CN214035551U - 一种巷道掘进工作面超前钻探装置 - Google Patents
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Abstract
一种巷道掘进工作面超前钻探装置，包括支撑臂、液压伸缩臂、钻机及钻杆接长机构；支撑臂竖直安装在掘进机副支撑部滑靴前端，二者之间设有支撑臂调姿回转台；液压伸缩臂与支撑臂相铰接；支撑臂与液压伸缩臂之间连接有伸缩臂调姿油缸，伸缩臂调姿油缸缸筒末端铰接在支撑臂上，其活塞杆顶端铰接在液压伸缩臂缸筒上；液压伸缩臂活塞杆前端同轴连接有回转油缸，回转油缸缸筒底端与液压伸缩臂活塞杆相固连，其回转轴前端铰接有钻机安装板；回转油缸回转轴与钻机安装板之间连接有安装板调姿油缸，其缸筒底端与回转油缸回转轴相铰接，其活塞杆顶端与钻机安装板相铰接；钻机安装板上表面设有液压回转台，钻机设于液压回转台上，钻杆接长机构安装在钻机上。
Description
技术领域
本实用新型属于井下防治水技术领域，特别是涉及一种巷道掘进工作面超前钻探装置。
背景技术
超前探放水是目前仍被广泛应用的最重要最有效的井下防治水方法之一，超前探放水是指在掘进巷道或隧道迎头利用钻探方式直接向巷道或隧道掘进方向和工作面进行探放水，用以探测前方是否存在富水体、有害地质构造或导水通道等，若有水则通过钻孔进行放水，进而为巷道或隧道的安全掘进提供保障。
目前，当掘进机向前掘进一段距离后，先停止掘进，再后退一段距离，之后工作人员进入实施人工打孔钻探，而按照煤矿防治水相关技术规定，一个掘进工作面至少需要5-10个钻孔，而人工打孔效率较低，作业时间占用多，从而影响掘进效率，并且人工打孔还存在一定的危险性。
为此，公告号为CN209324420U的中国专利申请，公开了一种煤矿掘进巷道探放水装置，其采用将钻车和泵车结合为一体的技术方案，但巷道空间狭窄，探放水装置如何避开掘进机在狭窄的巷道内移入移出仍是问题，并且会使掘进与钻探变得的更加复杂，反而会影响工作效率。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种巷道掘进工作面超前钻探装置，将钻机与掘进机进行了一体化融合，实现了掘进与钻探的无缝衔接，同时实现了机械化自动打孔钻探以及钻杆的自动接长，节省了作业时间，提高了掘进效率和作业安全性。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种巷道掘进工作面超前钻探装置，包括支撑臂、液压伸缩臂、钻机及钻杆接长机构；所述支撑臂竖直安装在掘进机副支撑部滑靴的前端，在支撑臂底端与掘进机副支撑部滑靴之间设置有支撑臂调姿回转台；所述液压伸缩臂的缸筒末端与支撑臂顶端相铰接；在所述支撑臂与液压伸缩臂之间连接有伸缩臂调姿油缸，伸缩臂调姿油缸的缸筒末端铰接在支撑臂上，伸缩臂调姿油缸的活塞杆顶端铰接在液压伸缩臂的缸筒上；在所述液压伸缩臂的活塞杆前端同轴连接有回转油缸，回转油缸的缸筒底端与液压伸缩臂的活塞杆相固连，在所述回转油缸的回转轴前端铰接有钻机安装板；在所述回转油缸的回转轴与钻机安装板之间连接有安装板调姿油缸，安装板调姿油缸的缸筒底端与回转油缸的回转轴相铰接，安装板调姿油缸的活塞杆顶端与钻机安装板相铰接；在所述钻机安装板的上表面安装有液压回转台，所述钻机安装在液压回转台上，所述钻杆接长机构安装在钻机上。
所述钻机包括滑轨基座、滑台、动力头及钻杆夹持器；所述滑轨基座固装在液压回转台上，所述滑台安装在滑轨基座上，滑台在滑轨基座上具有直线移动自由度；在所述滑台与滑轨基座之间连接有进给油缸，进给油缸一端与滑台相铰接，进给油缸另一端与滑轨基座相铰接；所述动力头固装在滑台上，所述钻杆夹持器固定设置在滑轨基座的最前端。
所述钻杆接长机构包括固定架、钻杆放置架、第一钻杆夹头、第二钻杆夹头、夹头连杆及夹头安装板；所述固定架一端固连在钻机的滑轨基座上，所述钻杆放置架设置在固定架另一端，钻杆放置架具有回转自由度；所述夹头安装板铰接在固定架上，在夹头安装板与固定架之间连接有夹头调姿油缸，夹头调姿油缸的缸筒底端铰接在固定架上，夹头调姿油缸的活塞杆顶端铰接在夹头安装板上；所述第一钻杆夹头与第二钻杆夹头铰接在一起，且第一钻杆夹头与铰接轴相固连，第二钻杆夹头可绕铰接轴自由转动；所述夹头连杆一端固连在第一钻杆夹头与第二钻杆夹头之间的铰接轴上，夹头连杆另一端固连在夹头安装板上；在所述第二钻杆夹头与夹头安装板之间连接有夹头开合驱动油缸，夹头开合驱动油缸的缸筒底端铰接在夹头安装板上，夹头开合驱动油缸的活塞杆顶端铰接在第二钻杆夹头上。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的巷道掘进工作面超前钻探装置，将钻机与掘进机进行了一体化融合，实现了掘进与钻探的无缝衔接，同时实现了机械化自动打孔钻探以及钻杆的自动接长，节省了作业时间，提高了掘进效率和作业安全性。
附图说明
图1为本实用新型的一种巷道掘进工作面超前钻探装置(展开状态)的结构示意图；
图2为本实用新型的一种巷道掘进工作面超前钻探装置(收起状态)的结构示意图；
图3为本实用新型的钻机的结构示意图；
图4为本实用新型的钻杆接长机构的结构示意图；
图5为本实用新型的巷道掘进工作面超前钻探装置(展开状态)与掘进机副支撑部的配装示意图；
图中，1—支撑臂，2—液压伸缩臂，3—钻机，4—钻杆接长机构，5—伸缩臂调姿油缸，6—回转油缸，7—钻机安装板，8—安装板调姿油缸，9—液压回转台，10—滑轨基座，11—滑台，12—动力头，13—钻杆夹持器，14—进给油缸，15—固定架，16—钻杆放置架，17—第一钻杆夹头，18—第二钻杆夹头，19—夹头连杆，20—夹头安装板，21—夹头调姿油缸，22—夹头开合驱动油缸，23—钻杆，24—超前钻探装置，25—掘进机副支撑部滑靴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
如图1～5所示，一种巷道掘进工作面超前钻探装置，包括支撑臂1、液压伸缩臂2、钻机3及钻杆接长机构4；所述支撑臂1竖直安装在掘进机副支撑部滑靴25的前端，在支撑臂1底端与掘进机副支撑部滑靴24之间设置有支撑臂调姿回转台；所述液压伸缩臂2的缸筒末端与支撑臂1顶端相铰接；在所述支撑臂1与液压伸缩臂2之间连接有伸缩臂调姿油缸5，伸缩臂调姿油缸5的缸筒末端铰接在支撑臂1上，伸缩臂调姿油缸5的活塞杆顶端铰接在液压伸缩臂2的缸筒上；在所述液压伸缩臂2的活塞杆前端同轴连接有回转油缸6，回转油缸6的缸筒底端与液压伸缩臂2的活塞杆相固连，在所述回转油缸6的回转轴前端铰接有钻机安装板7；在所述回转油缸6的回转轴与钻机安装板7之间连接有安装板调姿油缸8，安装板调姿油缸8的缸筒底端与回转油缸6的回转轴相铰接，安装板调姿油缸8的活塞杆顶端与钻机安装板7相铰接；在所述钻机安装板7的上表面安装有液压回转台9，所述钻机3安装在液压回转台9上，所述钻杆接长机构4安装在钻机3上。
所述钻机3包括滑轨基座10、滑台11、动力头12及钻杆夹持器13；所述滑轨基座10固装在液压回转台9上，所述滑台11安装在滑轨基座10上，滑台11在滑轨基座10上具有直线移动自由度；在所述滑台11与滑轨基座10之间连接有进给油缸14，进给油缸14一端与滑台11相铰接，进给油缸14另一端与滑轨基座10相铰接；所述动力头12固装在滑台11上，所述钻杆夹持器13固定设置在滑轨基座10的最前端。
所述钻杆接长机构4包括固定架15、钻杆放置架16、第一钻杆夹头17、第二钻杆夹头18、夹头连杆19及夹头安装板20；所述固定架15一端固连在钻机3的滑轨基座10上，所述钻杆放置架16设置在固定架15另一端，钻杆放置架16具有回转自由度；所述夹头安装板20铰接在固定架15上，在夹头安装板20与固定架15之间连接有夹头调姿油缸21，夹头调姿油缸21的缸筒底端铰接在固定架15上，夹头调姿油缸21的活塞杆顶端铰接在夹头安装板20上；所述第一钻杆夹头17与第二钻杆夹头18铰接在一起，且第一钻杆夹头17与铰接轴相固连，第二钻杆夹头18可绕铰接轴自由转动；所述夹头连杆19一端固连在第一钻杆夹头17与第二钻杆夹头18之间的铰接轴上，夹头连杆19另一端固连在夹头安装板20上；在所述第二钻杆夹头18与夹头安装板20之间连接有夹头开合驱动油缸22，夹头开合驱动油缸22的缸筒底端铰接在夹头安装板20上，夹头开合驱动油缸22的活塞杆顶端铰接在第二钻杆夹头18上。
下面结合附图说明本实用新型的一次使用过程：
当钻杆23在打钻过程中未能达到设定的钻孔深度时，则需要对钻杆23进行接长。首先关停动力头12，然后控制钻杆夹持器13夹紧固定原始钻杆23，之后反向启动动力头12，同时控制滑台11后退，随着动力头12的反向启动，动力头12与原始钻杆23的衔接螺纹逐渐脱开，当二者之间的衔接螺纹完全脱开后，再次关停动力头12，并继续控制滑台11后退至滑轨基座10的最后端。
当滑台11后退至滑轨基座10的最后端时，启动夹头调姿油缸21，使夹头安装板20向下翻转，直到夹持有接长钻杆23的夹头移动到动力头12与原始钻杆23之间，并保持接长钻杆23与原始钻杆23保持同轴状态。
当接长钻杆23转移完成后，控制滑台11前移，使动力头12顶靠在接长钻杆23后端，然后启动动力头12，同时继续控制滑台11前移，直到动力头12与接长钻杆23之间完成螺纹衔接。
当动力头12与接长钻杆23完成螺纹衔接后，启动夹头开合驱动油缸22，使第二钻杆夹头18向外翻转以解除夹头对接长钻杆23的夹持，之后启动夹头调姿油缸21，使夹头安装板20向上翻转至初始位置，进而使第一钻杆夹头17恢复到初始位置，然后控制钻杆放置架16旋转设定角度，以使另一根备用的接长钻杆23移动到第一钻杆夹头17面前，最后启动夹头开合驱动油缸22，使第二钻杆夹头18向上翻转，直到将备用的接长钻杆23夹持在第一钻杆夹头17与第二钻杆夹头18之间。
在夹头复位过程中，控制滑台11前移，直到接长钻杆23前端与原始钻杆23后端顶靠在一起，之后启动动力头12，同时继续控制滑台11前移，直到接长钻杆23与原始钻杆23完成螺纹衔接。
当接长钻杆23与原始钻杆23完成螺纹衔接后，接触钻杆夹持器13对原始钻杆23的夹持，此时钻杆的接长动作全部执行完毕，接下来就可以继续打孔作业了。
实施例中的方案并非用以限制本实用新型的专利保护范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。
Claims (3)
1.一种巷道掘进工作面超前钻探装置，其特征在于：包括支撑臂、液压伸缩臂、钻机及钻杆接长机构；所述支撑臂竖直安装在掘进机副支撑部滑靴的前端，在支撑臂底端与掘进机副支撑部滑靴之间设置有支撑臂调姿回转台；所述液压伸缩臂的缸筒末端与支撑臂顶端相铰接；在所述支撑臂与液压伸缩臂之间连接有伸缩臂调姿油缸，伸缩臂调姿油缸的缸筒末端铰接在支撑臂上，伸缩臂调姿油缸的活塞杆顶端铰接在液压伸缩臂的缸筒上；在所述液压伸缩臂的活塞杆前端同轴连接有回转油缸，回转油缸的缸筒底端与液压伸缩臂的活塞杆相固连，在所述回转油缸的回转轴前端铰接有钻机安装板；在所述回转油缸的回转轴与钻机安装板之间连接有安装板调姿油缸，安装板调姿油缸的缸筒底端与回转油缸的回转轴相铰接，安装板调姿油缸的活塞杆顶端与钻机安装板相铰接；在所述钻机安装板的上表面安装有液压回转台，所述钻机安装在液压回转台上，所述钻杆接长机构安装在钻机上。
2.根据权利要求1所述的一种巷道掘进工作面超前钻探装置，其特征在于：所述钻机包括滑轨基座、滑台、动力头及钻杆夹持器；所述滑轨基座固装在液压回转台上，所述滑台安装在滑轨基座上，滑台在滑轨基座上具有直线移动自由度；在所述滑台与滑轨基座之间连接有进给油缸，进给油缸一端与滑台相铰接，进给油缸另一端与滑轨基座相铰接；所述动力头固装在滑台上，所述钻杆夹持器固定设置在滑轨基座的最前端。
3.根据权利要求2所述的一种巷道掘进工作面超前钻探装置，其特征在于：所述钻杆接长机构包括固定架、钻杆放置架、第一钻杆夹头、第二钻杆夹头、夹头连杆及夹头安装板；所述固定架一端固连在钻机的滑轨基座上，所述钻杆放置架设置在固定架另一端，钻杆放置架具有回转自由度；所述夹头安装板铰接在固定架上，在夹头安装板与固定架之间连接有夹头调姿油缸，夹头调姿油缸的缸筒底端铰接在固定架上，夹头调姿油缸的活塞杆顶端铰接在夹头安装板上；所述第一钻杆夹头与第二钻杆夹头铰接在一起，且第一钻杆夹头与铰接轴相固连，第二钻杆夹头可绕铰接轴自由转动；所述夹头连杆一端固连在第一钻杆夹头与第二钻杆夹头之间的铰接轴上，夹头连杆另一端固连在夹头安装板上；在所述第二钻杆夹头与夹头安装板之间连接有夹头开合驱动油缸，夹头开合驱动油缸的缸筒底端铰接在夹头安装板上，夹头开合驱动油缸的活塞杆顶端铰接在第二钻杆夹头上。
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|---|---|---|---|---|
| CN113882813A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-04 | 庆阳新庄煤业有限公司新庄煤矿 | 一种煤矿井下快速掘进超前钻探装置及方法 |
| CN113931652A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-01-14 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 煤矿tbm超前探分体式遥控钻机及超前探施工方法 |
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