CN212454424U - 掘锚一体机内置式超前探钻孔装置及掘锚一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种掘锚一体机内置式超前探钻孔装置及掘锚一体机，属于煤矿井下巷道钻探的技术领域，掘锚一体机内置式超前探钻孔装置，包括钻孔钻机、摆动机构、举升机构和滑移底座；钻孔钻机具有掘进迎头的超前钻孔功能，安装在摆动机构上；摆动机构带动钻孔钻机摆动以调整钻孔方位和角度；举升机构连接摆动机构和滑移底座，带动摆动机构升降；滑移底座设置在掘锚一体机截割臂腔体内，带动举升机构沿着掘锚一体机截割臂腔体移动。上述掘锚一体机内置式超前探钻孔装置扩大了掘锚一体机的适应性，实现了掘锚一体机机载湿式除尘功能与前探功能同时集成。

Description

掘锚一体机内置式超前探钻孔装置及掘锚一体机

技术领域

本实用新型属于煤矿井下巷道钻探的技术领域，具体公开了一种掘锚一体机内置式超前探钻孔装置及掘锚一体机。

背景技术

“有疑必探、先探后掘”是井工类煤矿巷道掘进的基本安全要求。施工时，掘进、支护、隐蔽致灾因素探查等工序交错进行，造成超前探测空间受限、施工时间紧迫。钻探法直观性强、适应面宽，在煤矿探查技术中发挥着不可替代的作用，国外煤矿地质条件简单，一般采用定向长钻孔进行采掘工作区域的总体探查，包括钻探和物探的超前探测技术一直向着稳定可靠、探测快捷、定位与观测精度不断提高等方向发展。

随着国家煤炭生产集中度的提高，未来我国的煤炭生产将集中在晋、陕、蒙、新等地区，各类井下灾害事故日趋复杂，快速精准超前探测技术装备可提供有效的地质安全保障，是巷道智能化快速掘进的必要技术之一。然而，在掘进迎头超前钻探方面，目前我国煤矿一般专门在巷帮掘出耳巷，用钻探装备进行钻孔施工，而非直接在掘进迎头进行超前探施工，主要原因是缺少高效快速的掘锚一体化钻探技术装备。

国内煤矿对掘锚一体机增加探水模块的要求越来越迫切，将掘锚一体机技术与钻孔超前探水技术相结合，实用新型一种新型的掘锚探一体机，可以减少设备搬迁，降低工人劳动强度，提高掘进进尺，减少井下作业人数，对解决“探测、掘进、支护、锚固”四大工序之间相互制约的矛盾具有重要意义。

在掘锚一体机上增加前探钻机，传统的做法是直接将前探钻机布置在截割臂上面，但是这种布置方法的问题是，在截割臂截割作业时，机载式湿式除尘风筒与前探钻机干涉，受空间限制，机载湿式除尘功能与前探功能无法同时集成在同一掘锚一体机上，限制了掘锚一体机的适应性。

实用新型内容

本实用新型是针对现有技术直接将前探钻机布置在截割臂上面，受空间限制，在截割臂截割作业时，机载式湿式除尘风筒与前探钻机干涉，机载湿式除尘功能与前探功能无法同时集成在同一掘锚一体机上的技术问题，提供了一种掘锚一体机内置式超前探钻孔装置及掘锚一体机，提高掘锚一体机的适应性。

为实现上述目的，本实用新型提供一种掘锚一体机内置式超前探钻孔装置，包括钻孔钻机、摆动机构、举升机构和滑移底座；钻孔钻机具有掘进迎头的超前钻孔功能，安装在摆动机构上；摆动机构带动钻孔钻机摆动以调整钻孔方位和角度；举升机构连接摆动机构和滑移底座，带动摆动机构升降；举升机构在最低位置时，掘锚一体机内置式超前探钻孔装置内置于掘锚一体机截割臂腔体内；举升机构在最高位置时，钻孔钻机完全位于掘锚一体机截割臂腔体外；滑移底座设置在掘锚一体机截割臂腔体内，带动举升机构沿着掘锚一体机截割臂腔体移动。

进一步地，摆动机构包括中间架、转轴I、摆动油缸I、转轴II以及摆动油缸II；中间架包括底板以及相对设置在底板上的两组侧板；钻孔钻机通过转轴I与中间架的底板铰接；摆动油缸I的两端分别与钻孔钻机和中间架铰接；中间架的两组侧板通过转轴II与举升机构铰接；摆动油缸II的两端分别与中间架和举升机构铰接。

进一步地，举升机构包括上连接架、前连杆、后连杆和举升油缸，设置在中间架的两侧；上连接架与中间架的侧板通过转轴II铰接；前连杆的两端分别与上连接架和滑移底座铰接；后连杆位于前连杆的后方，两端分别与上连接架和滑移底座铰接；举升油缸的两端分别与后连杆和滑移底座铰接。

进一步地，后连杆为弯折杆，弯折点向前；举升油缸的顶端与弯折点铰接。

进一步地，滑移底座包括固定在掘锚一体机截割臂腔体内的滑移轨道、与滑移轨道滑动配合的滑板、用于顶推滑板的顶推机构以及用于固定滑板的锁止机构；前连杆、后连杆和举升油缸的底端均设置在滑板上。

进一步地，顶推机构设置在滑板的前方和后方，包括固定在掘锚一体机截割臂腔体内的螺杆座以及转动设置在螺杆座上的顶推螺杆；锁止机构包括多个设置在滑板和顶推螺杆之间的锁板。

进一步地，锁止机构还包括串联多个锁板的锁板销轴。

本实用新型还提供一种掘锚一体机，掘锚一体机截割臂腔体内设置有上述掘锚一体机内置式超前探钻孔装置。

本实用新型提供的掘锚一体机内置式超前探钻孔装置一般安装于掘锚一体机的整机系统中，将掘锚一体机技术与钻孔超前探水技术相结合，产生一种新型的掘锚探一体机，对解决“探测、掘进、支护、锚固”四大工序之间相互制约的矛盾具有重要意义，具有如下的有益效果：

1.本实用新型实现了煤矿井下探水钻机在有限空间内的自动举升、自动钻孔、姿态调整等功能，应用到掘锚一体机上，实现了掘锚一体机截割作业、钻探作业、锚护作业协同控制；

2.本实用新型将首次扩大掘锚一体机的应用领域，从“掘、支、锚”扩展到“掘、支、锚、探”，提高了掘锚一体机的技术集成度；

3.本实用新型实现了将机载湿式除尘功能与前探功能的高度集成化，扩大了掘锚一体机的适应性；

4.本实用新型降低了工人的劳动强度，提高了作业的效率，减少了井下作业人数，满足了巷道高效快速掘进的需求，符合国家安监总局关于煤矿“机械化换人，自动化减人”科技强安专项行动总体要求。

附图说明

图1为掘锚一体机内置式超前探钻孔装置的结构示意图；

图2为掘锚一体机内置式超前探钻孔装置的后视图；

图3为掘锚一体机内置式超前探钻孔装置中钻孔钻机的主视图；

图4为图3所示钻孔钻机的俯视图；

图5为掘锚一体机内置式超前探钻孔装置处于最低位的状态图；

图6为掘锚一体机内置式超前探钻孔装置处于最高位的状态图；

图7为掘锚一体机截割作业状态示意图；

图8为掘锚一体机超前探作业状态示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-钻孔钻机；1.1-支撑柱组件；1.2-框架组件；1.3-滑架组件；1.4-链传动组件；1.5-导向连接板组件；1.6-长进给油缸；1.7-短进给油缸；1.8-钻孔钻箱；2.1-中间架；2.2-转轴I；2.3-摆动油缸I；2.4-转轴II ；2.5-摆动油缸II；3.1-上连接架；3.2-前连杆；3.3-后连杆；3.4-举升油缸；4.1-滑移轨道；4.2-滑板；4.3-螺杆座；4.4-顶推螺杆；4.5-锁板；4.6-锁板销轴；100-掘锚一体机内置式超前探钻孔装置；201-掘锚一体机截割臂腔体；202-掘锚一体机截割臂；203-机载湿式除尘风筒。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供一种掘锚一体机内置式超前探钻孔装置100，包括钻孔钻机1、摆动机构、举升机构和滑移底座；钻孔钻机1具有掘进迎头的超前钻孔功能，安装在摆动机构上；摆动机构带动钻孔钻机1摆动以调整钻孔方位和角度，满足不同方位、不同角度的钻孔需要；举升机构连接摆动机构和滑移底座，带动摆动机构升降；举升机构在最低位置时，掘锚一体机内置式超前探钻孔装置100内置于掘锚一体机截割臂腔体201内；举升机构在最高位置时，钻孔钻机1完全位于掘锚一体机截割臂腔体201外；滑移底座设置在掘锚一体机截割臂腔体201内，带动举升机构沿着掘锚一体机截割臂腔体201移动，提高整个装置的适应性。该掘锚一体机内置式超前探钻孔装置100整体结构紧凑、布置在掘锚一体机截割臂腔体201内，能够满足现有的空间条件。

进一步地，钻孔钻机1包括支撑柱组件1.1、框架组件1.2、滑架组件1.3、链传动组件1.4、导向连接板组件1.5、长进给油缸1.6、短进给油缸1.7和钻孔钻箱1.8。钻孔钻箱1.8可以实现两级进给，在进行打孔作业时，支撑柱组件1.1的前端顶住煤壁，稳定整个钻孔钻机1，实现可靠稳定的打孔作业。

进一步地，摆动机构包括中间架2.1、转轴I2.2、摆动油缸I2.3、转轴II2.4以及摆动油缸II2.5；中间架2.1包括底板以及相对设置在底板上的两组侧板；钻孔钻机1通过转轴I2.2与中间架2.1的底板铰接；摆动油缸I2.3的两端分别与钻孔钻机1和中间架2.1铰接；中间架2.1的两组侧板通过转轴II2.4与举升机构铰接；摆动油缸II2.5的两端分别与中间架2.1和举升机构铰接。摆动油缸I2.3的作用下，钻孔钻机1沿转轴I2.2转动，实现钻孔钻机1左右摆动角度（±15°）；摆动油缸II2.5的作用下，钻孔钻机1和中间架2.1沿转轴II2.4转动，实现钻孔钻机1俯仰摆动一定角度（±a）。

进一步地，举升机构包括上连接架3.1、前连杆3.2、后连杆3.3和举升油缸3.4，设置在中间架2.1的两侧；上连接架3.1与中间架2.1的侧板通过转轴II2.4铰接；前连杆3.2的两端分别与上连接架3.1和滑移底座铰接；后连杆3.3位于前连杆3.2的后方，两端分别与上连接架3.1和滑移底座铰接；举升油缸3.4的两端分别与后连杆3.3和滑移底座铰接。在举升油缸3.4的作用下，实现钻孔钻机1和摆动机构的举升与下降，举升机构共2组，通过中间架2.1连接，两套举升油缸3.4同步运动。

进一步地，后连杆3.3为弯折杆，弯折点向前；举升油缸3.4的顶端与弯折点铰接。

进一步地，滑移底座包括固定在掘锚一体机截割臂腔体201内的滑移轨道4.1、与滑移轨道4.1滑动配合的滑板4.2、用于顶推滑板4.2的顶推机构以及用于固定滑板4.2的锁止机构；前连杆3.2、后连杆3.3和举升油缸3.4的底端均设置在滑板4.2上。

进一步地，顶推机构设置在滑板4.2的前方和后方，包括固定在掘锚一体机截割臂腔体201内的螺杆座4.3以及转动设置在螺杆座4.3上的顶推螺杆4.4；锁止机构包括多个设置在滑板4.2和顶推螺杆4.4之间的锁板4.5。在顶推螺杆4.4的顶推下，滑板4.2沿滑移轨道4.1小距离滑动，带动整个装置滑动，到达预定位置后，在滑板4.2和顶推螺杆4.4之间放置多个锁板4.5以固定滑板4.2位置。

进一步地，锁止机构还包括串联多个锁板4.5的锁板销轴4.6，防止钻孔钻机1工作过程中因振动原因使锁板4.5发生移位，失去限位作用。

上述掘锚一体机内置式超前探钻孔装置100扩大了掘锚一体机的适应性，从“掘、支、锚”扩展到“掘、支、锚、探”，提高了现有掘锚一体机的技术集成度，实现了掘锚一体机机载湿式除尘功能与前探功能同时集成。

本实施例还提供一种掘锚一体机，掘锚一体机截割臂腔体内设置有上述掘锚一体机内置式超前探钻孔装置。

本实施例还提供一种超前探钻孔方法，由上述掘锚一体机实施，包括下述步骤。

S1，掘锚一体机完成割煤、落煤、装煤和部分锚杆支护工序，掘锚后配套（如运锚机、弯曲皮带机、迈步式自移机尾等）完成运煤和剩余锚杆支护工序，根据快速掘进的总体工艺设计，掘锚一体机进行截割工序和锚护工序，如图7所示，H为巷道高度，举升机构在最低位置，掘锚一体机内置式超前探钻孔装置100内置于掘锚一体机截割臂腔体201内，掘锚一体机截割臂202举升至准备掏槽位置，相继完成掏槽、下切、拉低、行走、锚护整个作业循环；同时，机载湿式除尘风筒203工作模式开启，由于掘锚一体机内置式超前探钻孔装置100隐藏于掘锚一体机截割臂腔体201内，因此不会与机载湿式除尘风筒203在空间位置上产生干涉，机载湿式除尘风筒203可正常工作。

S2，掘锚一体机进行钻探作业，如图8所示，掘锚一体机截割臂202降至最低位置，关闭掘锚一体机的行走功能和截割臂升降，开启钻探功能，掘锚一体机内置式超前探钻孔装置100从掘锚一体机截割臂腔体201内升起，通过摆动机构、举升机构和滑移底座调整钻孔钻机1姿态，实施钻探作业；同时，机载湿式除尘风筒203工作模式关闭，而机载湿式除尘风筒203位于掘锚一体机内置式超前探钻孔装置100的上方，不会与掘锚一体机内置式超前探钻孔装置100产生干涉，掘锚一体机内置式超前探钻孔装置100可正常进行钻探作业。根据钻孔位置和钻孔角度的需要，调整钻孔钻机1的摆动角度，H1为水平钻探高度，此时，钻孔钻机1的仰角为b°；H2为最大钻探高度，此时，钻孔钻机1的仰角为(a+b)°，满足不同地质条件的煤巷对探钻孔方位角及钻孔位置的要求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种掘锚一体机内置式超前探钻孔装置，其特征在于，包括钻孔钻机、摆动机构、举升机构和滑移底座；

所述钻孔钻机具有掘进迎头的超前钻孔功能，安装在摆动机构上；

所述摆动机构带动钻孔钻机摆动以调整钻孔方位和角度；

所述举升机构连接摆动机构和滑移底座，带动摆动机构升降；举升机构在最低位置时，掘锚一体机内置式超前探钻孔装置内置于掘锚一体机截割臂腔体内；举升机构在最高位置时，钻孔钻机完全位于掘锚一体机截割臂腔体外；

所述滑移底座设置在掘锚一体机截割臂腔体内，带动举升机构沿着掘锚一体机截割臂腔体移动。

2.根据权利要求1所述的掘锚一体机内置式超前探钻孔装置，其特征在于，所述摆动机构包括中间架、转轴I、摆动油缸I、转轴II以及摆动油缸II；

所述中间架包括底板以及相对设置在底板上的两组侧板；

所述钻孔钻机通过转轴I与中间架的底板铰接；

所述摆动油缸I的两端分别与钻孔钻机和中间架铰接；

所述中间架的两组侧板通过转轴II与举升机构铰接；

所述摆动油缸II的两端分别与中间架和举升机构铰接。

3.根据权利要求2所述的掘锚一体机内置式超前探钻孔装置，其特征在于，举升机构包括上连接架、前连杆、后连杆和举升油缸，设置在中间架的两侧；

所述上连接架与中间架的侧板通过转轴II铰接；

所述前连杆的两端分别与上连接架和滑移底座铰接；

所述后连杆位于前连杆的后方，两端分别与上连接架和滑移底座铰接；

所述举升油缸的两端分别与后连杆和滑移底座铰接。

4.根据权利要求3所述的掘锚一体机内置式超前探钻孔装置，其特征在于，所述后连杆为弯折杆，弯折点向前；

所述举升油缸的顶端与弯折点铰接。

5.根据权利要求4所述的掘锚一体机内置式超前探钻孔装置，其特征在于，滑移底座包括固定在掘锚一体机截割臂腔体内的滑移轨道、与滑移轨道滑动配合的滑板、用于顶推滑板的顶推机构以及用于固定滑板的锁止机构；

所述前连杆、后连杆和举升油缸的底端均设置在滑板上。

6.根据权利要求5所述的掘锚一体机内置式超前探钻孔装置，其特征在于，所述顶推机构设置在滑板的前方和后方，包括固定在掘锚一体机截割臂腔体内的螺杆座以及转动设置在螺杆座上的顶推螺杆；

所述锁止机构包括多个设置在滑板和顶推螺杆之间的锁板。

7.根据权利要求6所述的掘锚一体机内置式超前探钻孔装置，其特征在于，所述锁止机构还包括串联多个锁板的锁板销轴。

8.一种掘锚一体机，其特征在于，掘锚一体机截割臂腔体内设置有权利要求1-7任一项所述的掘锚一体机内置式超前探钻孔装置。

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