CN1601055A

CN1601055A - 履带行走式钻机

Info

Publication number: CN1601055A
Application number: CN 200410012581
Authority: CN
Inventors: 贺天才; 阎振东; 董文敏; 马洪礼; 冯强; 刘宪阁; 赵向东; 赵建明; 陈沁东
Original assignee: SIHE MINE JINCHENG ANTHRACITE COAL MINE INDUSTRY GROUP Co Ltd SHANXI
Current assignee: SIHE MINE JINCHENG ANTHRACITE COAL MINE INDUSTRY GROUP Co Ltd SHANXI
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2005-03-30

Abstract

本发明的履带行走式钻机，包括由机架、机架上连接的机座、机座上安装的回转器及夹持器组成的钻机部分；特点是还包括履带行走部分，履带行走部分上安装的钻机平台，以及钻机平台上装的行走操作装置、钻机操纵台与液压泵站；所述的钻机部分由钻机的机架固定在钻机平台上面的中间位置，钻机装置的钻杆轴线与行走方向垂直。在钻机平台的上下设有支撑装置，钻机平台上装一台泥浆泵，钻机部分配有汽水分离器。它具有在煤矿井巷道内自行走，操作使用十分方便，省时省力，结构紧凑合理，安全可靠，工作稳定，工作效率高等优点。适合于煤矿各巷道煤层瓦斯抽放钻孔的施工。从煤矿井下小型钻探设备发展方向来看，履带行走式钻机，更为灵活机动，在现代化矿井中有很大的推广前景和应用前景。

Description

履带行走式钻机

技术领域

本发明属于采煤机械类，涉及煤矿井下作业，用于钻孔抽放瓦斯的施工机械——履带行走式钻机。

背景技术

随着煤炭综采现代化技术装备的推广和应用，高瓦斯矿井对瓦斯抽放提出了更高的要求，采用钻孔机在煤层深出钻孔并抽取瓦斯进行预排放，确保煤矿井下的安全生产。在煤层瓦斯预抽中横向钻孔深达200米之多。目前，使用的钻机是MK系列的产品，如MK-5S型钻机主要有机架、油箱泵站、液压回转器、夹持器等，不能移动，移动时需要对设备解体，使用运输设备，耗时耗力，十分不便，并且容易造成液压元器件损伤，施工效率很大程度上受到限制。

发明内容

本发明的目的是为了提高煤矿井下安全生产，对以上背景技术的抽放瓦斯的钻机MK系列进行改造，完善结构和使用功能，提供一种适应煤矿井巷道搬迁、运输，无需设备拆装能够自行走，操作使用十分方便，省时省力，结构紧凑合理，安全可靠，工作稳定，工作效率可大幅度提高的履带行走式钻机。

本发明的履带行走式钻机的技术方案是这样实现的：履带行走式钻机包括由机架、机架上连接的机座、机座上安装的回转器及夹持器组成的钻机部分，履带行走部分，履带行走部分上安装的钻机平台，以及钻机平台上安装的行走操作装置、钻机操纵台与液压泵站。所述的钻机部分由钻机的机架固定在钻机平台上面的中间位置，钻机装置的钻杆轴线与行走方向垂直；钻机平台的下方，在钻机平台的四个角下有四个下支撑装置，在钻机平台上有四个上支撑装置；及在钻机平台上还安装一台泥浆泵与储水箱。

所述的钻机平台上的平面布置为：一侧安装液压泵站，另一侧的角端为行走操作装置及配置的工具箱，中部为钻机操纵台及开关箱，相对应的另一角上为安装的泥浆泵；而四个上支撑装置两两一对分别布置在钻机平台的中部。

履带行走式钻机的钻机前面还固定有一个用于瓦斯气体与冷切却水进行汽水分离的汽水分离器。汽水分离器包括汽水分离箱，固定汽水分离箱的固定装置；汽水分离箱上设有钻杆穿过的同心钻杆孔，一个钻杆孔上装有密封圈，一个钻杆孔的前面固定有一个用于汽水分离器与煤帮之间密封的密封装置；汽水分离箱顶设有气体排出口及汽水分离箱底设有水煤粉排出口。

本发明履带行走式钻机与以上背景技术相比较，它是以MK-5S为基础加上履带行走部分，全液压驱动，并配置了泥浆泵、工具箱，电缆自动卷取装置等，具有的优点：

(1)结构紧凑合理，工作稳定和安全可靠，操作使用十分方便；

(2)每班钻探作业人员减少，由原来的5人减少到4人，人工效率提高；工作效率可大幅度提高；

(3)实现了钻机整体式行走，抛掉了安全系数较低的辅助运输设备设施；

(4)钻机移机时间缩短，无需设备拆装能够自行走，解决了钻机运输困难的问题。本发明履带行走式钻机特别适应煤矿井巷道。

附图说明

图1是履带行走式钻机结构主视图；

图2是履带行走式钻机结构侧视图；

图3是履带行走式钻机结构俯视图；

图4是履带行走式钻机的上支撑装置结构示意图；

图5是履带行走式钻机的汽水分离器结构俯视图；

图6是履带行走式钻机液压传动系统原理示意图。

具体实施方式

图1、图2所示，履带行走式钻机，包括由机架101、机架上连接的机座102、机座上安装的回转器103及夹持器104等主要组成的钻机部分1，履带行走部分2，履带行走部分上安装的钻机平台3，以及钻机平台上安装的行走操作装置4、钻机操纵台5与液压泵站6。所述的钻机部分由钻机的机架固定在钻机平台上面的中间位置，钻机装置的钻杆轴线与行走方向垂直。钻机平台的下方，在钻机平台的四个角下有四个下支撑装置7，在钻机平台上有四个上支撑装置11；及在钻机平台上还安装一台泥浆泵与储水箱8。

图3所示，钻机平台上的平面布置。钻机平台上一侧安装液压泵站，另一侧的角端为行走操作装置及配置的工具箱9，中部为钻机操纵台及开关箱10，相对应的另一角上为安装的泥浆泵与水箱8，而四个上支撑装置11为两对分别布置在钻机平台的中部。在钻机部分的前面还固定有一个用于瓦斯气体与冷切却水进行汽水分离的汽水分离器12。

图4所示，履带行走式钻机的上支撑装置。钻机平台上的上支撑装置11有固定在平台上的支撑座110，插入支撑座的上支撑架11；上支撑架由插头111、液压油缸112、支撑杆113与护板114等组成；护板铰接在支撑杆顶部，支撑杆与插头分别固定连接在油缸的缸体与活塞杆端。

图5所示，履带行走式钻机的汽水分离器。汽水分离器包括底部为漏斗形的汽水分离箱120，固定汽水分离箱的固定装置121；汽水分离箱上设有钻杆穿过的同心钻杆孔122，一个钻杆孔上装有密封圈123，一个钻杆孔的前面固定有一个用于汽水分离器与煤帮之间密封的密封装置124；汽水分离箱顶设有气体排出口125及汽水分离箱底设有水煤粉排出口126。

所述的密封装置可为固定在汽水分离箱前钻杆孔上的套筒1241。也可以由固定在汽水分离箱前钻杆孔上的套筒1241，套筒前带有的密封盘1242，及装于密封盘上的密封环1243组成。密封环使用橡胶或软塑料等弹塑性材料制成。

所述的汽水分离箱的固定装置121，图1、图2所示，由铰装在钻机部分1机座102上的两个固定油缸1211及汽水分离箱上两侧的固定耳1212组成；油缸活塞由接头与螺母在固定耳上。

本发明的履带行走式钻机：

结构部分

履带行走式钻机利用CTH10-2F型掘进钻车的行走底盘，在其上部加装一个操作平台，平台上将MKD-5S钻机所属的主机、泵站、操作台、泥浆泵及供电装置集装在一起，在平台的四角下部加装四个油缸稳定支腿，用于钻探作业时将操作平台稳固。

钻探作业时四个油缸稳定支腿向下伸出，将行走部及平台撑起，起到平稳固定钻机的作用。行走时四个油缸稳定支腿收回，确保了钻机正常行走。另外通过多路换向阀的中联，用油缸来固定汽水分离器，解决了汽水分离器固定难的问题，杜绝了孔口瓦斯超限问题，使钻探施工更为安全，为抽放钻孔的施工提供了强有力的安全保证。

液压传动系统

为了实现钻机行走和钻机施工分离，提高系统的安全性。我们将MKD-5S型钻机的总回油管上串联了一组用于钻机行走的多路换向阀，改造后钻机液压系统；图4所示。液压传动系统。

钻机施工时的多路换向阀由三片阀20组成，一片用于控制旋转马达21的正、反转，实现旋转钻进和拧卸钻杆，一片用于控制汽水分离器的固定油缸1211，实现用固定油缸来固定和推进汽水分离器，使汽水分离器的套筒与煤帮紧贴并密封；一片用于推进油缸23，实现孔内钻杆的给进和后退。

钻机行走的多路换向阀由四片阀24组成，两片用于控制左右两个马达25，实现钻机的前进、后退及转弯，两片用于控制前后支撑油缸26，实现钻机施工时的支撑、稳定。从整个液压系统来看，系统设计合理，安全性能高。

履带式行走钻机工作原理

1、钻机工作原理

首先，履带行走式钻机行至所需钻孔煤帮(煤壁)处，汽水分离器12由固定油缸121将汽水分离箱前钻杆孔上的套筒1241或是带有的密封盘1242的套筒，顶在煤帮上。其次，从回转器103后方插入一根钻杆，穿过卡盘，顶在夹持器104端面上，打开夹持器，回转器卡盘带动钻杆向前推进，推进一个行程后，夹持器夹紧钻杆，打开回转器卡盘，退回回转器，打开夹持器，回转器卡盘夹紧钻杆并带动钻杆向前推进，如此循环。

注：一根钻杆推进完毕，直接在后方续接另一根钻杆。

在以上履带行走式钻机钻孔的同时，汽水分离器12将瓦斯气体与冷却水和煤风粉分离，瓦斯气体经汽水分离箱顶设有气体排出口125排出，而水煤粉经汽水分离箱底设有水煤粉排出口126返回水箱和泥浆泵8。

2、履带行走部工作原理

履带行走部分的工作原理。履带行走由液压马达带动。当液压系统向行走马达供油时，同时向液压制动离合器供油，推动活塞压缩弹簧解除制动。此时行走油马达通过液压制动离合器、二级直齿圆柱齿轮及驱动轮带动履带使钻机前进、后退和转弯。

履带行走式钻机主要技术参数：

钻孔深度m 200～300

钻孔直径mm 94

钻孔倾角度 0～±10

钻杆直径mm 63.5

钻杆长度mm 1500

回转速度r/min 10～300

回转扭矩N·m 1850

给进能力kN 115

起拔能力kN 79

给进速度m/s 0～0.22

副泵0～0.36

起拔速度m/s 0～0.32

给进行程mm 600

电动机功率KW YB225S～4 37

油箱有效容积L 180

爬坡能力度 15

行走速度m/s 0.8～1.0

钻机总质量Kg 5000

适用巷道高度m ＞1.9

履带式行走钻机整体性能好，刚性和强度大，结构紧凑科学合理。性能可靠，操作简便安全，行走平稳快捷(3公里/小时)；爬坡能力强(约15度)，转弯半径小，灵活性好；采用液压多片式离合器式刹车，停走安全可靠，适合于煤矿各巷道煤层瓦斯抽放钻孔的施工。

从煤矿井下小型钻探设备发展方向来看，履带行走式钻机，更为灵活机动，在现代化矿井中有很大的推广前景和应用前景。

Claims

1、履带行走式钻机，包括由机架(101)、机架上连接的机座(102)、机座上安装的回转器(103)及夹持器(104)组成的钻机部分(1)，履带行走部分(2)，履带行走部分上安装的钻机平台(3)，以及钻机平台上安装的行走操作装置(4)、钻机操纵台(5)与液压泵站(6)。所述的钻机部分由钻机的机架固定在钻机平台上面的中间位置，钻机装置的钻杆轴线与行走方向垂直；钻机平台的下方，在钻机平台的四个角下有四个下支撑装置(7)，在钻机平台上有四个上支撑装置(11)；及在钻机平台上还安装一台泥浆泵与储水箱(8)。

2、按照权利要求1所述的履带行走式钻机，其特征是所述的钻机平台上钻机部分的一侧安装液压泵站，另一侧的角端为行走操作装置及配置的工具箱(9)，中部为钻机操纵台及开关箱(10)，相对应的另一角上为安装的泥浆泵；而四个上支撑装置两两一对分别布置在钻机平台的中部。

3、按照权利要求1或2所述的履带行走式钻机，其特征是所述的钻机平台上的上支撑装置(11)有固定在平台上的支撑座(110)，插入支撑座的上支撑架(11)；上支撑架由插头(111)、液压油缸(112)、支撑杆(113)与护板(114)组成；护板装在支撑杆顶部，支撑杆与插头分别固定连接在油缸的缸体与活塞杆端。

4、按照权利要求1所述的履带行走式钻机，其特征是在钻机部分的前面还固定有一个用于瓦斯气体与冷切却水进行汽水分离的汽水分离器(12)。

5、按照权利要求1所述的履带行走式钻机，其特征是所述的汽水分离器包括汽水分离箱(120)，固定汽水分离箱的固定装置(121)；汽水分离箱上设有钻杆穿过的同心钻杆孔(122)，一个钻杆孔上装有密封圈(123)，一个钻杆孔的前面固定有一个用于汽水分离器与煤帮之间密封的密封装置(124)；汽水分离箱顶设有气体排出口(125)及汽水分离箱底设有水煤粉排出口(126)。

6、按照权利要求5所述的履带行走式钻机，其特征是所述的密封装置为固定在汽水分离箱前钻杆孔上的套筒(1241)。

7、按照权利要求5所述的履带行走式钻机，其特征是所述的密封装置由固定在汽水分离箱前钻杆孔上的套筒(1241)，套筒前带有的密封盘(1242)，及装于密封盘上的密封环(1243)组成。

8、按照权利要求5所述的履带行走式钻机，其特征是所述的汽水分离箱的底部为漏斗形。

9、按照权利要求5所述的履带行走式钻机，其特征是所述的汽水分离箱的固定装置(121)由铰装在钻机部分(1)机座(102)上的两个固定油缸(1211)及汽水分离箱上两侧的固定耳(1212)组成；油缸活塞由接头与螺母在固定耳上。