CN204152428U - 一种窄机身四臂锚杆锚索钻车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种窄机身四臂锚杆锚索钻车，主要由行走机构、升降机构、临时支护机构、钻臂机构、泵站部分、电气系统及液压系统组成，其中每个钻臂机构前端安装有打钻机构，升降机构包括安装平台和升降平台，安装平台设在行走机构的上部，临时支护机构固定于升降平台上面，所述的钻臂机构为四个，四个钻臂机构排布在钻车前端，升降平台前端安装有两个回转工作台，回转工作台可以90°旋转。本实用新型，使其可以同时进行锚杆锚索支护，并且效率高、安全可靠又能够与综掘机在工作面配套使用，并且在巷道里具有优良的通过性与稳定性，从而克服现有的锚杆钻车支护效率低、劳动强度大的缺点，进一步提高锚杆钻车在工作面与综掘机配套的使用效率。

Description

一种窄机身四臂锚杆锚索钻车

技术领域

本实用新型涉及煤矿井下用于支护作业的锚杆钻车领域，尤其是一种适用于配套综掘机进行一次性全断面锚杆、锚索全支护作业的全液压四臂锚杆锚索钻车。

背景技术

中国的能源赋存属“缺油、少气、富煤”，因此煤炭在中国一次能源消耗中长期占有70％以上的比例。随着中国经济的高速增长，煤炭消耗量也持续增加，到2020年煤炭在我国一次性能源消费结构中的比重仍能占60％左右。

随着煤炭行业科技的发展和我国产业政策的要求，自上世纪八十年代开始，先进的锚杆锚索支护技术在我国的煤矿巷道掘进中得到了广泛应用。目前，我国大中型煤矿锚杆锚索支护作业方式大多依靠人工使用手持式单体锚杆机和煤电钻，单体式锚杆钻机械化程度低，劳动强度大，由于手持式单体锚杆机是由人力操作，人力本身的局限性造成锚杆锁紧力需要二次紧固，这样既增加了工作量，也占用了很多时间，并且需要工人成组作业，单体式锚杆钻机的效率也因此较低；通常手持式单体锚杆机在裸露顶板下作业，存在比较严重的安全隐患，导致安全系数低。

综掘机的广泛使用使掘进工作面实现了机械化落煤和装煤，大大增加了掘进速度，在各大中型煤矿都有很好的使用效果，因而占领了很大的煤炭市场，但是市场上到现在为止还没有出现配套综掘机使用的多臂钻车。

现有的四臂锚杆钻车主要与连采机配套使用，其自身的结构和功能特点决定了四臂锚杆钻车功能范围小，主要应用于打顶部锚杆；另外，地质条件好的煤矿也在快速掘进系统中使用特制的八臂钻车，八臂钻车体积庞大，在煤矿井下巷道的移动和通过性都很差，只能应用在专门的巷道和工艺中，适应性存在较为严重的缺陷。

据统计，煤炭行业的平均掘进速度相对于平均支护速度更快，支护占用时间为掘进总时间的三分之二，采掘失调现象严重。

如何能设计一种可以进行锚杆锚索支护、效率高、安全可靠且能够与综掘机工作面配套使用的新的全液压锚杆锚索钻车,成为当前业界的目标，因此，窄机身四臂全液压锚杆锚索钻车应运而生。

实用新型内容

本实用新型提供的一种窄机身四臂全液压锚杆锚索钻车，使其可以同时进行锚杆锚索支护，并且效率高、安全可靠又能够与综掘机在工作面配套使用，并且在巷道里具有优良的通过性与稳定性，从而克服现有的锚杆钻车支护效率低、劳动强度大的缺点，进一步提高锚杆钻车在工作面与综掘机配套的使用效率。

本实用新型提供一种窄机身四臂锚杆锚索钻车，主要由行走机构、升降机构、临时支护机构、钻臂机构、泵站部分、电气系统及液压系统组成，其中每个钻臂机构前端安装有打钻机构，升降机构包括安装平台和升降平台，安装平台设在行走机构的上部，临时支护机构固定于升降平台上面，其特征在于：所述的钻臂机构为四个，四个钻臂机构排布在钻车前端，升降平台前端安装有两个回转工作台，回转工作台可以90°旋转，当钻车处于收缩状态时，两个回转工作台纵向并行排布，当钻车处于工作状态时，两个回转工作台打开成呈180度排布，每个回转工作台通过滑道安装有两个钻臂机构。

优选的方案为升降平台与安装平台之间安装有一组保证升降平台稳定起落的四连杆机构和两组二连杆机构。

优选的方案为当钻车处于收缩状态时，所述的四个钻臂机构与回转工作台处于垂直状态，钻车在收缩状态时车身宽只有1.4m，当钻车处于工作状态时，滑道和钻臂机构随回转工作台90°旋转展开。

优选的方案为滑道和钻臂机构分别通过螺栓与旋转油缸一连接，旋转油缸一带动中间两个钻臂机构实现左右10°的摆动和外侧两个钻臂机构实现前后90°的旋转，滑道和回转工作台分别通过螺栓与旋转油缸二连接，通过旋转油缸二的旋转实现滑道向车身内部旋转，完成钻臂机构的收缩。

优选的方案为滑道内部设有伸缩油缸，伸缩油缸通过销轴与滑道连接，实现钻臂机构的左右移动。

优选的方案为行走机构为履带式行走，其宽度方向可以伸缩，行走部在收缩状态下宽度只有1400mm，在钻车不与掘进机错车时，行走部展开可达1950mm。

优选的方案为钻车的前部装有两条可以伸缩的支腿，临时支护机构固定在升降平台的中间位置。

优选的方案为液压系统的油箱和电气系统的防爆电机搁置在两个升降平台的下面，即安装在钻车的前后、上下的中部。

本实用新型中电气系统与泵站部分连接，并带动泵站部分的液压油泵工作；液压系统包括油箱、液压管路、液压泵、马达、液压油缸以及平衡阀；行走机构位于钻车的底部，其上部设有安装平台，液压系统的油箱以及泵站部分和电气系统均固定安装在安装平台上；行走机构为履带式行走机构，包含有涨紧油缸、行走马达和减速机；该行走部在宽度方向可伸缩。

本实用新型所述的升降平台采用整体结构，升降平台与安装平台之间安装有一组用于保证升降平台稳定起落的四连杆机构和两组二连杆机构，四连杆机构主要用于保证升降平台在升降过程中的稳定性，同时保证三根升降液压油缸避免受到较大的侧向力，两组二连杆机构辅助保证钻车的稳定性，二连杆机构与四连杆机构也呈三角形布置，进一步保证钻车升降平台在升降时的稳定性。钻臂收回时可以收缩在升降平台中，部分液压管路也布置在升降平台内部；升降平台底部分别安装有三根升降液压油缸，三根液压油缸的缸底的销轴和销轴座与安装平台连接，三根油缸呈三角形布置。

所述的电气系统与泵站部分连接，并控制液压油泵，主要由：防爆电机、电磁启动器、防爆照明灯、瓦斯断电仪、灯光语音信号装置、急停按钮、防爆接线盒和防爆电缆组成；液压系统包括油箱、连接油箱出口与泵站部分以及连接泵站部分出口与行走机构、打钻机构、升降机构、钻臂机构、临时支护机构的液压管路，液压油泵、马达、液压油缸以及位于液压管路上的安全阀和操作阀；所述的钻臂机构有四个，每个钻臂机构有一组打钻机构，四个打钻机构跟随钻臂能够实现前后、左右10°的摆动，并且前四个打钻机构可以跟随钻臂在滑道上面左右移动，以适应不同间、排距的锚杆锚索支护作业；每组打钻机构包括两根不同行程的液压油缸、滑道、回转机构总成及链条总成，一油缸位于滑道的两侧，回转机构总成位于滑道的上方，回转机构、油缸通过链条总成与滑道连接在一起。

采用上述的设计后，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型提供的窄机身四臂全液压锚杆锚索钻车，可实现掘进机工作面支护作业机械化，提高支护效率和作业安全系数，降低劳动强度，进而缓解掘锚失调的状况。

2、全液压控制，动力部分为防爆电机带动液压油泵向系统供液，通过液压系统各个元件控制机械部分执行元件，操作简单、故障率低、维修方便。

3、电气系统具有防爆功能，组成电气系统的元件都有防爆合格证和煤安证，保证钻车在运行状态下操作人员的安全。

4、升降平台采用整体结构，稳定性好，利于保证组装精度。

5、临时支护机构可以对巷道进行临时支护，避免工人在空顶的条件下作业，提高了工人作业的安全系数。

6、钻车整体机构合理，刚性好，行走自如可靠，适应在恶劣的环境下工作。打钻机构扭矩大，转速高，是十分理想的煤矿井下采掘安全支护设备。可实现我国煤矿行业安全、高效、机械化作业的目标，丰富和完善了业内锚杆锚索车的功能，既能打锚杆也能打锚索，并且本四臂钻车结构紧凑，外型尺寸小，机身宽度只有1.4m，在煤矿巷道里面能够与掘进机错车，通过性良好。

附图说明

图1是本实用新型钻车侧视示意图；

图2是本实用新型钻车俯视示意图；

图3是本实用新型钻车后视示意图；

图4是本实用新型钻车的可伸缩行走部示意图；

图5是本实用新型钻车的收缩状态示意图；

图6是本实用新型钻车的探孔作业示意图。

具体实施方式

参照附图1-6所示，本实用新型提供一种窄机身四臂锚杆锚索钻车，主要由行走机构1、升降机构4、临时支护机构5、钻臂机构7、泵站部分2、电气系统3及液压系统组成，其中每个钻臂机构前端安装有打钻机构6，升降机构包括安装平台和升降平台，安装平台设在行走机构的上部，临时支护机构固定于升降平台上面，所述的钻臂机构为四个，四个钻臂机构排布在钻车前端，升降平台前端安装有两个回转工作台，回转工作台可以90°旋转，当钻车处于收缩状态时，两个回转工作台纵向并行排布，当钻车处于工作状态时，两个回转工作台打开成呈180°排布，每个回转工作台通过滑道安装有两个钻臂机构；升降平台与安装平台之间安装有一组保证升降平台稳定起落的四连杆机构和两组二连杆机构；当钻车处于收缩状态时，所述的四个钻臂机构与回转工作台处于垂直状态，钻车在收缩状态时车身宽只有1.4m，当钻车处于工作状态时，滑道和钻臂机构随回转工作台90°旋转展开；滑道和钻臂机构分别通过螺栓与旋转油缸一连接，旋转油缸一带动中间两个钻臂机构实现左右10°的摆动和外侧两个钻臂机构实现前后90°的旋转，滑道和回转工作台分别通过螺栓与旋转油缸二连接，通过旋转油缸二的旋转实现滑道向车身内部旋转，完成钻臂机构的收缩；滑道内部设有伸缩油缸，伸缩油缸通过销轴与滑道连接，实现钻臂机构的左右移动；行走机构为履带式行走，其宽度方向可以伸缩，行走部在收缩状态下宽度只有1400mm，在钻车不与掘进机错车时，行走部展开可达1950mm；钻车的前部装有两条可以伸缩的支腿，临时支护机构固定在升降平台的中间位置；液压系统的油箱和电气系统的防爆电机搁置在两个升降平台的下面，即安装在钻车的前后、上下的中部。

参照图1所示：行走机构1位于钻车的底部，其上部安装有安装平台11，液压系统的油箱以及泵站部分和电气系统均用螺栓固定在安装平台上；升降机构包括液压升降油缸41和42、可自由升降的升降平台43、四连杆44、二连杆45；钻臂机构包括四个钻臂，前四个钻臂安装在滑道71、72上面，每个滑道上面安装有两个钻臂，滑道安装在前升降平台43上面；四个钻臂的滑道上面均安装有打钻机构；临时支护机构5位于升降平台的中间。

行走机构1优选为履带式行走机构(也可用液压控制的轮胎式行走机构)，履带式行走机构包含有涨紧机构、油缸和行走马达。通过涨紧油缸的伸缩运动可调整履带的涨紧程度；该行走部在宽度方向可伸缩，行走部在收缩状态下只有1400mm，在钻车不与掘进机错车时，行走部张开，可达1950mm，因此，行走部展开后使得钻车在井下巷道里面移动时具有更好的稳定性，如图4；行走马达提供行走机构的行走动力，带动行走机构向前移动，行走机构装有自锁阀，在钻车停车时按下自锁阀，钻车不能行走移动，然后可进行平台升降、钻臂旋转、打钻、支护调整等动作；通过控制阀打开行走机构自锁阀，行走马达带动减速机，通过链轮带动履带实现行走机构行走。

电气系统3中的防爆电机与液压系统的液压油泵连接，防爆电机启动并带动液压油泵运转，为钻车提供动力；电气系统主要由矿用防爆电表、煤矿用轻型橡套软电缆、防爆接线盒、倒车报警仪、矿用语音灯光信号装置、本质安全型电磁启动器及矿用照明灯组成，电气系统与外界电源连接，为泵站部分提供动力，是本钻车的电力中心。

液压系统包含有油箱、液压油泵、马达、液压油缸、平衡阀、油管座、接头、液压管路、水管及冷却器以及位于液压管路上的控制阀等。油箱在安装平台上，液压管路分别与行走机构、钻臂机构、临时支护机构、打钻机构等完成相应动作的执行机构连接，钻车通过液压管路从泵站部分获得动力，然后通过液压管路把动力传递到执行机构，与执行机构相对应的控制阀配合完成行走、打钻、支护等动作。

参照附图1所示：升降平台底部安装有升降油缸41和42、四连杆机构44和二连杆机构45，升降平台的升降油缸布置方式为：前面安装一个、后面安装两个，呈三角形分布，四连杆主要用于保证升降平台起落时的稳定性，避免三根升降油缸受到较大的侧向力，二连杆机构辅助四连杆机构保证升降平台在升降过程中的稳定性；三根升降油缸实现了平台的升降，从而带动钻臂机构升降。两个滑道可以独立动作，互不影响，进而带动钻臂动作。

两个安装平台的中间位置安装有两根支腿12，在钻车处于展开的工作状态下保证整车的稳定性，防止钻车倾翻。

参照图2、3所示：钻臂机构7包含有四个钻臂，每个钻臂安装有一组打钻机构，四个钻臂安装在滑道71、72上面，每个滑道上面安装两个钻臂，钻臂可沿滑道移动，滑道通过旋转油缸安装在前升降平台上，在滑道的两侧有可以随滑道移动的翻板，工人可以站在翻板上面操作，完成支护作业。

当钻车在行进过程中时，钻车处于收缩状态，如图5(此时行走部也在收缩状态)钻车宽度只有1.4m，能够与掘进机错车(当钻车不与掘进机错车时，行走部处于展开状态)；如果需要打探孔，滑道最前边的两个钻臂75、78(如图3)可以旋转90°(两个钻臂与滑轨平行，两个滑道也平行，如图6)，此时打钻机构61、64冲前方，可以进行探孔(水、瓦斯等的探孔)作业，如图6。

当钻车行走到工作位置进行顶，锚杆和锚索的支护作业时当滑道和钻臂展开(此时，四个钻臂呈一字排开，两个滑道也呈一字排列，且钻臂与滑轨垂直)，如图2，滑道和钻臂的展开宽度为5m，每个打钻机构跟随钻臂61、62、63、64可以在前后、左右实现10°的摆动和左右移动，以便能够打不同间距和排距的锚杆和锚索，以适应不同的支护工艺，四个钻臂相互独立，即可以单独作业，也可以同时作业，主要用于打顶部锚杆和锚索。

以上内容是结合本实用新型的结构和工作过程对其所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种窄机身四臂锚杆锚索钻车，主要由行走机构、升降机构、临时支护机构、钻臂机构、泵站部分、电气系统及液压系统组成，其中每个钻臂机构前端安装有打钻机构，升降机构包括安装平台和升降平台，安装平台设在行走机构的上部，临时支护机构固定于升降平台上面，其特征在于：所述的钻臂机构为四个，四个钻臂机构排布在钻车前端，升降平台前端安装有两个回转工作台，回转工作台可以90°旋转，当钻车处于收缩状态时，两个回转工作台纵向并行排布，当钻车处于工作状态时，两个回转工作台打开成呈180°排布，每个回转工作台通过滑道安装有两个钻臂机构。

2.根据权利要求1所述的窄机身四臂锚杆锚索钻车，其特征在于：所述的升降平台与安装平台之间安装有一组保证升降平台稳定起落的四连杆机构和两组二连杆机构。

3.根据权利要求1或2所述的窄机身四臂锚杆锚索钻车，其特征在于：当钻车处于收缩状态时，所述的四个钻臂机构与回转工作台处于垂直状态，钻车在收缩状态时车身宽只有1.4m，当钻车处于工作状态时，滑道和钻臂机构随回转工作台90°旋转展开。

4.根据权利要求1或2所述的窄机身四臂锚杆锚索钻车，其特征在于：所述的滑道和钻臂机构分别通过螺栓与旋转油缸一连接，旋转油缸一带动中间两个钻臂机构实现左右10°的摆动和外侧两个钻臂机构实现前后90°的旋转，滑道和回转工作台分别通过螺栓与旋转油缸二连接，通过旋转油缸二的旋转实现滑道向车身内部旋转，完成钻臂机构的收缩。

5.根据权利要求4所述的窄机身四臂锚杆锚索钻车，其特征在于：所述的滑道内部设有伸缩油缸，伸缩油缸通过销轴与滑道连接，实现钻臂机构的左右移动。

6.根据权利要求1或2所述的窄机身四臂锚杆锚索钻车，其特征在于：所述的行走机构为履带式行走，宽度方向可以伸缩，行走部在收缩状态下宽度只有1400mm，在钻车不与掘进机错车时，行走部展开可达1950mm。

7.根据权利要求6所述的窄机身四臂锚杆锚索钻车，其特征在于：钻车的前部装有两条可以伸缩的支腿，临时支护机构固定在升降平台的中间位置。

8.根据权利要求7所述的窄机身四臂锚杆锚索钻车，其特征在于：所述的液压系统的油箱和电气系统的防爆电机搁置在两个升降平台的下面，即安装在钻车的前后、上下的中部。