧之间转动安装有蜗杆；

所述空腔内壁远离钻头一侧表面贯穿开设有避让孔，所述蜗杆靠近避让孔一端固定安装有支撑柱，所述支撑柱一端表面开设有六角孔；

每个所述转轴轴身均套设有蜗轮，每个所述蜗轮均与蜗杆相啮合。

作为优选，每个所述第二安装槽内壁两侧均转动安装有两个第一连接轴，每个所述第一连接轴一端均转动安装有连接板，每个所述连接板靠近对应的移动板一侧均转动安装有第二连接轴，每个所述第二连接轴一端分别转动安装在对应的移动板一侧。

作为优选，每个所述扩孔齿板一侧表面贯穿开设有转孔，每个所述转孔内均转动安装有弧形杆；

每个所述移动板靠近对应的弧形杆一侧表面均开设有定位槽，每个所述弧形杆杆身两侧分别与对应的定位槽滑动配合。

作为优选，每个所述连接槽内壁两侧表面均开设有滑槽，每个所述滑槽内均滑动设置有滑块，每个所述滑块靠近对应的压辊一侧均转动安装有支撑轴，相邻的所述支撑轴相对一端分别与对应的压辊共同固定连接；

每个所述滑槽内壁两侧之间均固定安装有滑杆，每个所述滑块分别滑动设置在对应的滑杆杆身一侧，每个所述滑杆杆身另一侧均套设有弹簧。

作为优选，每个所述滑杆杆身远离对应的滑块一侧均滑动设置有移动块。

作为优选，每个所述滑槽内壁一侧表面均贯穿开设有避让槽，每个所述避让槽内均滑动设置有支撑块，每个所述支撑块分别与对应的移动块固定连接；

每个所述移动板靠近避让槽一侧均固定安装有两个安装块，相邻的两个所述安装块之间均转动安装有丝杆，每个所述支撑块分别螺纹设置在对应的丝杆杆身一侧，每个所述丝杆一端分别穿过对应的安装块且固定安装有转轮。

作为优选，每个所述压辊两端表面均为弧面。

作为优选，所述钻杆杆身两侧均套设有第一法兰，所述转动柱柱身与钻头表面均套设有第二法兰，所述钻杆通过第一法兰、第二法兰固定安装在转动柱与钻头之间。

作为优选，所述定位架远离钻杆一侧通过支架固定安装有电机，所述电机输出轴端与转动柱固定连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、在扩孔齿板以转轴转动时，移动板朝着远离钻杆方向移动，使得压辊移动至扩孔齿板外侧，扩孔齿板在对在前方对钻洞进行扩孔后，压辊紧随着对扩张后的钻洞内壁进行压实，且扩孔齿板在转动时，压辊能够同步跟随扩孔齿板移动，使得扩孔孔径与辊压范围相配合，不存在错位的情况，有效地增加钻洞的稳定性，使钻洞不易发生变形或塌陷，避免钻孔与扩孔工作前功尽弃。

2、在扩孔齿板以转轴为基准转动时，弧形杆跟随扩孔齿板转动，使得弧形杆在以转孔为基准转动的同时，其杆身两侧沿定位槽滑动并对定位槽内顶部进行推动，使得移动板受力，在第一连接轴与连接板以第二连接轴的配合作用下，移动板以第一连接轴为基准摆动为基准摆动，使得移动板朝着远离钻杆方向移动，使得压辊移动至扩孔齿板外侧，使其能够对扩孔后的钻洞内壁进行压实，不需要工作人员设置额外的驱动设置来驱动压辊的移动，从而大大提升了动力的利用率。

3、压辊与在与钻洞内壁相接触时，钻洞内壁能够对压辊产生推力，使得滑块沿滑槽移动，弹簧受力压缩，压缩的弹簧能够给予压辊一个反向的弹力，使得压辊表面能够与钻洞内壁紧紧贴合，增强了压辊的压实效果，从而使得钻洞内壁表面的土石层能够被压辊压合的更加紧实。

4、工作人员通过转动转轮，使其带动丝杆转动，转动的丝杆通过螺纹旋进的方式带动支撑块以及移动块移动，使得移动块沿滑杆移动并对弹簧进行挤压，使得弹簧收缩，随着弹簧压缩的越紧，在钻洞内壁给予压辊推力后，弹簧给予压辊的反向弹力越大，从而增强了压辊对一些土石层较为疏松的钻洞的压实效果，增加了实用性。

附图说明

图1为本发明一种煤矿定向钻进扩孔装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种煤矿定向钻进扩孔装置的俯视结构示意图；

图3为本发明一种煤矿定向钻进扩孔装置的图2中A-A处剖面结构示意图；

图4为本发明一种煤矿定向钻进扩孔装置的图2中B-B处剖面结构示意图;

图5为本发明一种煤矿定向钻进扩孔装置的图2中C-C处剖面结构示意图;

图6为本发明一种煤矿定向钻进扩孔装置图3中A处放大的结构示意图;

图7为本发明一种煤矿定向钻进扩孔装置图3中B处放大的结构示意图；

图8为本发明一种煤矿定向钻进扩孔装置图4中C处放大的结构示意图；

图9为本发明一种煤矿定向钻进扩孔装置图4中D处放大的结构示意图；

图10为本发明一种煤矿定向钻进扩孔装置图5中E处放大的结构示意图。

图中：1、履带车；2、支撑座；3、电动导轨；301、定位架；302、转动柱；303、钻杆；304、钻头；305、第一安装槽；306、转轴；307、转板；308、扩孔齿板；309、第二安装槽；310、移动板；311、连接槽；312、压辊；4、空腔；401、蜗杆；402、避让孔；403、支撑柱；404、六角孔；5、蜗轮；6、第一连接轴；601、连接板；602、第二连接轴；7、转孔；701、弧形杆；8、定位槽；9、滑槽；901、滑块；902、支撑轴；903、滑杆；904、弹簧；905、移动块；10、避让槽；1001、支撑块；11、安装块；1101、丝杆；1102、转轮；12、第一法兰；13、第二法兰；14、支架；1401、电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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10所示，一种煤矿定向钻进扩孔装置，包括履带车1，履带车1上表面固定安装有支撑座2，支撑座2上表面设置有电动导轨3，电动导轨3的移动端上表面固定安装有定位架301，定位架301内部转动安装有转动柱302，转动柱302一端安装有钻杆303，钻杆303一端设置有钻头304；

钻头304表面开设有若干第一安装槽305，每个第一安装槽305内均转动安装有转轴306，每个转轴306轴身均套设有两个转板307，相邻的转板307一侧共同固定安装有扩孔齿板308；

钻头304表面开设有若干第二安装槽309，相邻的第二安装槽309分别设置在对应的第一安装槽305两侧，每个第二安装槽309内壁两侧均活动设置有移动板310，每个移动板310远离钻杆303一侧表面均开设有连接槽311，每个连接槽311之间均安装有压辊312。压辊312设置在扩孔齿板308后方。

钻头304内部开设有空腔4，空腔4内壁两侧之间转动安装有蜗杆401；

空腔4内壁远离钻头304一侧表面贯穿开设有避让孔402，蜗杆401靠近避让孔402一端固定安装有支撑柱403，支撑柱403一端表面开设有六角孔404；

每个转轴306轴身均套设有蜗轮5，每个蜗轮5均与蜗杆401相啮合。

通过上述技术方案，工作人员通过将转动工具一端插入六角孔404，随后工作工作人员对支撑柱403进行转动，使其带动蜗杆401转动，在蜗杆401与蜗轮5的啮合作用下，蜗轮5带动转轴306转动，使得转板307以及扩孔齿板308以转轴306为基准转动，在工作人员按照要求直径控制扩孔齿板308移动至合适的角度后，工作人员将钻杆303与钻头304安装在转动柱302一端，随后工作人员控制履带车1将钻杆303运输至工作位置，随后工作人员控制钻杆303转动的同时启动电动导轨3，使得转动的钻头304跟随电动导轨3的移动端行进并对工作面进行钻孔，以转动柱302为基准转动的扩孔齿板308能够紧随钻头304移动并对钻头304钻出的钻洞进行扩孔，在扩孔齿板308以转轴306转动时，移动板310朝着远离钻杆303方向移动，使得压辊312移动至扩孔齿板308外侧，扩孔齿板308在对在前方对钻洞进行扩孔后，压辊312紧随着对扩张后的钻洞内壁进行压实，且扩孔齿板308在转动时，压辊312能够同步跟随扩孔齿板308移动，使得扩孔孔径与辊压范围相配合，不存在错位的情况，有效地增加钻洞的稳定性，使钻洞不易发生变形或塌陷，避免钻孔与扩孔工作前功尽弃。

如图1、图6、图8、图10所示，在本实施例中，每个第二安装槽309内壁两侧均转动安装有两个第一连接轴6，每个第一连接轴6一端均转动安装有连接板601，每个连接板601靠近对应的移动板310一侧均转动安装有第二连接轴602，每个第二连接轴602一端分别转动安装在对应的移动板310一侧。

每个扩孔齿板308一侧表面贯穿开设有转孔7，每个转孔7内均转动安装有弧形杆701；

每个移动板310靠近对应的弧形杆701一侧表面均开设有定位槽8，每个弧形杆701杆身两侧分别与对应的定位槽8滑动配合。

在扩孔齿板308以转轴306为基准转动时，弧形杆701跟随扩孔齿板308转动，使得弧形杆701在以转孔7为基准转动的同时，其杆身两侧沿定位槽8滑动并对定位槽8内顶部进行推动，使得移动板310受力，在第一连接轴6与连接板601以第二连接轴602的配合作用下，移动板310以第一连接轴6为基准摆动为基准摆动，使得移动板310朝着远离钻杆303方向移动，使得压辊312移动至扩孔齿板308外侧，使其能够对扩孔后的钻洞内壁进行压实，不需要工作人员设置额外的驱动设置来驱动压辊312的移动，大大提升了动力的利用率。

如图1、图6所示，需要说明的是，每个连接槽311内壁两侧表面均开设有滑槽9，每个滑槽9内均滑动设置有滑块901，每个滑块901靠近对应的压辊312一侧均转动安装有支撑轴902，相邻的支撑轴902相对一端分别与对应的压辊312共同固定连接；

每个滑槽9内壁两侧之间均固定安装有滑杆903，每个滑块901分别滑动设置在对应的滑杆903杆身一侧，每个滑杆903杆身另一侧均套设有弹簧904。

压辊312与在与钻洞内壁相接触时，钻洞内壁能够对压辊312产生推力，使得滑块901沿滑槽9移动，弹簧904受力压缩，压缩的弹簧904能够给予压辊312一个反向的弹力，使得压辊312表面能够与钻洞内壁紧紧贴合，增强了压辊312的压实效果，使得钻洞内壁表面的土石层能够被压辊312压合的更加紧实。

如图6所示，在具体设置时，每个滑杆903杆身远离对应的滑块901一侧均滑动设置有移动块905。

每个滑槽9内壁一侧表面均贯穿开设有避让槽10，每个避让槽10内均滑动设置有支撑块1001，每个支撑块1001分别与对应的移动块905固定连接；

每个移动板310靠近避让槽10一侧均固定安装有两个安装块11，相邻的两个安装块11之间均转动安装有丝杆1101，每个支撑块1001分别螺纹设置在对应的丝杆1101杆身一侧，每个丝杆1101一端分别穿过对应的安装块11且固定安装有转轮1102。

工作人员通过转动转轮1102，使其带动丝杆1101转动，转动的丝杆1101通过螺纹旋进的方式带动支撑块1001以及移动块905移动，使得移动块905沿滑杆903移动并对弹簧904进行挤压，使得弹簧904收缩，随着弹簧904压缩的越紧，在钻洞内壁给予压辊312推力后，弹簧904给予压辊312的反向弹力越大，增强了压辊312对一些土石层较为疏松的钻洞的压实效果，增加了实用性。

如图1、图6所示，在具体设置时，每个压辊312两端表面均为弧面。

通过将压辊312两端表面设置为弧面，使得压辊312紧随扩孔齿板308移动时不会与钻孔断面卡死，避免造成因卡死导致钻头304行进困难的情况发生。

如图1、图4所示，在具体设置时，钻杆303杆身两侧均套设有第一法兰12，转动柱302柱身与钻头304表面均套设有第二法兰13，钻杆303通过第一法兰12、第二法兰13固定安装在转动柱302与钻头304之间。

通过设置第一法兰12与第二法兰13，不仅方便工作人员快速对钻杆303、钻头304与转动柱302之间进行快速拆装，方便工作人员后续对钻杆303与钻头304进行维护，而且使工作人员能够根据所需要钻孔的长度来添加新的钻杆303。

如图1所示，在具体设置时，定位架301远离钻杆303一侧通过支架14固定安装有电机1401，电机1401输出轴端与转动柱302固定连接。

工作人员通过启动电机1401，使其输出轴端能够带动转动柱302转动，使得钻杆303与钻头304转动，以便进行钻孔与扩孔的工作。

该一种煤矿定向钻进扩孔装置的工作原理：

使用时首先，工作人员通过将转动工具一端插入六角孔404，随后工作工作人员对支撑柱403进行转动，使其带动蜗杆401转动，在蜗杆401与蜗轮5的啮合作用下，蜗轮5带动转轴306转动，使得转板307以及扩孔齿板308以转轴306为基准转动，在工作人员按照要求直径控制扩孔齿板308移动至合适的角度后，工作人员将钻杆303与钻头304安装在转动柱302一端，随后工作人员控制履带车1将钻杆303运输至工作位置，随后工作人员控制钻杆303转动的同时启动电动导轨3，使得转动的钻头304跟随电动导轨3的移动端行进并对工作面进行钻孔，以转动柱302为基准转动的扩孔齿板308能够紧随钻头304移动并对钻头304钻出的钻洞进行扩孔，在扩孔齿板308以转轴306转动时，移动板310朝着远离钻杆303方向移动，使得压辊312移动至扩孔齿板308外侧，扩孔齿板308在对在前方对钻洞进行扩孔后，压辊312紧随着对扩张后的钻洞内壁进行压实，且扩孔齿板308在转动时，压辊312能够同步跟随扩孔齿板308移动，使得扩孔孔径与辊压范围相配合，不存在错位的情况，有效地增加钻洞的稳定性，使钻洞不易发生变形或塌陷，避免钻孔与扩孔工作前功尽弃。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所做的举例，而并非是对本发明实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种煤矿定向钻进扩孔装置，包括履带车（1），其特征在于：所述履带车（1）上表面固定安装有支撑座（2），所述支撑座（2）上表面设置有电动导轨（3），所述电动导轨（3）的移动端上表面固定安装有定位架（301），所述定位架（301）内部转动安装有转动柱（302），所述转动柱（302）一端安装有钻杆（303），所述钻杆（303）一端设置有钻头（304）；

所述钻头（304）表面开设有若干第一安装槽（305），每个所述第一安装槽（305）内均转动安装有转轴（306），每个所述转轴（306）轴身均套设有两个转板（307），相邻的所述转板（307）一侧共同固定安装有扩孔齿板（308）；

所述钻头（304）表面开设有若干第二安装槽（309），相邻的所述第二安装槽（309）分别设置在对应的第一安装槽（305）两侧，每个所述第二安装槽（309）内壁两侧均活动设置有移动板（310），每个所述移动板（310）远离钻杆（303）一侧表面均开设有连接槽（311），每个所述连接槽（311）之间均安装有压辊（312）；

所述钻头（304）内部开设有空腔（4），所述空腔（4）内壁两侧之间转动安装有蜗杆（401）；

所述空腔（4）内壁远离钻头（304）一侧表面贯穿开设有避让孔（402），所述蜗杆（401）靠近避让孔（402）一端固定安装有支撑柱（403），所述支撑柱（403）一端表面开设有六角孔（404）；

每个所述转轴（306）轴身均套设有蜗轮（5），每个所述蜗轮（5）均与蜗杆（401）相啮合；

每个所述第二安装槽（309）内壁两侧均转动安装有两个第一连接轴（6），每个所述第一连接轴（6）一端均转动安装有连接板（601），每个所述连接板（601）靠近对应的移动板（310）一侧均转动安装有第二连接轴（602），每个所述第二连接轴（602）一端分别转动安装在对应的移动板（310）一侧；

每个所述扩孔齿板（308）一侧表面贯穿开设有转孔（7），每个所述转孔（7）内均转动安装有弧形杆（701）；

每个所述移动板（310）靠近对应的弧形杆（701）一侧表面均开设有定位槽（8），每个所述弧形杆（701）杆身两侧分别与对应的定位槽（8）滑动配合。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿定向钻进扩孔装置，其特征在于：每个所述连接槽（311）内壁两侧表面均开设有滑槽（9），每个所述滑槽（9）内均滑动设置有滑块（901），每个所述滑块（901）靠近对应的压辊（312）一侧均转动安装有支撑轴（902），相邻的所述支撑轴（902）相对一端分别与对应的压辊（312）共同固定连接；

每个所述滑槽（9）内壁两侧之间均固定安装有滑杆（903），每个所述滑块（901）分别滑动设置在对应的滑杆（903）杆身一侧，每个所述滑杆（903）杆身另一侧均套设有弹簧（904）。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿定向钻进扩孔装置，其特征在于：每个所述滑杆（903）杆身远离对应的滑块（901）一侧均滑动设置有移动块（905）。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿定向钻进扩孔装置，其特征在于：每个所述滑槽（9）内壁一侧表面均贯穿开设有避让槽（10），每个所述避让槽（10）内均滑动设置有支撑块（1001），每个所述支撑块（1001）分别与对应的移动块（905）固定连接；

每个所述移动板（310）靠近避让槽（10）一侧均固定安装有两个安装块（11），相邻的两个所述安装块（11）之间均转动安装有丝杆（1101），每个所述支撑块（1001）分别螺纹设置在对应的丝杆（1101）杆身一侧，每个所述丝杆（1101）一端分别穿过对应的安装块（11）且固定安装有转轮（1102）。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿定向钻进扩孔装置，其特征在于：每个所述压辊（312）两端表面均为弧面。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿定向钻进扩孔装置，其特征在于：所述钻杆（303）杆身两侧均套设有第一法兰（12），所述转动柱（302）柱身与钻头（304）表面均套设有第二法兰（13），所述钻杆（303）通过第一法兰（12）、第二法兰（13）固定安装在转动柱（302）与钻头（304）之间。

7.根据权利要求1所述的一种煤矿定向钻进扩孔装置，其特征在于：所述定位架（301）远离钻杆（303）一侧通过支架（14）固定安装有电机（1401），所述电机（1401）输出轴端与转动柱（302）固定连接。