CN204436402U - 巷道无人掘锚一体机 - Google Patents

Abstract

一种巷道无人掘锚一体机，包括：掘进系统、输送系统、临时支护系统、锚固系统、掘进一体机水系统、传感系统、电气控制系统。其中掘进系统中的铲板部与输送系统前端的衔接处的拨料滚轴可预防在铲板和刮板输送机前端发生卡料。新型结构的临时支护系统支护均匀并可相对掘锚一体机移动，使采掘与支护、锚固实现无延迟同步，同时可适应圆形、直立椭圆形、近似椭圆形或矩形等各种巷道断面，以适合对各种地压大小和方向的巷道进行掘进支护作业。该掘锚一体机的传感系统和电气控制系统可有效采集并处理巷道的光、距离、湿度、气体等信息，并由电气控制系统进行自动或远程人工分析，使其工作过程实现无人看守操作，大大提高作业安全系数。

Description

巷道无人掘锚一体机

技术领域

 本实用新型涉及一种地下巷道掘锚施工的综合机械设备，特别是一种巷道无人掘锚一体机。

背景技术

目前在煤矿或隧道等其他类型的巷道掘进中，进行施工的设备包括有：各种类型的掘进机、锚杆钻车、连采机等。在根据这些设备各自的功能来制定的多种工作方案中，虽然对各种设备的特点进行了扬长避短，在一定程度上提高了工作效率，但无论是利用掘进机和锚杆机配合的传统的单巷道掘进方式还是采用连采机和锚杆钻车组合工作的双巷道掘进方式，在工作效率和操作简洁程度上都不如采用掘锚一体机的单巷道掘进的方式。而目前国内外主流的掘锚一体机都存在着一些问题，比如其在工作中锚固作业对采掘作业的跟进还不够及时、临时支护不够超前、不够灵活，锚固时间是掘进时间的2～2.5倍，较无人作业，安全系数不高。综合看来，提高掘锚一体机中掘进与支护作业的同步程度是提高掘进效率的重要途径，而实现无人作业是提高安全系数的最终方法。

发明内容

本实用新型目的是解决现有技术的上述不足，提供一种巷道无人掘锚一体机。

本实用新型的技术方案是：

一种巷道无人掘锚一体机，包括：掘进系统、输送系统、临时支护系统、锚固系统、掘进一体机水系统、传感系统和电气控制系统。所述的掘进系统位于巷道无人掘锚一体机的前端，包括掘锚一体机的截割部、铲板部、本体部、行走部和后支撑部，行走部安装在本体部的下方，后支撑部安装在本体部后端的下方，截割部和铲板部分别安装在本体部的最前端，铲板部位于截割部的下方并与输送系统前段衔接，该系统为掘锚一体机进行支撑并驱动其向前采掘。所述掘锚一体机的输送系统为倾斜贯穿整个掘锚一体机本体部内部的刮板输送机。所述的临时支护系统位于整个本体部的上方，其支护面积覆盖整个掘锚一体机的俯视面。在支护系统下方，设有两组锚杆机械臂，一组锚杆机械臂分别设置在掘锚一体机本体部的前后两端，另一组锚杆机械臂设置在掘锚一体机本体部的左右两排，所有锚杆机械臂可以水平移动并组成锚固系统。所述的掘锚一体机水系统位于掘锚一体机掘进系统中的截割部以及输送系统的前端。所述的传感系统包括位于掘锚一体机前方及四周的视频采集系统和四周的各种传感器。所述的电气控制系统位于掘锚一体机掘进系统本体部的内部。

所述的截割部，包括截割头和截割头后面的工作臂，所述的工作臂包括水平摆臂和上下摆臂，水平摆臂通过水平回转台安装在上下摆臂的前方，上下摆臂与本体部之间连接安装有调节油缸，水平摆臂由水平回转台驱使，上下摆臂由调节油缸驱使。所述的铲板部在与输送系统（刮板输送机）前端的衔接处设有一个拨料滚轴，该拨料滚轴包括一个可随收料铲上三齿星轮转动的滚轴和均匀旋转式设在滚轴上的八根拨料齿，在收料时，该拨料滚轴可滚动拨料。

所述的输送系统是通过刮板输送链在溜槽中实现物料的运输。

所述的临时支护系统包括两部超前支护架与一组主支护架，所述的超前支护架包括安装在本体部上的底柱千斤顶和底调油缸，超前支撑梁中部与底柱千斤顶上端铰接，超前支撑梁的后端与底调油缸的上端铰接，超前支撑梁的后端同时又与支撑千斤顶铰接，支护板则装在超前支撑梁的前上端与支撑千斤顶上，超前支护的距离及超前支护架的高低由底柱千斤顶与支撑千斤顶配合调节，超前支护架在掘锚一体机本体部前方左右各设一部。所述的主支护架均包括安装在本体部上面的基座上的底调座，安装在底调座上的底柱千斤顶，安装在底柱千斤顶上端的支撑梁，支撑梁上端安装有顶向支护板，支撑梁下端安装有侧向支护板，底调座可以相对掘锚一体机的掘进系统、锚固系统在本体部上设置的导轨上进行水平移动，以达到在掘进的同时，不间断、连续性的支护效果。所述的临时支护系统的支护面可覆盖整个掘锚一体机。所述的锚固系统包括两组锚杆机械臂，机械臂可以进行转动并伸缩以对巷道进行全面的锚杆作业。所述的锚杆机械臂安装在各自的底调座上，底调座可以在本体部上设置的导轨上水平滑动，可相对掘锚一体机的掘进系统和临时支护系统进行水平滑动。

所述的掘锚一体机水系统，分内、外喷雾水路两部分，内喷雾水路位于截割部内部，外喷雾水路分两路，一路位于截割部截割头后面的水平摆臂上，另一路位于输送系统前端。

所述的传感系统由无人作业所需的相应的各种传感器构成，包括视频采集系统、测距传感器、气体传感器和湿度传感器等，所述的视频采集系统中分布于截割部工作臂两侧的摄像头正对截割头工作区域，分布于掘锚一体机本体部四周的摄像头正对支护与锚固作业区域，实时采集作业信息。所述的测距传感器、气体传感器和湿度传感器位于截割部工作臂两侧。

所述的电气控制系统包括动力系统与控制系统，动力系统为行走部、照明系统、截割电动机、油泵电动机提供动力，控制系统与传感系统及动力系统相关联，并由控制系统的单片机与微电脑处理器对来自传感系统的所有信息进行接收、处理、智能或远程分析，然后作出相应命令反馈到动力系统，进而驱动各系统进行配合作业。

本实用新型的优点和积极效果：

本实用新型巷道无人掘锚一体机使用新型结构的截割部进行作业，即其工作臂的水平摆臂位于上下摆臂的前方，截割更灵活，作业范围的可调性增加，且避免了与超前支护架在作业空间上出现抵触。

该掘锚一体机的铲板部在靠近输送系统前端处所设的拨料滚轴由可随收料铲上三齿星轮转动的滚轴和均匀旋转式设在滚轴上的八根拨料齿组成，在收料时，该拨料滚轴滚动拨料，可预防在铲板和刮板输送机前端发生卡料，解决了相应的制约进尺的难题。

该巷道无人掘锚一体机使用新型结构的临时支护系统，其中的超前支护架与主支护架支护均匀，并可相对掘锚一体机移动，使采掘与支护、锚固实现无延迟同步，并使掘锚一体机对巷道的支护稳定连续，不会出现支护真空期。其中超前支护架与主支护架的结构设计都最大程度上利用了上围岩与侧围岩的地压，即利用巷道的顶压和侧压将外力支护转化为巷道的内力支护，有效地对巷道围岩进行了临时支护，同时该支护架结构可适应圆形、直立椭圆形、近似椭圆形或矩形等各种巷道断面，以适合对各种地压大小和方向的巷道进行掘进支护作业。

该掘锚一体机的传感系统可有效采集巷道的光、距离、湿度、气体等物理及化学信息，可以传递到电气控制系统进行自动或远程人工分析，进而作出并执行作业命令，其工作过程可实现无人看守操作，大大提高了作业安全系数。

附图说明

图1为该巷道无人掘锚一体机立体结构示意图；

图2为该巷道无人掘锚一体机掘进系统的截割部与铲板部立体结构示意图；

图3为该巷道无人掘锚一体机侧视图；

图4为该巷道无人掘锚一体机支护系统立体结构示意图；

图5为该巷道无人掘锚一体机支护系统与锚固系统工作位置关系立体结构示意图；

图中：1. 掘进系统；2.输送系统；3.临时支护系统；4.锚固系统；5.掘进一体机水系统；6.传感系统；7.电气控制系统；8.截割部；9.铲板部；10.本体部；11.行走部；12.后支撑部；13.截割头；14.截割头后面的工作臂；15.水平摆臂；16.上下摆臂；17.水平回转台；18.调节油缸；19.拨料滚轴；20.滚轴；21.拨料齿；22.超前支护架；23主支护架；24支护板；25支撑梁，25-1超前支撑梁，25-2主支撑梁；26支撑千斤顶；27底柱千斤顶；28底调油缸；29底调座；30.锚杆机械臂。

具体实施方式

实施例1：

参见图1～图5，图中一种巷道无人掘锚一体机，包括：掘进系统1、输送系统2、临时支护系统3、锚固系统4、掘进一体机水系统5、传感系统6、电气控制系统7。

所述的掘进系统1包括巷道无人掘锚一体机的截割部8、铲板部9、本体部10、行走部11、后支撑部12（参见图1），该系统为掘锚一体机进行支撑并驱动其向前采掘。所述的行走部11安装在本体部10的下方，后支撑部12安装在本体部10后端的下方，截割部8与铲板部9安装在本体部10的前端。其中截割部8（参见图2）位于掘锚一体机的最前端，而铲板部9位于截割部8的下方并与输送系统2前段衔接。

所述的截割部8（参见图2），包括截割头13和截割头后面的工作臂14，所述的工作臂14包括水平摆臂15和上下摆臂16，水平摆臂通过水平回转台17安装在上下摆臂的前方，上下摆臂与本体部之间连接安装有调节油缸18。水平摆臂由水平回转台17驱使，上下摆臂由调节油缸18驱使。

所述的铲板部9在与输送系统2前端的衔接处设有一个拨料滚轴19，该拨料滚轴19包括一个可随收料铲上三齿星轮转动的滚轴20和均匀旋转式设在滚轴上的八根拨料齿21，在收料时，该拨料滚轴19可滚动拨料。

所述的临时支护系统3(参见图4)安装于整个掘锚一体机的本体部10的上方，其支护面积覆盖整个掘锚一体机的俯视面。该临时支护系统包括：超前支护架22；主支护架23；支护板24；超前支撑梁25-1，主支撑梁25-2；支撑千斤顶26；底柱千斤顶27；底调油缸28；底调座29。在所述的超前支护架22中：底柱千斤顶27和底调油缸28安装在本体部10上，超前支撑梁25-1中部与底柱千斤顶27上端铰接，超前支撑梁25-1的后端与底调油缸28的上端铰接，超前支撑梁25-1的后端又与支撑千斤顶26铰接，支护板24则装在超前支撑梁25-1的前上端与支撑千斤顶26上的上端，超前支护的距离及超前支护架22的高低由底柱千斤顶27与支撑千斤顶26配合调节，超前支护架22在掘锚一体机本体部前方左右各设一部；在所述的主支护架23中：底调座29安装在本体部10上，能够相对掘锚一体机的掘进系统、锚固系统在本体部上设置的导轨上进行水平移动，底柱千斤顶27安装在底调座29上，主支撑梁25-2中部安装在底柱千斤顶上，主支撑梁25-2上端及下端分别安装有支护板24（顶向及侧向）。

所述的锚固系统4包括两组锚杆机械臂30(参见图3和图5)，该机械臂30可以进行转动并伸缩以对巷道进行全面的锚杆作业。其中一组锚杆机械臂设置在掘锚一体机本体部的前后两端（参见图3），另一组锚杆机械臂设置在掘锚一体机本体部的左右两排（参见图5），所述的锚杆机械臂位于各自的底调座29上，可以在本体部10的轨道上水平滑动，可相对掘锚一体机的掘进系统1和临时支护系统3进行水平滑动。

所述的掘锚一体机水系统5位于掘锚一体机截割部8以及输送系统2的前端。

所述的传感系统6包括位于掘锚一体机前方及四周的视频采集系统和四周的各种传感器。

所述的电气控制系统7位于掘锚一体机掘进系统本体部10的内部。

该设备的工作过程：

掘锚一体机的截割部对前方煤或岩石进行截割，同时超前支护架在截割头截割完毕并离开巷道上边际后，及时跟进支护，截割下来的煤或岩石被铲板部收集并由铲板部的三齿星轮和拨料滚轴转运到输送系统。

临时支护系统随着掘进系统的掘进而移动调整并进行连续不间断的支护，锚固系统与此同时进行对巷道进行锚杆支护。期间，传感系统、水系统由电气控制系统进行控制，实现巷道无人掘锚一体机边掘进边支护边锚固的作业效果。

Claims (6)

1.一种巷道无人掘锚一体机，包括：掘进系统、输送系统、临时支护系统、锚固系统、掘进一体机水系统、传感系统和电气控制系统，其特征是: 所述的掘进系统位于巷道无人掘锚一体机的前端，包括巷道无人掘锚一体机的截割部、铲板部、本体部、行走部和后支撑部，行走部安装在本体部的下方，后支撑部安装在本体部后端的下方，截割部和铲板部分别安装在本体部的最前端，铲板部位于截割部的下方并与输送系统前段衔接；所述的临时支护系统位于整个掘锚一体机掘进系统中的本体部的上方，支护面积覆盖整个掘锚一体机的俯视面；在支护系统下方，设有两组锚杆机械臂，一组锚杆机械臂分别设置在本体部的前后两端，另一组锚杆机械臂设置在本体部的左右两排，所有锚杆机械臂组成所述的锚固系统；所述的掘锚一体机水系统位于掘锚一体机掘进系统中的截割部以及输送系统的前端；所述的传感系统包括位于掘锚一体机前方及四周的视频采集系统和四周的各种传感器；所述的电气控制系统位于掘锚一体机掘进系统的本体部的内部。

2.根据权利要求1所述的巷道无人掘锚一体机，其特征是：所述的掘进系统的截割部，包括截割头和截割头后面的工作臂，所述的工作臂包括水平摆臂和上下摆臂，水平摆臂通过水平回转台安装在上下摆臂的前方，上下摆臂与本体部之间连接安装有调节油缸。

3.根据权利要求2所述的巷道无人掘锚一体机，其特征是：所述的铲板部在与输送系统前端的衔接处设有一个拨料滚轴，该拨料滚轴包括一个可随收料铲上三齿星轮转动的滚轴和均匀旋转式设在滚轴上的八根拨料齿。

4.根据权利要求1所述的巷道无人掘锚一体机，其特征是：所述的临时支护系统包括两部超前支护架与一组主支护架，所述的超前支护架包括安装在本体部上的底柱千斤顶和底调油缸，超前支撑梁中部与底柱千斤顶上端铰接，超前支撑梁的后端与底调油缸的上端铰接，超前支撑梁的后端同时又与支撑千斤顶铰接，支护板则铰接在超前支撑梁的前上端与支撑千斤顶上，超前支护架在掘锚一体机本体部前方左右各设一部；所述的主支护架均包括安装在本体部上面的基座上的底调座，安装在底调座上的底柱千斤顶，安装在底柱千斤顶上端的支撑梁，支撑梁上端安装有顶向支护板，支撑梁下端安装有侧向支护板，底调座能够相对掘锚一体机的掘进系统、锚固系统在本体部上设置的导轨上进行水平移动，所述的临时支护系统的支护面覆盖整个掘锚一体机。

5.根据权利要求1所述的巷道无人掘锚一体机，其特征是：所述的锚杆机械臂安装在各自的底调座上，底调座能够在本体部上设置的导轨上水平滑动。

6.根据权利要求1所述的巷道无人掘锚一体机，其特征是：所述的传感系统由无人作业所需的相应的各种传感器构成，包括视频采集系统、测距传感器、气体传感器和湿度传感器，所述的视频采集系统中的分布于截割部工作臂两侧的摄像头正对截割头工作区域，分布于掘锚一体机本体部四周的摄像头正对支护与锚固作业区域，所述的测距传感器、气体传感器和湿度传感器位于截割部工作臂两侧。