礦山斜孔反井擴孔鑽機的製作方法
2023-12-09 21:10:06 1
本發明涉及礦山設備領域，具體而言，涉及一種礦山斜孔反井擴孔鑽機。
背景技術：
目前，在礦山開採的過程中，長距離的緩傾角通風井或者礦體切割井施工採用傳統的掘爆施工，普遍存在排渣和通風困難，勞動強度高，安全隱患大，工作效率低的問題，該工序的經濟效益低、社會效益差，使礦山企業的採礦成本過高。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種礦山斜孔反井擴孔鑽機，其具有結構簡單，組裝方便的特點，可以穩定可靠地擴鑽出直徑較大的斜孔，且其鑽孔傾斜角度範圍較大，可以擴鑽出5°－90°傾角的大孔徑斜孔，能安全、快速、環保的施工出緩傾斜礦體開採需要的通風井、回採切割井。
本發明的實施例是這樣實現的：
一種礦山斜孔反井擴孔鑽機，其包括鑿孔進給裝置、鑿孔旋轉切割傳動裝置以及鑽鑿料排出裝置，所述鑿孔進給裝置包括進給牽引裝置和鋼絲繩，所述鑿孔旋轉切割傳動裝置包括液壓馬達、減速箱、旋轉傳動裝置以及擴孔鑽鑿裝置，液壓馬達的旋轉動力通過所述減速箱和所述旋轉傳動裝置傳遞給擴孔鑽鑿裝置，所述擴孔鑽鑿裝置包括導向杆，所述進給牽引裝置的提升動力通過所述鋼絲繩和所述導向杆傳遞給擴孔鑽鑿裝置，所述鑽鑿料排出裝置包括螺旋葉片和螺旋葉片傳動裝置，所述液壓馬達通過所述螺旋葉片傳動裝置驅動所述螺旋葉片轉動排料。
進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述旋轉傳動裝置包括傳動鑽杆和多根延伸鑽杆，所述液壓馬達的輸出軸與所述減速箱輸入軸固定連接，所述減速箱的輸出軸上設置有花鍵軸，所述花鍵軸與減速箱輸出軸形成萬向轉動連接，所述傳動鑽杆靠近液壓馬達的一端設置有花鍵套，所述花鍵套與所述花鍵軸滑動嚙合，所述傳動鑽杆遠離所述液壓馬達的一端設置有外錐螺紋頭，每根所述延伸鑽杆的一端設置有外錐螺紋頭，另一端設置有內錐螺紋孔，所述擴孔鑽鑿裝置上設置有內錐螺紋孔，所述傳動鑽杆和多根所述延伸鑽杆以及所述擴孔鑽鑿裝置能通過所述外錐螺紋頭和所述內錐螺紋孔形成可拆卸連接。
進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述多根所述延伸鑽杆的連接處設置有用於防止延伸鑽杆下垂彎曲的轉動支撐環。
進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述螺旋葉片傳動裝置為所述減速箱的輸出軸、所述延伸鑽杆或者所述擴孔鑽鑿裝置，所述螺旋葉片與所述減速箱的輸出軸、所述延伸鑽杆或者所述擴孔鑽鑿裝置形成同步轉動的固定連接。
進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述鑿孔進給裝置還包括定滑輪，進給牽引裝置為能提供不恆定力的卷揚機或液壓油缸，所述鋼絲繩一端與所述卷揚機連接，另一端繞過所述定滑輪後與所述擴孔鑽鑿裝置的導向杆連接。
進一步地，在本發明較佳的實施例中，還包括運輸載車，所述鑿孔旋轉切割傳動裝置還包括壓力油提供裝置，所述壓力油提供裝置包括油泵驅動電機、油泵、油箱以及油管，所述油泵通過油管與所述液壓馬達連通，所述液壓馬達通過油管與所述油箱連通，所述油箱通過油管與所述油泵連通，所述油泵驅動電機驅動所述油泵提供壓力油，所述進給牽引裝置、油泵驅動電機、油泵以及油箱均固定安裝於所述運輸載車上。
進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述運輸載車上設置有用於定位固定所述卷揚機的固定裝置。
進一步地，在本發明較佳的實施例中，導向杆包括轉動杆和固定導向頭，所述鋼絲繩遠離所述卷揚機的一端與固定導向頭固定連接，所述固定導向頭與轉動杆轉動連接，所述轉動杆與擴孔鑽鑿裝置形成同步轉動的固定連接。
進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述固定導向頭包括導向錐、左導向套、右導向套以及固定環，所述左導向套和右導向套的一端分別於導向錐可拆卸連接，另一端分別於固定環可拆卸連接，左導向套和右導向套相互貼合共同形成圓管狀的導向套，所述導向套靠近所述固定環的一端內壁上設置有支承環，所述轉動杆遠離所述擴孔鑽鑿裝置的一端通過所述支承環的內孔伸入所述導向套內部，所述轉動杆位於所述導向套內的部位設置有軸承和螺母，所述軸承的外徑與所述導向套內徑匹配，所述螺母抵住所述軸承遠離支承環的一側，所述導向套靠近所述導向錐的一端設置有承力環，所述導向錐上設置有承力盤，所述承力盤位於所述導向套內且抵住所述承力環，所述鋼絲繩遠離卷揚機的一端固定連接於所述導向錐上。
進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述鑿孔旋轉切割傳動裝置還包括旋轉驅動固定裝置，所述旋轉驅動固定裝置包括固定座、橫向支撐定位伸縮梁和舉升座，所述液壓馬達固定安裝於所述固定座上，所述橫向支撐定位伸縮梁與所述固定座固定連接，所述舉升座與所述固定座鉸動連接。
本發明提供的礦山斜孔反井擴孔鑽機的有益效果是：
本礦山斜孔反井擴孔鑽機採用進給牽引裝置和鋼絲繩牽引旋轉的擴孔鑽鑿裝置向鑽鑿方向進給的方式，結構簡單，組裝方便，可以穩、定可靠、高效地擴鑽出直徑較大的斜孔，並方便排渣和通風，降低勞動強度，消除通風井、切割槽施工安全隱患，提高工作效率，提高經濟效益和社會效益，減少礦山企業的採礦成本。同時，本礦山斜孔反井鑽機鑽孔傾斜角度範圍較大，可以擴鑽出5°－90°傾斜角的通風井或回採切割槽，在資源開採型礦山企業中，具有很高的實用性，可以有效彌補現有技術的缺陷。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
圖1為本發明實施例提供的礦山斜孔反井擴孔鑽機正向位的系統結構示意圖；
圖2為本發明實施例提供的礦山斜孔反井擴孔鑽機的側向位結構示意圖；
圖3為圖2的A部放大圖；
圖4為本發明實施例提供的鑽井裝置的結構示意圖；
圖5為本發明實施例提供的延伸鑽杆的結構示意圖。
圖中標記分別為：
進給牽引裝置 100；
鋼絲繩 200；
定滑輪 300；
旋轉切割傳動裝置 400；液壓馬達 410；安裝座 420；舉升座 430；
橫向支撐定位伸縮梁 431；傳動鑽杆 440；延伸鑽杆 450；
錐螺紋孔 451；錐螺紋頭 452；
擴孔鑽鑿裝置 460；導杆 461；螺旋葉片 470；
運輸載車 500；
穩定油缸 600；
固定導向頭 700；蓋帽 710；基座 720；固定環 730；
軸承 800。
螺母 900。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。
因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「上」、「下」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，或者是本領域技術人員慣常理解的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語「第一」、「第二」、「第三」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「設置」、「安裝」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
實施例：
請參閱圖1-2，本發明提供了一種礦山斜孔反井擴孔鑽機，其包括鑿孔進給裝置、鑿孔旋轉切割傳動裝置400以及鑽鑿料排出裝置。
鑿孔進給裝置包括進給牽引裝置100和鋼絲繩200。鑿孔旋轉切割傳動裝置400包括液壓馬達410、減速箱、旋轉傳動裝置以及擴孔鑽鑿裝置460。液壓馬達410的旋轉動力通過減速箱和旋轉傳動裝置傳遞給擴孔鑽鑿裝置460。擴孔鑽鑿裝置460包括導向杆，進給牽引裝置100的牽引動力通過鋼絲繩200和導向杆傳遞給擴孔鑽鑿裝置460。
鑽鑿料排出裝置包括螺旋葉片470和螺旋葉片470旋轉的傳動裝置，液壓馬達410通過螺旋葉片470旋轉的傳動裝置驅動螺旋葉片470轉動排料。
進一步地，本實施例中，旋轉傳動裝置包括傳動鑽杆440和多根延伸鑽杆450，液壓馬達410的輸出軸與減速箱輸入軸固定連接，減速箱的輸出軸上設置有花鍵軸，所述花鍵軸與減速箱輸出軸形成萬向傳動連接，傳動鑽杆440靠近液壓馬達410的一端設置有花鍵套，花鍵套與花鍵軸滑動嚙合，傳動鑽杆440遠離液壓馬達410的一端設置有外錐螺紋頭452，每根延伸鑽杆450的一端設置有外錐螺紋頭452，另一端設置有內錐螺紋孔451，擴孔鑽鑿裝置460上設置有內錐螺紋孔451，傳動鑽杆440和多根延伸鑽杆450以及擴孔鑽鑿裝置460能通過外錐螺紋頭452和內錐螺紋孔451可拆卸連接。多根延伸鑽杆450的連接處設置有用於防止延伸下垂彎曲的轉動支撐環。
採用傳動鑽杆440和多根延伸鑽杆450作為旋轉傳動裝置的目的在於使得用戶可以根據需要不斷增減旋轉傳動裝置的傳動距離，從而提高本鑿孔旋轉切割傳動裝置400的鑿孔長度；採用錐螺紋連接傳動鑽杆440和延伸鑽杆450的目的在於方便旋轉傳動裝置的安裝和拆卸。
進一步地，參照圖5，本實施例中，螺旋葉片470傳動裝置為延伸鑽杆450，螺旋葉片470與延伸鑽杆450形成同步轉動的固定連接。設置螺旋葉片470的目的在於不斷排出擴孔鑽鑿裝置460切割下的物料，保證擴孔鑽鑿裝置460的正常連續進行。
當然，需要說明的是，在其它實施例中，所述螺旋葉片470傳動裝置也可以為減速箱的輸出軸或者擴孔鑽鑿裝置460，螺旋葉片470也可以與減速箱的輸出軸或者擴孔鑽鑿裝置460形成同步轉動的固定連接。
進一步地，本實施例中，鑿孔進給裝置還包括定滑輪300，進給牽引裝置100為能提供不恆定力的卷揚機，鋼絲繩200一端與卷揚機連接，另一端繞過定滑輪300後與擴孔鑽鑿裝置460的導向杆連接。設置定滑輪300的目的在於一方面為鋼絲繩200提供支撐導向，方便鋼絲繩200的布置，另一方面可以改變鋼絲繩200的牽引方向，以使本鑿孔進給裝置可以適應各種地形，提高本反井擴孔鑽機的實用性和適應性。
當然，需要說明的是，在其它實施例中，所述卷揚機可以採用液壓油缸代替，具體根據實際需求確定。
進一步地，本實施例中，礦山斜孔反井擴孔鑽機還包括運輸載車500，鑿孔旋轉切割傳動裝置400還包括壓力油提供裝置，壓力油提供裝置包括油泵驅動電機、油泵、油箱以及油管，油泵通過油管與液壓馬達410連通，液壓馬達410通過油管與油箱連通，油箱通過油管與油泵連通，油泵驅動電機驅動油泵提供壓力油，進給牽引裝置100、油泵驅動電機、油泵以及油箱均固定安裝於運輸載車500上。設置運輸載車500的目的在於使得本反井擴孔鑽機可以不同工作地點位置間使用時起吊、轉移、安裝方便快速，有效提高本反井擴孔鑽機的機動性。
為了提高本反井擴孔鑽機的工作時的穩定性，運輸載車500上設置有用於固定卷揚機的固定裝置。固定裝置可以採用各種結構和形式，本實施例中，固定裝置包括多根固定油缸，多根固定油缸部分正立設置，部分倒立設置，且分布於運輸載車500的各個部位，卷揚機開始工作前，可以啟動多根固定油缸，多根固定油缸的活塞杆伸出分別抵住工作硐室的地面和頂壁。
進一步地，參照圖3，本實施例中，導向杆包括轉動杆和固定導向頭700，鋼絲繩200遠離進給牽引裝置100的一端與固定導向頭700固定連接，固定導向頭700與轉動杆轉動連接，轉動杆與擴孔鑽鑿裝置460形成同步轉動的固定連接。導向杆採用上述結構的目的在於有效防止鋼絲繩200隨著擴孔鑽鑿裝置460的轉動而轉動，避免對定滑輪300和進給牽引裝置100造成影響，從而保證鑿孔進給裝置的正常工作。
具體地，固定導向頭700包括導向錐、左導向套、右導向套以及固定環730，左導向套和右導向套的一端分別於導向錐可拆卸連接，另一端分別於固定環730可拆卸連接，左導向套和右導向套相互貼合共同形成圓管狀的導向套，導向套靠近固定環730的一端內壁上設置有支承環，轉動杆遠離擴孔鑽鑿裝置460的一端通過支承環的內孔伸入導向套內部，轉動杆位於導向套內的部位設置有軸承800和螺母900，軸承800的外徑與導向套內徑匹配，螺母900抵住軸承800遠離支承環的一側，導向套靠近導向錐的一端設置有承力環，導向錐上設置有承力盤，承力盤位於導向套內且抵住承力環，鋼絲繩200遠離卷揚機的一端固定連接於導向錐上。
採用上述結構連接固定導向頭700和轉動杆的目的在於其具有結構簡單，裝拆方便，工作穩定的特點，可以有效實現固定導向頭700和轉動杆之間的轉動連接，避免鋼絲繩200隨著擴孔鑽鑿裝置460 一起轉動，保證鑿孔進給裝置的正常工作。
進一步地，參照圖4，本實施例中，鑿孔旋轉切割傳動裝置400還包括旋轉驅動固定裝置，旋轉驅動固定裝置包括固定座、橫向支撐定位伸縮梁431和舉升座430，液壓馬達410固定安裝於固定座上，橫向支撐定位伸縮梁431與固定座固定連接，舉升座430與固定座轉動連接。設置上運輸載車500的目的在於使得本反井擴孔鑽機可以移動到任何工作位置，可以有效提高本反井鑽機的機動性。
設置橫向支撐定位伸縮梁431和舉升座430的目的在於支撐和穩定液壓馬達410。同時，舉升座430和橫向支撐定位伸縮梁431還為擴孔鑽鑿裝置460的旋轉提供反作用力，保證旋轉運動的穩定進行，而採用轉動連接和延伸鑽杆與傳動箱輸出軸的萬向轉動連接可以使得舉升座430上的旋轉驅動輸出中心指向對鑽鑿孔軸中心可以在一定範圍內調節，以便適應不同的地形環境，提高本反井擴孔鑽機的實用性。
本礦山斜孔反井擴孔鑽機的工作原理和過程是這樣的：第一步，在礦山井下的指定位置鑽設一個擴鑽導向孔和一個鑽鑿進給牽引繩穿導孔，並在擴鑽導向孔的起擴處施工滿足要求的旋轉驅動裝置安裝硐室。
第二步，運輸載車500移動到上述指定位置處，並安裝反井擴孔鑽機的旋轉驅動及鑽鑿擴孔裝置，具體地，將運輸載車500、進給牽引裝置100以及鑿孔旋轉切割傳動裝置400轉運到旋轉驅動裝置安裝硐室，先將纏繞在進給牽引裝置100的上的鋼絲繩200拖拽出來穿過鑽鑿進給牽引繩穿導孔，然後繞過上層巷道安裝在其頂部的定滑輪300後，從擴鑽導向孔引出後與擴孔鑽鑿裝置460進行可靠連接，，再運輸載車500上的起吊裝置將擴孔鑽機的旋轉驅動及鑽鑿擴孔裝置安裝在所述安裝硐室內。運輸載車500移動到預設位置，啟動運輸載車500上的多根穩定油缸600，多根穩定油缸600的活塞杆伸出並抵住所在位置硐室的牆壁，從而固定運輸載車500和進給牽引裝置100固定在工作點的位置；啟動進給提升裝置，並用進給提升裝置和輔助設施吊起就位安裝擴孔鑽鑿裝置460，調整定位旋轉驅動的液壓馬達410、減速箱和供油管路，從而使旋轉驅動裝置具備提供旋轉動力的條件，接著用傳動鑽杆440將擴孔鑽鑿裝置460和旋轉切割傳動裝置400連接安裝好滿足鑽鑿擴孔的條件。
第三步，開啟運輸載車500上的壓力油供給系統，為進給牽引裝置100和旋轉驅動裝置供給壓力油，使液壓馬達410驅動花鍵軸轉動，花鍵軸帶動傳動鑽杆440轉動，傳動鑽杆440帶動延伸鑽杆450轉動，延伸鑽杆450帶動擴孔鑽鑿裝置460轉動待進行擴鑽作業；再啟動運輸載車500上的電機或液壓馬達410工作亦開始工作，進給牽引裝置100開始拉動鋼絲繩200的一端，使得鋼絲繩200收納於進給牽引裝置100內，此時鋼絲繩200的另一端就會牽引轉動的擴孔鑽鑿裝置460沿直徑較小的擴鑽導向孔的擴鑿延伸方向進給，實現鑽鑿擴孔作業；鑽鑿擴孔時後，再啟動進給的驅動牽引卷揚機，使卷揚機牽引旋轉的擴孔鑽鑿裝置460轉動從而鑽切擴孔；鑽切產生的廢料會在被旋轉切割傳動裝置400帶動螺旋葉片470的轉動下快速地排出斜孔。
在上述鑽孔的過程中，需要說明的是，多根延伸鑽杆450不是在開始鑽孔前一起安裝在傳動鑽杆440上，而是隨著擴孔鑽鑿裝置460的不斷進給一根一根逐漸添加的。比如開始鑽孔前可以先安裝一根延伸鑽杆450，之後隨著擴孔鑽鑿裝置460的不斷進給，傳動鑽杆440也會不斷進給並逐漸脫離花鍵軸，當傳動鑽杆440即將完全脫離花鍵軸時，停止進給牽引裝置100和液壓馬達410，然後旋轉拉動傳動鑽杆440，使其回到初始位置，然後將一根延伸鑽杆450的兩端加裝於傳動鑽杆440和之前安裝好的延伸鑽杆450之間(在安裝延伸鑽杆450時，可以再延伸鑽杆450的端部套設一個支承環，以便支撐鑽杆總成，保證鑽杆總成在擴鑿孔內的穩定性)，安裝完成後重新啟動進給牽引裝置100和液壓馬達410即可。重複上述操作過程，延伸鑽杆450的數量就會逐漸增加，整個鑽杆總成的長度也不斷增加，這樣擴孔鑽鑿裝置460就可以鑽切出各種長度的且直徑較大的斜孔。
鑽孔進行過程中產生的物料，用鏟運車運走，一個擴鑿鑽孔完成後，拆除反井鑽機並吊裝在運輸載車上，運輸載車500即可將反井鑽機運輸到下一個指定位置進行工作。
綜上所述，本礦山斜孔反井擴孔鑽機採用進給牽引裝置100和鋼絲繩200牽引旋轉的擴孔鑽鑿裝置460進給的方式，結構簡單，組裝方便，可以穩定可靠高效地擴鑽出直徑較大的斜孔，從而方便排渣和通風，降低勞動強度，消除安全隱患，提高工作效率，提高經濟效益和社會效益，降低礦山企業的採礦成本。同時，本礦山斜孔反井鑽鑽孔傾斜角度範圍較大，可以擴鑽出5°－90°傾斜角的斜通風井或回採切割槽，在資源開採型礦山企業中，具有很高的實用性，可以有效彌補現有技術的缺陷。
以上僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。