CN104265166A - 一种配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车，主要由行走机构、升降机构、临时支护机构、钻臂机构、电气***及液压***组成，所述的钻臂机构为八个，钻车升降平台上面布置六个钻臂机构，升降平台的前面布置四个，后面布置两个；车身的后面布置两个钻臂机构；升降平台前面四个钻臂机构呈“一”字排开，通过旋转油缸一安装在滑道上面，滑道通过旋转油缸二安装在升降平台上面，升降平台后面的两个钻臂分别通过旋转油缸一安装在升降平台上面；车身后边两个钻臂机构安装在安装平台上。本发明使其能够一次性完成在连采工作面的全断面锚杆、锚索支护工作，提高了工作效率。

Description

一种配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车

技术领域

本发明涉及锚杆钻车领域，尤其是一种配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车。

背景技术

中国的能源赋存属“缺油、少气、富煤”，因此煤炭在中国一次能源消耗中长期占有70％以上的比例。随着中国经济的高速增长，煤炭消耗量也持续增加，2013年煤炭产量达到了37亿吨，预计未来一个时期,煤炭消费增速将保持在3％左右,到2020年,全国煤炭需求总量将在48亿吨左右,届时，煤炭在我国一次性能源消费结构中的比重仍能占60％左右。到2020年，全国煤炭可利用产能40亿吨，产能缺口8亿吨左右。

随着煤炭行业科技的发展和我国产业政策的要求，自上世纪八十年代开始，先进的锚杆锚索支护技术在我国的煤矿巷道掘进中得到了广泛应用。目前，我国大中型煤矿锚杆锚索支护作业方式大多依靠人工使用手持式单体锚杆机和煤电钻，单体式锚杆钻机机械化程度低，劳动强度大，由于手持式单体锚杆机是由人力操作，人力本身的局限性造成锚杆锁紧力需要二次紧固，这样既增加了工作量，也占用了很多时间，并且需要工人成组作业，单体式锚杆钻机的效率因此很低；通常手持式单体锚杆机在裸露顶板下作业，存在比较严重的安全隐患，导致安全系数低。

连续采煤机的使用实现了掘进工作面的机械化落煤和装煤，并取得了很好的使用效果，大大提高了掘进速度。目前多数使用连采机的巷道掘进中支护作业通常分开进行，即分顶锚杆、帮锚杆、锚索施工三部分，顶部锚杆由四臂车完成，顶部锚索使用单体锚杆机或锚索钻车完成帮锚杆采用煤电钻和人工搭架子完成，不同的人员用不同的设备在不同的时间完成三个阶段的支护作业，造成了设备多、人员多、效率低、劳动强度大、安全性差的缺点，支护作业滞后成了掘进速度的掣肘。

因此，设计一种可以进行锚杆锚索支护、效率高、安全可靠且能够与连采机工作面配套使用能够一次性进行全断面支护作业的新的全液压锚杆锚索钻车，是解决连采机掘进工作面的支护作业效率低、速度低、安全性差的一种有效手段。

发明内容

本发明提供一种配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车，使其能够一次性完成在连采工作面的全断面锚杆、锚索支护工作，并且效率高、安全可靠且能够与连采机在工作面配套使用，从而克服现有的锚杆钻车需要分三步进行支护作业、支护效率低、劳动强度大、安全性差、辅助工作繁琐的缺点，并且提高锚杆钻车在工作面与连采机配套的使用效率。

本发明提供一种配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车，主要由行走机构、升降机构、临时支护机构、钻臂机构、电气***及液压***组成，其中每个钻臂机构前端安装有打钻机构，升降机构包括安装平台和升降平台，安装平台设在行走机构的上部，临时支护机构固定于升降平台上面，其特征在于：所述的钻臂机构为八个，钻车升降平台上面布置六个钻臂机构，其中升降平台前面布置四个钻臂机构，后面布置两个钻臂机构；升降平台前面四个钻臂机构呈“一”字排开，通过旋转油缸一安装在滑道上面，滑道通过旋转油缸二安装在升降平台上面，升降平台后面的两个钻臂分别通过旋转油缸一安装在升降平台上面；另外两个钻臂机构安装在钻车安装平台的后边，形成前后各四个钻臂机构的状态。

优选的方案为旋转油缸一通过螺栓分别与滑道和四个钻臂机构连接，旋转油缸一带动中间两个钻臂机构实现左右10°的摆动和外侧两个钻臂机构实现前后90°的旋转，旋转油缸二通过螺栓分别与滑道和升降平台连接，通过旋转油缸二的旋转实现滑道向车身内部旋转，完成钻臂机构的收缩；所述的旋转油缸一通过螺栓和升降平台后部的升降套筒连接，旋转油缸一带动钻臂机构实现左右90°旋转，升降套筒可以竖直升降。

优选的方案为滑道内部设有伸缩油缸，伸缩油缸通过销轴与滑道连接，实现钻臂机构的左右移动；所述的升降套筒内部安装有伸缩油缸，伸缩油缸通过销轴和升降套筒连接，伸缩油缸带动升降套筒实现竖直升降。

优选的方案为安装在钻车安装平台后边的两个钻臂机构安装有伸缩套筒、升降套筒、旋转油缸三，通过伸缩套筒实现钻臂机构的左右移动，通过升降套筒实现钻臂机构的上下移动，旋转油缸三通过螺栓与升降套筒和钻臂机构连接，带动钻臂机构的旋转。

优选的方案为升降平台下面有一组连杆机构和液压油缸，通过调节液压油缸控制升降平台的起落，升降平台上安装有操作台。

优选的方案为临时支护机构固定在升降平台前部中间位置。

优选的方案为安装在钻车安装平台后边的两个钻臂机构分别设有独立的操作台，操作台与钻臂机构的相对位置固定。

优选的方案为升降平台上设有可升降的顶棚。

其中，电气***与泵站部分连接，并带动泵站部分的液压油泵工作；液压***包括油箱、连接油箱出口与液压油泵入口以及连接液压油泵出口与行走机构、打钻机构、升降机构、钻臂机构、临时支护机构的液压管路，液压泵、马达、液压油缸以及位于液压管路上的平衡阀；行走机构选用履带行走的方式，位于钻车的底部，其上部设有安装平台，液压***的油箱以及泵站部分和电气***均固定安装在安装平台上；升降机构包括安装平台、升降平台、连杆和油缸；行走机构为履带式行走机构，包含有涨紧油缸、行走马达和减速机。

本发明所述的升降平台采用整体结构，升降平台与安装平台之间安装有一组用于保证升降平台稳定起落的连杆机构；升降平台上面安装有六个钻臂，前部安装有四个钻臂和调节钻臂伸缩的油缸，钻臂收回后可以收缩在升降平台中，后部安装有两个钻臂机构；部分液压管路也布置在升降平台内部。升降平台上面安装有保护工人作业安全的顶棚，顶棚随升降架起落，顶棚上面设有顶锚网存放处，实现自动上锚网的功能。

所述的电气***与泵站部分连接，并控制液压油泵，主要由：防爆电机、电磁启动器、卷缆装置、防爆照明灯、瓦斯断电仪、灯光语音信号装置、急停按钮、防爆接线盒和防爆电缆组成；

所述的液压***包括油箱、连接油箱出口与泵站部分以及连接泵站部分出口与行走机构、打钻机构、升降机构、钻臂机构、临时支护机构的液压管路，液压油泵、马达、液压油缸以及位于液压管路上的安全阀和操作阀；

所述的八个钻臂机构，升降平台上面的六个钻臂的侧面装有供操作人员站立的翻板，翻板为左右两个，每个翻板均可以独立完成90°的翻转动作，方便工作人员操作钻臂进行支护作业；后面两个钻臂的升降位置装有独立的操作平台，方便工人操作。

所述的打钻机构有八组，升降平台上面有六组。其中，升降平台的前四个打钻机构能够实现左右10°的摆动，同时也都能够实现左右移动，四个打钻机构中两侧的两组打钻机构可以实现前后90°的旋转；升降平台后面的两组打钻机构可随升降套筒升降，通过旋转油缸可以实现左右90°的旋转。车身后面两组钻臂的打钻机构可随钻臂进行前后、左右180°的转动。每组打钻机构包括两根不同行程的液压油缸、滑道、回转机构总成及链条总成，油缸位于滑道的两侧，回转机构总成位于滑道的上方，回转机构、油缸通过链条总成与滑道连接在一起。

本发明具有以下优势：(1)可实现连采机工作面支护作业机械化，仅需一次支护作业即可完成支护工作，大大提供了工作效率，并提高支护效率和作业安全系数，降低劳动强度，进而缓解掘锚失调的状况；(2)全液压控制，动力部分为防爆电机带动液压油泵向***供液，通过液压***各个元件控制机械部分执行元件，操作简单、故障率低、维修方便；(3)钻臂安装在安装平台上面，保证了钻车在工作状态下的稳定性；(4)临时支护机构可以对巷道进行临时支护，避免工人在空顶的条件下作业，提高了工人作业的安全系数；(5)钻车整体结构合理，刚性好，行走自如可靠，适应在恶劣的环境下工作。打钻机构扭矩大，转速高，是十分理想的煤矿井下采掘安全支护设备。(6)可实现我国煤矿行业安全、高效、机械化作业的目标，丰富和完善了业内锚杆锚索车的功能，既能一次性完成全断面支护作业，也能辅助完成打探测孔(水、瓦斯的探孔)。

附图说明

图1是本发明一种八臂全液压锚杆锚索钻车的钻车侧视示意图；

图2是本发明一种八臂全液压锚杆锚索钻车的钻车俯视示意图；

图3是本发明一种八臂全液压锚杆锚索钻车的钻车后视示意图(缺少四个钻臂)。

具体实施方式

参照附图1-3所示，本发明提供一种配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车，主要由行走机构1、升降机构3、临时支护机构4、钻臂机构5、电气***2及液压***组成，其中每个钻臂机构前端安装有打钻机构6，升降机构3包括安装平台11和升降平台32，行走机构1位于钻车的底部，安装平台11设在行走机构1的上部，临时支护机构4固定于升降平台32上面。所述的钻臂机构5为八个，钻车升降平台布置六个钻臂机构，机身安装平台11后部安装两个钻臂机构；升降平台的前面布置四个钻臂机构51、52、53、54，后面布置两个钻臂机构57、58；升降平台的前面四个钻臂机构呈“一”字排开，通过旋转油缸一安装在滑道上面，滑道通过旋转油缸二安装在升降平台32上面，升降平台后面的两个钻臂通过旋转油缸一安装在升降平台上面的升降套筒上面，升降套筒用螺栓固定在升降平台上面；机身的后边安装两个钻臂机构55、56，安装在安装平台11上；旋转油缸一通过螺栓分别与滑道和升降平台前部的四个钻臂机构51、52、53、54连接，旋转油缸一带动中间两个钻臂机构52、53实现左右10°的摆动和外侧两个钻臂机构51、54实现前后90°的旋转，旋转油缸二通过螺栓分别与滑道和升降平台32连接，通过旋转油缸二的旋转实现滑道向车身内部旋转，完成钻臂机构5的收缩；滑道内部设有伸缩油缸，伸缩油缸通过销轴与滑道连接，实现钻臂机构5的左右移动；升降平台后部的两个钻臂机构57、58通过旋转油缸能够实现左右90°的旋转，升降套筒的升降可以带动钻臂的升降；机身后边的两个钻臂机构55、56安装有伸缩套筒、升降套筒、旋转油缸三，通过伸缩套筒实现钻臂机构5的左右移动，通过升降套筒实现钻臂机构的上下移动，旋转油缸三通过螺栓与升降套筒和钻臂机构5连接，带动钻臂机构5的旋转；升降平台32下面有一组连杆机构和液压油缸，通过调节液压油缸控制升降平台的起落，升降平台32上安装有操作台；临时支护机构4固定在升降平台32前部中间位置；机身安装平台后面两个钻臂机构分别设有独立的操作台，操作台与钻臂机构的相对位置固定；升降平台32上设有可升降的顶棚34。

参照附图1所示：行走机构1位于钻车的底部，其上部安装有安装平台11，液压***的油箱以及泵站部分和电气***均用螺栓固定在安装平台上；升降机构包括液压升降油缸、可自由升降的升降平台32、连杆机构33、顶棚34；行走机构1为履带式行走机构，履带式行走机构包含有涨紧机构和行走马达，通过涨紧油缸的伸缩运动可调整履带的涨紧程度；行走马达提供行走机构的行走动力，行走马达带动减速机，通过链轮带动履带实现行走机构1行走。

电气***2中的防爆电机与液压***的液压油泵连接，防爆电机启动并带动液压油泵运转，为钻车提供动力；电气***所有元器件均有防爆合格证和煤安证，电气***与外界电源连接，为泵站部分提供动力，是本钻车的电力枢纽。

液压***包含有油箱、液压油泵、马达、液压油缸、平衡阀、油管座、接头、液压管路、水管及冷却器以及位于液压管路上的控制阀等液压元件。油箱在安装平台上，液压管路分别与行走机构、钻臂机构、临时支护机构、打钻机构等完成相应动作的执行机构连接，钻车通过液压管路从泵站部分获得动力，然后通过液压管路把动力传递到执行机构，与执行机构相对应的控制阀配合完成行走、打钻、支护等动作。

升降平台底部安装有升降油缸、连杆机构33，保证了升降平台在上升起落时的稳定性，六个钻臂安装在升降平台上面，所以平台的升降带动钻臂机构升降，钻臂中部的油缸进一步保证了平台升降和钻臂打钻的稳定性。六个钻臂可以独立动作，互不影响。

参照图2和3所示：钻臂机构5包含有八个钻臂，并安装有八个打钻机构6，工人站在翻板12、13上操作控制阀的操纵杆进行钻孔作业，其中升降平台前面的四个钻臂51、52、53、54安装在升降平台32上，四个钻臂均可以实现左右10°的摆动和左右移动，以便适应于锚杆锚索间、排距不同的支护工艺，主要用于顶帮锚杆和锚索作业，51、54可以实现前后90°的旋转，因此还可以辅助打探测孔；四个钻臂可以伸缩，在钻车不工作时可以收缩到升降平台里面；升降平台后部的两个钻臂57、58通过升降套筒可以实现上下升降，旋转油缸一带动钻臂实现90°的摆动，主要用于打帮锚杆。钻臂55、56安装在安装平台11上面，钻臂55、56安装有旋转油缸、伸缩油缸及其对应的操作阀，旋转油缸带动钻臂机构展开，可以进行前后、左右180°的旋转，伸缩油缸可推动钻臂伸长，延伸钻车的工作范围，每个钻臂能够实现独立的自由伸缩和旋转，并且每个钻臂的升降位置都配备一个相对钻臂固定的操作台，方便工人操作。八个钻臂之间相互独立，互不影响。

打钻机构61、62、63、64安装在钻臂机构的滑道上面，61、62、63、64分别能够在钻臂51、52、53、54上面滑动，打钻机构可以在竖直方向伸缩，这四组打钻机构配合钻臂主要用于顶锚杆锚索的作业，不工作时收回，防止钻车在巷道里面移动过程中刮蹭钻臂。打钻机构67、68安装在钻臂57、58上面，这两组打钻机构可跟随钻臂实现左右90°的旋转，主要用于帮锚杆的支护作业。打钻机构65、66安装在钻臂55、56上面，这两个打钻机构可随钻臂实现前后、左右180°的旋转，可以实现打顶部锚杆、锚索和侧帮锚杆的功能，但这两组打钻机构配合钻臂主要用于打侧帮锚杆。八组打钻机构相互独立，控制相应的操作阀可以实现打钻机构相对应的功能。

该八臂钻车的施工工艺为：前四个钻臂主要完成顶锚杆施工，后四个钻臂在顶锚杆后方约五、六米进行帮锚杆施工(由八个钻臂在钻车上面的安装位置决定，本方案是前四个钻臂布置在车身前部，后面四个钻臂布置在车身后部，前后钻臂距离约为5～6米)，安装平台上面的两臂也能进行顶锚索施工，实现了一次性完成全断面支护作业的功能。顶锚杆钻孔时采用负压排屑除尘和水排屑两种方式，帮锚杆采用螺旋钻杆排屑，锚索采用水排屑，减少了用水。

目前连采机掘进巷道每班最多进尺20米，一天40米进尺。采用多臂锚杆车全部支护完一天进尺只需用时10小时，前钻臂也可以进行锚索施工，如果前后钻臂能够配合施工锚索，所用时间会更短，更高效。需要操作工人仅4人(目前为止，连采机后配套的支护设备把支护工作做完需要20人)，实现了减人提效、降低劳动强度的目的。

以上内容是结合本发明的结构和工作过程对其所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车，主要由行走机构、升降机构、临时支护机构、钻臂机构、电气***及液压***组成，其中每个钻臂机构前端安装有打钻机构，升降机构包括安装平台和升降平台，安装平台设在行走机构的上部，临时支护机构固定于升降平台上面，其特征在于：所述的钻臂机构为八个，钻车升降平台上面布置六个钻臂机构，其中升降平台前面布置四个钻臂机构，后面布置两个钻臂机构；升降平台前面四个钻臂机构呈“一”字排开，通过旋转油缸一安装在滑道上面，滑道通过旋转油缸二安装在升降平台上面，升降平台后面的两个钻臂分别通过旋转油缸一安装在升降平台上面；另外两个钻臂机构安装在钻车安装平台的后边，形成前后各四个钻臂机构的状态。

2.根据权利要求1所述的配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车，其特征在于：所述的旋转油缸一通过螺栓分别与滑道和四个钻臂机构连接，旋转油缸一带动中间两个钻臂机构实现左右10°的摆动和外侧两个钻臂机构实现前后90°的旋转，旋转油缸二通过螺栓分别与滑道和升降平台连接，通过旋转油缸二的旋转实现滑道向车身内部旋转，完成钻臂机构的收缩；所述的旋转油缸一通过螺栓和升降平台后部的升降套筒连接，旋转油缸一带动钻臂机构实现左右90°旋转，升降套筒可以竖直升降。

3.根据权利要求1或2所述的配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车，其特征在于：所述的滑道内部设有伸缩油缸，伸缩油缸通过销轴与滑道连接，实现钻臂机构的左右移动；所述的升降套筒内部安装有伸缩油缸，伸缩油缸通过销轴和升降套筒连接，伸缩油缸带动升降套筒实现竖直升降。

4.根据权利要求3所述的配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车，其特征在于：所述的安装在钻车安装平台后边的两个钻臂机构安装有伸缩套筒、升降套筒、旋转油缸三，通过伸缩套筒实现钻臂机构的左右移动，通过升降套筒实现钻臂机构的上下移动，旋转油缸三通过螺栓与升降套筒和钻臂机构连接，带动钻臂机构的旋转。

5.根据权利要求4所述的配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车，其特征在于：所述的升降平台下面有一组连杆机构和液压油缸，通过调节液压油缸控制升降平台的起落，升降平台上安装有操作台。

6.根据权利要求4所述的配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车，其特征在于：所述临时支护机构固定在升降平台前部中间位置。

7.根据权利要求4所述的配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车，其特征在于：所述的安装在钻车安装平台后边的两个钻臂机构分别设有独立的操作台，操作台与钻臂机构的相对位置固定。

8.根据权利要求7所述的配套连续采煤机使用的八臂全液压锚杆锚索钻车，其特征在于：所述的升降平台上设有可升降的顶棚。