CN220226736U - 龙门三臂钻锚系统 - Google Patents

Abstract

龙门三臂钻锚系统，包括有水平设置的横梁，在横梁前侧设有三组导杆式钻机，其中两侧的导杆式钻机固定设置在横梁上，中间位置的导杆式钻机可移动设置在横梁上，横梁底部的两侧均安装有撑地机构，横梁后侧安装有水平布置的人工平台，人工平台上安装有支护装置。本实用新型的积极效果在于：本实用新型能配合设置在现有的掘进机上，实现高效率的煤矿支护作业，同时达到减少工作人员的劳动强度以及减人的效果，多部钻机相互配合，提高支护速度，从而达到高效快速掘进目的，同时为掘锚机定位截割提供必要的机械条件。

Description

龙门三臂钻锚系统

技术领域

本实用新型涉及煤矿巷道用掘进辅助机构技术领域，具体地说是一种龙门三臂钻锚系统。

背景技术

随着煤矿发展的不断进步，锚杆支护技术也在飞速发展，目前我国煤矿对智能快速掘进需求巨大，但掘进进尺严重制约煤矿高效生产，煤矿掘进效率低下的主要原因在于掘、支的不平衡，掘进快、支护慢，极大的制约了巷道进尺的提升。

为确保采掘接续，提高掘进效率，国内外都对“掘护锚一体化”的快速掘进装备展开了系列的研究，国外掘锚机组正逐步向大功率、自动化方向发展，一方面将原来不带锚杆机的连续式采煤机或掘进机逐步完善成为掘锚机组；另一方面从设计初始就考虑设置锚杆机，锚杆机配置更合理，自动化程度更高，但由于设备过于复杂，价格高昂，同时设备在井下拆装及调试过程需要大量的人力及时间，综合来看，设备的性价比不高，仅在国内大型煤矿企业中使用，大规模推广的可能性较低，国内掘锚机组虽然取得了长足的进步，但是大多都基于现有的掘锚机进行的细微改进，仍然存在有很多问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种龙门三臂钻锚系统，配合现有的掘进机，在掘进的同时，能实现高效率的煤矿支护作业，同时减少工作人员的劳动强度，解决了现有技术中的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种龙门三臂钻锚系统，包括有水平设置的横梁，在横梁前侧设有三组导杆式钻机，其中两侧的导杆式钻机固定设置在横梁上，中间位置的导杆式钻机可移动设置在横梁上，横梁底部的两侧均安装有撑地机构，横梁后侧安装有水平布置的人工平台，人工平台上安装有支护装置，所述支护装置包括有并排竖直设置的两个第一套筒，各第一套筒内均配合安装有能竖向升降的第一套杆，两个第一套杆的顶部铰接安装有支护架，支护架位于导杆式钻机和人工平台的上部，在第一套筒的后端均安装有伸缩机构，各伸缩机构均包括有水平布置的第二套筒，第二套筒内配合安装有能纵向移动的第二套杆，其中第二套杆安装在第一套筒上，第二套筒安装在掘进机上。所述导杆式钻机和横梁之间安装有旋转调节机构，旋转调节机构包括有回转减速器，回转减速器的回转支承上安装有旋转板，旋转板上安装有相垂直布置的调角板，调角板一端铰接在导杆式钻机上，调角板和导杆式钻机之间还安装有调角油缸，回转减速器启动能带动导杆式钻机相对横梁进行转动调节，调角油缸启动能带动导杆式钻机相对调角板进行转动调节。两侧位置导杆式钻机的旋转调节机构均固定设置在横梁上，中间位置导杆式钻机的旋转调节机构通过横移机构设置在横梁上，所述横移机构包括有横移板，回转减速器固定设置在横移板上，横梁上安装有与横移板相配合的横移导轨，在横梁上还设有横移齿条，横移板上安装有横移电机，横移电机的输出轴上安装有与横移齿条相啮合的横移齿轮。所述撑地机构包括有第三套筒，第三套筒内配合安装有第三套杆，第三套杆和第三套筒之间安装有撑地油缸，在第三套杆的底部还安装有球绞座。所述横梁通过二级升降结构与第一套筒相连接，二级升降结构包括有设置在横梁底部的第四套杆，第四套杆的外周配合安装有第四套筒，第四套筒和第四套杆之间安装有一级升降缸，在第四套筒和第一套筒之间还安装有限位板，第四套筒顶部的外周设有限位环，限位环位于限位板上侧，在限位板内还安装有二级升降缸，二级升降缸的活塞杆铰接在限位环上，一级升降缸的活塞杆伸出时，第四套杆相对第四套筒竖向上升，二级升降缸的活塞杆伸出时，第四套筒相对第一套筒竖向上升。所述第一套筒和第一套杆之间安装有升降支护油缸，在第一套杆的后侧和支护架之间还铰接安装有摆动油缸。所述第二套杆的端部铰接在第一套筒上，在第二套杆和第一套筒之间还安装有倾角调整油缸。

本实用新型的积极效果在于：本实用新型所述的一种龙门三臂钻锚系统，包括有水平设置的横梁，在横梁上设置三组导杆式钻机，横梁底部设置撑地机构，横梁后侧设置人工平台，在人工平台上安装支护装置，人工平台和掘进机之间还设有伸缩机构，能配合设置在现有的掘进机上，实现高效率的煤矿支护作业，同时达到减少工作人员的劳动强度以及减人的效果，多部钻机相互配合，提高支护速度，从而达到高效快速掘进目的，同时为掘锚机定位截割提供必要的机械条件。整体与掘进机装配方便、顶天立地的结构极大稳定了钻机在打钻过程中的整机稳定性，同时龙门式结构，为后期智能化掘进的掘进机机身定位起到突破性进步，提升煤矿掘进装备水平，进而大大提高巷道的单进水平，为我国煤矿的高产高效智能化掘进打下坚实的基础，具有良好的发展前景。

附图说明

图1是本实用新型的三维结构示意图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是图2的右视图；

图4是图2的俯视图；

图5是导杆式钻机设置在旋转调节机构上的结构示意图；

图6是图2中A-A向剖视图的放大视图；

图7是二级升降结构和撑地机构的结构示意图；

图8是图7的左视图；

图9是图8中B-B向剖视图。

具体实施方式

本实用新型所述的一种龙门三臂钻锚系统，如图1-4所示，包括有水平设置的横梁1，在横梁1前侧设有三组导杆式钻机2，导杆式钻机2能在掘进的煤矿巷道内进行钻孔作业，以便于后期进行锚杆支护，为实现整体装置的支撑，横梁1底部的两侧均安装有撑地机构，撑地机构可以是现有的支撑油缸。为便于对各导杆式钻机2进行人为操作，横梁1后侧安装有水平布置的人工平台3，工作人员可以到人工平台3上进行钻机的辅助操作。

其中两侧的导杆式钻机2固定设置在横梁1上，中间位置的导杆式钻机2可移动设置在横梁1上，两侧位置的导杆式钻机2可以对位置相对固定的巷道侧壁上进行锚孔的开设作业，中间位置的导杆式钻机2可以按照锚固位置的不同需求对巷道内的不同位置进行相应的调整钻孔作业，以提高整体装置锚固作业的适用性。

为防止掘进过程中巷道顶部的落石对装置及其上工作人员造成损害，人工平台3上安装有支护装置，所述支护装置包括有并排竖直设置的两个第一套筒4，各第一套筒4内均配合安装有能竖向升降的第一套杆5，两个第一套杆5的顶部铰接安装有支护架6，支护架6位于导杆式钻机2和人工平台3的上部。其中第一套杆5和第一套筒4之间可以安装升降油缸，以实现顶部支护架6的高度位置调节。

在第一套筒4的后端均安装有伸缩机构，各伸缩机构均包括有水平布置的第二套筒7，第二套筒7内配合安装有能纵向移动的第二套杆8，其中第二套杆8安装在第一套筒4上，第二套筒7安装在掘进机上。第二套筒7和第二套杆8之间可以安装伸缩油缸，以实现整体装置在掘进机上的伸缩移动，调整巷道内的掘进和支护作业进度，避免掘进和支护作业之间产生干涉。

进一步地，为了实现导杆式钻机2在巷道内各不同位置处的钻孔作业，所述导杆式钻机2和横梁1之间安装有旋转调节机构，如图5所示，旋转调节机构包括有回转减速器9，回转减速器9的回转支承上安装有旋转板10，旋转板10上安装有相垂直布置的调角板11，调角板11一端铰接在导杆式钻机2上，调角板11和导杆式钻机2之间还安装有调角油缸12，回转减速器9启动能带动导杆式钻机2相对横梁1进行转动调节，调角油缸12启动能带动导杆式钻机2相对调角板11进行转动调节。

两侧位置导杆式钻机2的旋转调节机构均固定设置在横梁1上，中间位置导杆式钻机2的旋转调节机构通过横移机构设置在横梁1上，如图6所示，所述横移机构包括有横移板13，回转减速器9固定设置在横移板13上，横梁1上安装有与横移板13相配合的横移导轨14，在横梁1上还设有横移齿条15，横移板13上安装有横移电机16，横移电机16的输出轴上安装有与横移齿条15相啮合的横移齿轮17。当横移电机16启动时，中间位置的导杆式钻机2能相对横梁1的长度方向进行横向移动。

进一步地，为了实现整体装置在不同高度类型上掘进机的配合安装，所述撑地机构包括有第三套筒18，第三套筒18内配合安装有第三套杆19，第三套杆19和第三套筒18之间安装有撑地油缸20，撑地油缸20的活塞杆伸缩能带动第三套杆19竖向升降，当第三套杆19降至与地面相接触时，则表明实现对地面的支撑，在支护作业时起到必要的稳固作用，由于巷道地面的不平整度较大，在第三套杆19的底部还安装有球绞座21，以适配巷道内的复杂环境。

进一步地，为实现横梁1及其上导杆式钻机2的竖向高度位置调节，所述横梁1通过二级升降结构与第一套筒4相连接，如图7-9所示，二级升降结构包括有设置在横梁1底部的第四套杆22，第四套杆22的外周配合安装有第四套筒23，第四套筒23和第四套杆22之间安装有一级升降缸24，一级升降缸24的活塞杆伸缩能带动第四套杆22相对第四套筒23进行竖向升降。

在第四套筒23和第一套筒4之间还安装有限位板25，第四套筒23顶部的外周设有限位环26，限位环26位于限位板25上侧，在限位板25内还安装有二级升降缸27，二级升降缸27的活塞杆铰接在限位环26上，二级升降缸27的活塞杆伸出时，能带动第四套筒23相对限位板25进行竖向上升。此时一级升降缸24的活塞杆伸出时，第四套杆22相对第四套筒23竖向上升，二级升降缸27的活塞杆伸出时，第四套筒23相对第一套筒4竖向上升，以此实现横梁1的二级竖向升降。

进一步地，所述第一套筒4和第一套杆5之间安装有升降支护油缸28，为了实现支护油缸28的前后摆动，在第一套杆5的后侧和支护架6之间还铰接安装有摆动油缸29。通过两侧升降支护油缸28的活塞杆伸出长度差异，也可以调整支护架6的左右方向摆动。

进一步地，为了便于调整整体装置相对掘进机的倾斜角度，所述第二套杆8的端部铰接在第一套筒4上，在第二套杆8和第一套筒4之间还安装有倾角调整油缸30，倾角调整油缸30的活塞杆伸缩能带动装置前侧的横梁1、导杆式钻机2、人工平台3以及支护装置相对固定在掘进机上的伸缩机构进行转动调节，以适应巷道内的倾斜度，便于进行掘进以及支护作业。

机载龙门三臂钻锚系统安装于掘进机机身，可以利用掘进机动力系统实现龙门三臂钻锚系统整体的前后伸缩，实现三部钻机整体的两极上下升降，各自的左右旋转、前后调角、左右平移以及钻机本身的顶紧、钻进、夹钎，机载临时支护装置的撑顶、支撑机构支地以及整体系统的前后平移等功能。操作单元则满足多名人员站在随机折叠人工平台进行操作操作阀进行锚杆锚固作业。其具体技术内容如下：整套设备由横梁部、升降部、支护部、伸缩部四大部分组成，主要满足多钻机同时锚固作业，提高作业效率。横梁部主要具备三部导杆式钻机2，且三部钻机可独立的左右平移、前后调角、左右旋转、满足钻机的顶紧、夹钎、给进、钻箱正反转等功能，钻机可施工锚杆锚索、探测卸压孔，最大施工孔径可达Ф150mm，深度20m。最低孔可施工距底板高度600mm水平孔，满足不同方位钻孔要求，钻机扭矩可达350N*m，满足锚杆预紧要求，无需二次紧固。升降部具备大面积折叠人工平台3、撑地机构、二级升降横梁机构、支护升降机构等满足横梁部的升降、支护装置的升降和设备撑地的功能，实现错位顶天立地的效果。支护部具备临时支护功能、满足支护顶驾前后调角、左右小幅度调角，上部可以配备8块强力磁铁满足，对刚性材料的吸附性。伸缩部具备二级前后伸缩功能，实现整套设备相对于掘进机位置的前后移动，满足掘进截割与锚固的互不干扰。

所述煤矿用机载龙门三臂钻锚系统整套设备可以安装于掘进机上部，通过伸缩部来调节整套钻锚系统位于掘进机位置，伸缩部行程4.2米可满足掘进机截割和钻锚作业的机械避让，互不影响。支护装置通过支护升降油缸可在龙门三臂钻锚系统的机械基础上进行升降，支护装置顶架通过支护调角油缸进行前后调角，根据顶架上机械调节结构可满足支护装置顶架的左右调节。横梁部上布置有三部导杆钻机，两部通过回转减速机安装于横梁部左右侧伸机构上，一部通过齿轮、齿条布置于中间位置，通过内部两根侧伸油缸实现左右侧伸机构的左右伸缩，中间通过行走减速机与齿轮、齿条配合实现中间钻机的左右平移。

煤矿用机载龙门三臂钻锚系统可以通过掘进机的液压系统供给龙门三臂钻锚系统，通过独立的操作系统操作使得锚杆钻机通过横梁部在升降机构内部的两极升降油缸进行升降、通过回转减速机左右转动、通过调角油缸实现钻机前后调角；随后操作操作阀使锚杆钻机给进、顶紧、钻箱平移、钻箱给进和钻箱正反转等综合动作后支护煤壁上方。

煤矿用机载锚杆钻机可以主要由夹钎器、导杆、导向座组件、钻箱底座、钻箱、顶紧油缸、长给进油缸、短给进油缸、链条驱动装置、机架、固定座和其他附属部件组成。导向座组件的作用是给导杆和导向板的往复运动提供一个导向，使锚杆钻机在打钻过程中钻杆不会倾斜，始终处于一个方向，保证安全和施工精度要求。钻孔工作是由钻箱带动钻杆钻头的旋转运动和油缸的进给运动来共同完成的。进给运动分三段，第一段由顶紧油缸推动夹钎装置向前运动，顶紧煤壁。 第二段由进给油缸带动机架、钻箱底座座和钻箱整体通过固定座向前运动。第三段则是由链传动 装置带动钻箱底座和钻箱在机架上运动来完成打钻工作。钻箱是通过液压马达的回转带动驱动轴和嵌套旋转，进而带动钻杆旋转，进行钻孔作业。钻箱提供的大扭矩可以在岩巷、煤巷等各种地质条件下进行打钻作业。

本实用新型的技术方案并不限制于本实用新型所述的实施例的范围内。本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (7)

1.一种龙门三臂钻锚系统，其特征在于：包括有水平设置的横梁（1），在横梁（1）前侧设有三组导杆式钻机（2），其中两侧的导杆式钻机（2）固定设置在横梁（1）上，中间位置的导杆式钻机（2）可移动设置在横梁（1）上，横梁（1）底部的两侧均安装有撑地机构，横梁（1）后侧安装有水平布置的人工平台（3），人工平台（3）上安装有支护装置，所述支护装置包括有并排竖直设置的两个第一套筒（4），各第一套筒（4）内均配合安装有能竖向升降的第一套杆（5），两个第一套杆（5）的顶部铰接安装有支护架（6），支护架（6）位于导杆式钻机（2）和人工平台（3）的上部，在第一套筒（4）的后端均安装有伸缩机构，各伸缩机构均包括有水平布置的第二套筒（7），第二套筒（7）内配合安装有能纵向移动的第二套杆（8），其中第二套杆（8）安装在第一套筒（4）上，第二套筒（7）安装在掘进机上。

2.根据权利要求1所述的一种龙门三臂钻锚系统，其特征在于：所述导杆式钻机（2）和横梁（1）之间安装有旋转调节机构，旋转调节机构包括有回转减速器（9），回转减速器（9）的回转支承上安装有旋转板（10），旋转板（10）上安装有相垂直布置的调角板（11），调角板（11）一端铰接在导杆式钻机（2）上，调角板（11）和导杆式钻机（2）之间还安装有调角油缸（12），回转减速器（9）启动能带动导杆式钻机（2）相对横梁（1）进行转动调节，调角油缸（12）启动能带动导杆式钻机（2）相对调角板（11）进行转动调节。

3.根据权利要求2所述的一种龙门三臂钻锚系统，其特征在于：两侧位置导杆式钻机（2）的旋转调节机构均固定设置在横梁（1）上，中间位置导杆式钻机（2）的旋转调节机构通过横移机构设置在横梁（1）上，所述横移机构包括有横移板（13），回转减速器（9）固定设置在横移板（13）上，横梁（1）上安装有与横移板（13）相配合的横移导轨（14），在横梁（1）上还设有横移齿条（15），横移板（13）上安装有横移电机（16），横移电机（16）的输出轴上安装有与横移齿条（15）相啮合的横移齿轮（17）。

4.根据权利要求1所述的一种龙门三臂钻锚系统，其特征在于：所述撑地机构包括有第三套筒（18），第三套筒（18）内配合安装有第三套杆（19），第三套杆（19）和第三套筒（18）之间安装有撑地油缸（20），在第三套杆（19）的底部还安装有球绞座（21）。

5.根据权利要求1所述的一种龙门三臂钻锚系统，其特征在于：所述横梁（1）通过二级升降结构与第一套筒（4）相连接，二级升降结构包括有设置在横梁（1）底部的第四套杆（22），第四套杆（22）的外周配合安装有第四套筒（23），第四套筒（23）和第四套杆（22）之间安装有一级升降缸（24），在第四套筒（23）和第一套筒（4）之间还安装有限位板（25），第四套筒（23）顶部的外周设有限位环（26），限位环（26）位于限位板（25）上侧，在限位板（25）内还安装有二级升降缸（27），二级升降缸（27）的活塞杆铰接在限位环（26）上，一级升降缸（24）的活塞杆伸出时，第四套杆（22）相对第四套筒（23）竖向上升，二级升降缸（27）的活塞杆伸出时，第四套筒（23）相对第一套筒（4）竖向上升。

6.根据权利要求1所述的一种龙门三臂钻锚系统，其特征在于：所述第一套筒（4）和第一套杆（5）之间安装有升降支护油缸（28），在第一套杆（5）的后侧和支护架（6）之间还铰接安装有摆动油缸（29）。

7.根据权利要求1所述的一种龙门三臂钻锚系统，其特征在于：所述第二套杆（8）的端部铰接在第一套筒（4）上，在第二套杆（8）和第一套筒（4）之间还安装有倾角调整油缸（30）。