一種用於綜採工作面過斷層的吊裝式鑽孔裝置及使用方法與流程

2023-12-09 18:40:41

本發明屬於煤礦機械技術領域，特別是涉及一種用於綜採工作面過斷層的吊裝式鑽孔裝置及使用方法。

背景技術：

目前，在煤炭地下開採過程中，由於煤層賦存條件的複雜性，煤層中往往存在著大小不等的若干斷層，當綜採工作面推進時遇到斷層，綜採設備將無法繼續作業，從而阻礙綜採工作面的正常推進，現階段有兩種處理方式，第一種是繞開斷層重新推進，第二種是爆破斷層強行推進，當遇到大斷層時，可採用第一種處理方式，當遇到小斷層時，往往採用第二種處理方式。

當採用爆破斷層強行推進的過斷層方式時，首先需要將綜採設備部分拆除轉移或進行安全防護，然後再對斷層進行爆破，以實現綜採工作面的正常推進。而爆破斷層前，需要在斷層巖體上加工出若干裝藥孔，這些裝藥孔都是由人工操作氣動錨杆鑽機來完成的，鑽孔效率十分低下，且工人的勞動強度特別大，每一次過斷層過程都會花費大量的時間，從而嚴重影響了整體煤炭開採效率。再有，由於低效的過斷層方式，也使得綜採設備的機械化優勢無法得到充分發揮。

現階段，技術人員迫切希望提高過斷層效率，特別是提高過斷層過程中的鑽孔效率，為此必須要改變傳統人工操作氣動錨杆鑽機進行鑽孔的方式，轉而實現機械化鑽孔，技術人員本想將傳統的機械化自動鑿巖機引入過斷層過程中，但是受限於綜採工作面的狹小空間，現有的機械化自動鑿巖機由於龐大的體積，其根本不具備在綜採工作面內使用的條件。

因此，有必要針對綜採工作面過斷層設計一種全新的機械化鑽孔設備，其應有效提高鑽孔效率，並有效提高過斷層效率，使綜採設備的機械化優勢得到充分發揮。

技術實現要素：

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種用於綜採工作面過斷層的吊裝式鑽孔裝置及使用方法，能夠實現機械化鑽孔，有效降低工人勞動強度，有效提高鑽孔效率和過斷層效率，能夠充分發揮綜採設備的機械化優勢。

為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：一種用於綜採工作面過斷層的吊裝式鑽孔裝置，包括基臺板、控制臺、鑽機、鑽機安裝架及吊裝升降組件；所述基臺板位於刮板輸送機上，所述控制臺和鑽機安裝架均設置在基臺板上，所述鑽機安裝在鑽機安裝架上，所述吊裝升降組件連接在基臺板與液壓支架之間。

在所述基臺板下表面安裝有支撐滑靴和導向滑靴，所述支撐滑靴與刮板輸送機中部槽接觸配合，所述導向滑靴與刮板輸送機的銷排滑動接觸配合。

所述鑽機安裝架包括迴轉底座、支撐臂、升降滑塊、迴轉盤、第一驅動油缸、第二驅動油缸及第三驅動油缸；所述迴轉底座安裝在基臺板上表面，所述支撐臂下端鉸接在迴轉底座上，所述第一驅動油缸一端鉸接在迴轉底座上，第一驅動油缸另一端鉸接在支撐臂上，支撐臂的豎起和放倒動作均通過第一驅動油缸進行控制；在所述支撐臂上設置有導軌，導軌與支撐臂相平行，所述升降滑塊通過導軌連接在支撐臂上，升降滑塊通過導軌與支撐臂滑動配合；所述第二驅動油缸一端連接在升降滑塊上，第二驅動油缸另一端連接在支撐臂上，且第二驅動油缸與支撐臂相平行，升降滑塊的升降動作通過第二驅動油缸進行控制；所述迴轉盤安裝在升降滑塊上，所述鑽機安裝在迴轉盤上，所述第三驅動油缸一端鉸接在迴轉盤上，第三驅動油缸另一端鉸接在升降滑塊，所述鑽機通過迴轉盤進行俯仰角度調整。

在所述支撐臂頂端安裝有頂緊油缸，在頂緊油缸頂端安裝有頂緊頭。

所述吊裝升降組件包括升降驅動電機、主動鏈輪、鏈條及從動鏈輪，所述升降驅動電機安裝在基臺板上，主動鏈輪通過減速器與升降驅動電機相連；在所述液壓支架上吊裝有橫梁軌道，在橫梁軌道上設置有導輪組，導輪組配裝有導輪驅動電機；所述從動鏈輪通過軸承套裝在導輪驅動電機的電機軸上，所述鏈條連接在主動鏈輪與從動鏈輪之間。

所述導向滑靴、第一驅動油缸、第二驅動油缸、第三驅動油缸、頂緊油缸、升降驅動電機及導輪驅動電機的動作均通過控制臺進行操控。

所述的用於綜採工作面過斷層的吊裝式鑽孔裝置的使用方法，包括如下步驟：

步驟一：控制導輪驅動電機轉動，使導輪組從橫梁軌道末端移動到橫梁軌道前端，進而將鏈條懸吊下的基臺板移動到刮板輸送機上方；

步驟二：控制升降驅動電機轉動，釋放鏈條，進而將基臺板落放到刮板輸送機上；

步驟三：移除鏈條；

步驟四：控制第一驅動油缸動作，使支撐臂豎起；

步驟五：控制第三驅動油缸動作，使迴轉盤轉動，進而將鑽機調整到水平狀態；

步驟六：控制第二驅動油缸動作，調整升降滑塊的高度位置，進而調整鑽機的高度位置；

步驟七：通過迴轉底座調整鑽機的水平擺角，通過迴轉盤調整鑽機的俯仰擺角，直到鑽機處於鑽孔位置；

步驟八：控制頂緊油缸伸出，使頂緊頭頂靠在液壓支架上；

步驟九：啟動鑽機，完成該鑽孔位置處的裝藥孔打鑽作業；

步驟十：重新調整鑽機的高度位置、水平擺角及俯仰擺角，完成其他鑽孔位置處的裝藥孔打鑽作業；

步驟十一：控制頂緊油缸縮回，使頂緊頭與液壓支架脫離接觸；

步驟十二：控制導向滑靴動作，將基臺板移動到其他鑽孔工位，利用鑽機完成剩餘裝藥孔的打鑽作業；

步驟十三：控制導向滑靴動作，將基臺板移動到橫梁軌道下方；

步驟十四：依次控制第三驅動油缸和第一驅動油缸動作，使支撐臂和鑽機處於放倒狀態；

步驟十五：裝回鏈條；

步驟十六：控制升降驅動電機轉動，回收鏈條，進而將基臺板抬離刮板輸送機；

步驟十七：控制導輪驅動電機轉動，使導輪組從橫梁軌道前端移動到橫梁軌道末端，進而使鏈條懸吊下的基臺板遠離刮板輸送機。

本發明的有益效果：

本發明與傳統人工操作氣動錨杆鑽機進行鑽孔的方式相比，實現了機械化鑽孔，有效降低了工人的勞動強度，並且有效提高了鑽孔效率和過斷層效率，充分發揮了綜採設備的機械化優勢，有效保證了整體煤炭開採效率。

附圖說明

圖1為本發明的一種用於綜採工作面過斷層的吊裝式鑽孔裝置(鑽孔狀態)結構示意圖；

圖2為本發明的一種用於綜採工作面過斷層的吊裝式鑽孔裝置(未鑽孔時處於懸吊狀態)結構示意圖；

圖3為本發明的鑽機與鑽機安裝架的配裝示意圖；

圖4為本發明的基臺板、控制臺及吊裝升降組件(下半部分)的配裝示意圖；

圖5為本發明的吊裝升降組件(上半部分)結構示意圖；

圖中，1—基臺板，2—控制臺，3—鑽機，4—鑽機安裝架，5—吊裝升降組件，6—刮板輸送機，7—液壓支架，8—支撐滑靴，9—導向滑靴，10—迴轉底座，11—支撐臂，12—升降滑塊，13—迴轉盤，14—第一驅動油缸，15—第二驅動油缸，16—頂緊油缸，17—頂緊頭，18—升降驅動電機，19—主動鏈輪，20—鏈條，21—從動鏈輪，22—減速器，23—橫梁軌道，24—導輪組，25—導輪驅動電機，26—第三驅動油缸。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。

如圖1～5所示，一種用於綜採工作面過斷層的吊裝式鑽孔裝置，包括基臺板1、控制臺2、鑽機3、鑽機安裝架4及吊裝升降組件5；所述基臺板1位於刮板輸送機6上，所述控制臺2和鑽機安裝架4均設置在基臺板1上，所述鑽機3安裝在鑽機安裝架4上，所述吊裝升降組件5連接在基臺板1與液壓支架7之間。

在所述基臺板1下表面安裝有支撐滑靴8和導向滑靴9，所述支撐滑靴8與刮板輸送機6中部槽接觸配合，所述導向滑靴9與刮板輸送機6的銷排滑動接觸配合。

所述鑽機安裝架4包括迴轉底座10、支撐臂11、升降滑塊12、迴轉盤13、第一驅動油缸14、第二驅動油缸15及第三驅動油缸26；所述迴轉底座10安裝在基臺板1上表面，所述支撐臂11下端鉸接在迴轉底座10上，所述第一驅動油缸14一端鉸接在迴轉底座10上，第一驅動油缸14另一端鉸接在支撐臂11上，支撐臂11的豎起和放倒動作均通過第一驅動油缸14進行控制；在所述支撐臂11上設置有導軌，導軌與支撐臂11相平行，所述升降滑塊12通過導軌連接在支撐臂11上，升降滑塊12通過導軌與支撐臂11滑動配合；所述第二驅動油缸15一端連接在升降滑塊12上，第二驅動油缸15另一端連接在支撐臂11上，且第二驅動油缸15與支撐臂11相平行，升降滑塊12的升降動作通過第二驅動油缸15進行控制；所述迴轉盤13安裝在升降滑塊12上，所述鑽機3安裝在迴轉盤13上，所述第三驅動油缸26一端鉸接在迴轉盤13上，第三驅動油缸26另一端鉸接在升降滑塊12，所述鑽機3通過迴轉盤13進行俯仰角度調整。

在所述支撐臂11頂端安裝有頂緊油缸16，在頂緊油缸16頂端安裝有頂緊頭17。

所述吊裝升降組件5包括升降驅動電機18、主動鏈輪19、鏈條20及從動鏈輪21，所述升降驅動電機18安裝在基臺板1上，主動鏈輪19通過減速器22與升降驅動電機18相連；在所述液壓支架7上吊裝有橫梁軌道23，在橫梁軌道23上設置有導輪組24，導輪組24配裝有導輪驅動電機25；所述從動鏈輪21通過軸承套裝在導輪驅動電機25的電機軸上，所述鏈條20連接在主動鏈輪19與從動鏈輪21之間。

所述導向滑靴9、第一驅動油缸14、第二驅動油缸15、第三驅動油缸26、頂緊油缸16、升降驅動電機18及導輪驅動電機25的動作均通過控制臺2進行操控。

當綜採工作面推進時遇到斷層，綜採設備無法繼續作業，需要爆破斷層強行推進，此時可利用本發明的鑽孔裝置進行裝藥孔的打鑽作業。在初始狀態下，鑽孔裝置懸吊在液壓支架7上，且位於橫梁軌道23末端，支撐臂11處於放倒狀態，且鑽機1與支撐臂11處於平行狀態。本實施例中，基臺板1安裝有兩組鑽機，可以利用雙鑽機同時鑽孔，提高鑽孔效率。

所述的用於綜採工作面過斷層的吊裝式鑽孔裝置的使用方法，包括如下步驟：

步驟一：控制導輪驅動電機25轉動，使導輪組24從橫梁軌道23末端移動到橫梁軌道23前端，進而將鏈條20懸吊下的基臺板1移動到刮板輸送機6上方；

步驟二：控制升降驅動電機18轉動，釋放鏈條20，進而將基臺板1落放到刮板輸送機6上；

步驟三：移除鏈條20；

步驟四：控制第一驅動油缸14動作，使支撐臂11豎起；

步驟五：控制第三驅動油缸26動作，使迴轉盤13轉動，進而將鑽機3調整到水平狀態；

步驟六：控制第二驅動油缸15動作，調整升降滑塊12的高度位置，進而調整鑽機3的高度位置；

步驟七：通過迴轉底座10調整鑽機3的水平擺角，通過迴轉盤13調整鑽機3的俯仰擺角，直到鑽機3處於鑽孔位置；

步驟八：控制頂緊油缸16伸出，使頂緊頭17頂靠在液壓支架7上；

步驟九：啟動鑽機3，完成該鑽孔位置處的裝藥孔打鑽作業；

步驟十：重新調整鑽機3的高度位置、水平擺角及俯仰擺角，完成其他鑽孔位置處的裝藥孔打鑽作業；

步驟十一：控制頂緊油缸16縮回，使頂緊頭17與液壓支架7脫離接觸；

步驟十二：控制導向滑靴9動作，將基臺板1移動到其他鑽孔工位，利用鑽機3完成剩餘裝藥孔的打鑽作業；

步驟十三：控制導向滑靴9動作，將基臺板1移動到橫梁軌道23下方；

步驟十四：依次控制第三驅動油缸26和第一驅動油缸14動作，使支撐臂11和鑽機3處於放倒狀態；

步驟十五：裝回鏈條20；

步驟十六：控制升降驅動電機18轉動，回收鏈條20，進而將基臺板1抬離刮板輸送機6；

步驟十七：控制導輪驅動電機25轉動，使導輪組24從橫梁軌道23前端移動到橫梁軌道23末端，進而使鏈條20懸吊下的基臺板1遠離刮板輸送機6。

實施例中的方案並非用以限制本發明的專利保護範圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均包含於本案的專利範圍中。