CN113445932A - 一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置及钻探方法 - Google Patents

一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置及钻探方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置及钻探方法。目的是解决目前手持锚杆机钻孔破碎岩石时稳定性差、存在安全隐患的技术问题，技术方案为：它包括吊装平台、操控台、水平推移平台、水平推移油缸、钻机、垂直旋转油缸和滑轨，滑轨和水平推移平台设置在吊装平台的顶面，水平推移平台与滑轨通过滑槽连接，操控台放置在吊装平台的顶面上，水平推移油缸设置在吊装平台的顶面上，钻机与水平推移平台的顶面左边铰接，垂直旋转油缸与水平推移平台铰接，垂直旋转油缸与钻机中部铰接；操控台分别与水平推移油缸、钻机和垂直旋转油缸电气连接。本发明支撑架与导轨一体化设计，实现了机械化钻探，降低了工人劳动强度，保障工人安全。

Description

一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置及钻探方法
技术领域
本发明属于矿用设备技术领域，具体涉及一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置及钻探方法。
背景技术
目前，在煤炭地下开采过程中，为了保证工作面上煤炭资源最大限度的回收，每采空一层需要了解下一层煤层的厚度及岩石的分布情况，此时需要在当前煤层进行探煤层厚度的工作，由于煤矿井下的工作空间有限，一些大型的钻探设备并不适用，现今所采用探煤层厚度的工具为手持式锚杆机，该设备在工作时需要人工扶持，由于锚杆机钻孔破碎岩石的过程中产生强烈振动造成设备的稳定性较差，从钻孔中掉落的煤渣导致现场操作人员工作环境恶劣，同时操作该设备时操作人员距离钻孔位置较近存在冒顶片帮的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是解决目前手持锚杆机钻孔破碎岩石时稳定性差、存在安全隐患的技术问题，提供一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置及钻探方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置，包括吊装平台、操控台、水平推移平台、水平推移油缸、钻机、垂直旋转油缸和滑轨，所述滑轨设置在吊装平台的顶面右边中部，所述水平推移平台设置在吊装平台的顶面左边中部，所述水平推移平台的底面中部开设有滑槽且水平推移平台与滑轨通过滑槽连接，所述操控台放置在吊装平台的顶面上，所述水平推移油缸平行于水平推移平台设置在吊装平台的顶面上，且水平推移油缸的底座与吊装平台上的凸块铰接，伸缩杆与水平推移平台侧面的凸块铰接，所述钻机的背面下部与水平推移平台的顶面左边铰接，所述垂直旋转油缸的底座与水平推移平台的顶面中部铰接，垂直旋转油缸的伸缩杆端部与钻机的背面中部铰接；
所述操控台分别与水平推移油缸、钻机和垂直旋转油缸电气连接。
进一步的，所述操控台与吊装平台之间还设有连杆，所述连杆的一端与操控台侧面铰接，另一端与吊装平台顶面上的凸块铰接。
进一步的，所述钻机包括支撑座、钻机轨道、若干个链条、液压马达、行走机构、钻机动力头、顶部支撑油缸和顶部支撑板，所述支撑座设置在钻机轨道的下端，所述若干个链条竖直平行设置在钻机轨道的内部，所述液压马达设置在钻机轨道的外侧面一侧中部，所述钻机动力头的刀头朝上设置在钻机轨道的外侧面另一侧中部，所述行走机构设置在液压马达与钻机动力头之间，一端与液压马达的输出轴连接，另一端与钻机动力头连接，所述行走机构与若干个链条连接，所述顶部支撑油缸的底座设置在钻机轨道的上端，所述顶部支撑板设置在顶部支撑油缸的伸缩杆上。
进一步的，所述吊装平台的顶面四个角处均设有吊耳。
进一步的，所述水平推移平台的顶面右边还设有两个钻机支座。
进一步的，利用钻机装置进行钻探综采工作面顶板煤厚的方法，包括如下步骤：
1)使用吊装设备将钻机装置吊装于需要探煤厚的综采工作面顶板下方的刮板机上；
2)通过操控台控制水平推移油缸的伸缩杆位移，推动水平推移平台移动至需要钻孔的位置；
3)通过操控台控制垂直旋转油缸的伸缩杆位移，推动钻机旋转至垂直状态；
4)通过操控台控制顶部支撑油缸的伸缩杆位移，钻机的支撑座和顶部支撑板顶住矿井的顶板和地面，使钻机固定牢固；
5)启动液压马达和钻机动力头，液压马达带动行走机构通过链条上下移动，通过操控台控制行走机构的位移，使钻机动力头的刀头上升至顶板进行钻探作业。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明与传统钻探作业相比，钻机采用轻量化设计，支撑架与导轨一体化设计，结构紧凑，重量轻，结构强度高，适应井下恶劣工作环境，实现了机械化钻探，有效降低了工人的劳动强度，保障工人安全，并且有效提高了钻探效率，充分发挥了综采设备的机械化优势，有效保证了整体煤炭开采效率。
附图说明
图1为本发明的钻机放下时的结构示意图；
图2为本发明的钻机升起时的结构示意图；
图3为本发明的钻机结构示意图；
图4为本发明钻机装置安装在刮板机上的示意图；
图中：1-吊装平台、2-操控台、3-连杆、4-水平推移平台、5-水平推移油缸、6-钻机、7-垂直旋转油缸、8-滑轨、9-吊耳、10-钻机支座；
6.1-支撑座、6.2-钻机轨道、6.3-链条、6.4-液压马达、6.5-行走机构、6.6-钻机动力头、6.7-顶部支撑油缸、6.8-顶部支撑板。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图说明本发明的详细结构，但本发明不局限于下述实施例，在本发明的设计创意的框架内，各种组合实施，或单项实施均在有效保护范围之内。
如图1-4所示，一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置，其特征在于：包括吊装平台1、操控台2、水平推移平台4、水平推移油缸5、钻机6、垂直旋转油缸7和滑轨8，所述滑轨8设置在吊装平台1的顶面右边中部，所述水平推移平台4设置在吊装平台1的顶面左边中部，所述水平推移平台4的顶面右边还设有两个钻机支座10，所述水平推移平台4的底面中部开设有滑槽且水平推移平台4与滑轨8通过滑槽连接，所述操控台2放置在吊装平台1的顶面上，所述操控台2与吊装平台1之间还设有连杆3，所述连杆3的一端与操控台2侧面铰接，另一端与吊装平台1顶面上的凸块铰接，所述水平推移油缸5平行于水平推移平台4设置在吊装平台1的顶面上，且水平推移油缸5的底座与吊装平台1上的凸块铰接，伸缩杆与水平推移平台4侧面的凸块铰接，所述钻机6的背面下部与水平推移平台4的顶面左边铰接，所述垂直旋转油缸7的底座与水平推移平台4的顶面中部铰接，垂直旋转油缸7的伸缩杆端部与钻机6的背面中部铰接，所述吊装平台1的顶面四个角处均设有吊耳9；
所述操控台2分别与水平推移油缸5、钻机6和垂直旋转油缸7电气连接。
所述钻机6包括支撑座6.1、钻机轨道6.2、若干个链条6.3、液压马达6.4、行走机构6.5、钻机动力头6.6、顶部支撑油缸6.7和顶部支撑板6.8，所述支撑座6.1设置在钻机轨道6.2的下端，所述若干个链条6.3竖直平行设置在钻机轨道6.2的内部，所述液压马达6.4设置在钻机轨道6.2的外侧面一侧中部，所述钻机动力头6.6的刀头朝上设置在钻机轨道6.2的外侧面另一侧中部，所述行走机构6.5设置在液压马达6.4与钻机动力头6.6之间，一端与液压马达6.4的输出轴连接，另一端与钻机动力头6.6连接，所述行走机构6.5与若干个链条6.3连接，所述顶部支撑油缸6.7的底座设置在钻机轨道6.2的上端，所述顶部支撑板6.8设置在顶部支撑油缸6.7的伸缩杆上。
利用钻机装置进行钻探综采工作面顶板煤厚的方法，包括如下步骤：
1)使用吊装设备将钻机装置吊装于需要探煤厚的综采工作面顶板下方的刮板机上；
2)通过操控台2控制水平推移油缸5的伸缩杆位移，推动水平推移平台4移动至需要钻孔的位置；
3)通过操控台2控制垂直旋转油缸7的伸缩杆位移，推动钻机6旋转至垂直状态；
4)通过操控台2控制顶部支撑油缸6.7的伸缩杆位移，钻机6的支撑座6.1和顶部支撑板6.8顶住矿井的顶板和地面，使钻机6固定牢固；
5)启动液压马达6.4和钻机动力头6.6，液压马达6.4带动行走机构6.5通过链条6.3上下移动，通过操控台2控制行走机构6.5的位移，使钻机动力头6.6的刀头上升至顶板进行钻探作业。

Claims (6)

1.一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置，其特征在于：包括吊装平台(1)、操控台(2)、水平推移平台(4)、水平推移油缸(5)、钻机(6)、垂直旋转油缸(7)和滑轨(8)，所述滑轨(8)设置在吊装平台(1)的顶面右边中部，所述水平推移平台(4)设置在吊装平台(1)的顶面左边中部，所述水平推移平台(4)的底面中部开设有滑槽且水平推移平台(4)与滑轨(8)通过滑槽连接，所述操控台(2)放置在吊装平台(1)的顶面上，所述水平推移油缸(5)平行于水平推移平台(4)设置在吊装平台(1)的顶面上，且水平推移油缸(5)的底座与吊装平台(1)上的凸块铰接，伸缩杆与水平推移平台(4)侧面的凸块铰接，所述钻机(6)的背面下部与水平推移平台(4)的顶面左边铰接，所述垂直旋转油缸(7)的底座与水平推移平台(4)的顶面中部铰接，垂直旋转油缸(7)的伸缩杆端部与钻机(6)的背面中部铰接；
所述操控台(2)分别与水平推移油缸(5)、钻机(6)和垂直旋转油缸(7)电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置，其特征在于：所述操控台(2)与吊装平台(1)之间还设有连杆(3)，所述连杆(3)的一端与操控台(2)侧面铰接，另一端与吊装平台(1)顶面上的凸块铰接。
3.根据权利要求1所述的一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置，其特征在于：所述钻机(6)包括支撑座(6.1)、钻机轨道(6.2)、若干个链条(6.3)、液压马达(6.4)、行走机构(6.5)、钻机动力头(6.6)、顶部支撑油缸(6.7)和顶部支撑板(6.8)，所述支撑座(6.1)设置在钻机轨道(6.2)的下端，所述若干个链条(6.3)竖直平行设置在钻机轨道(6.2)的内部，所述液压马达(6.4)设置在钻机轨道(6.2)的外侧面一侧中部，所述钻机动力头(6.6)的刀头朝上设置在钻机轨道(6.2)的外侧面另一侧中部，所述行走机构(6.5)设置在液压马达(6.4)与钻机动力头(6.6)之间，一端与液压马达(6.4)的输出轴连接，另一端与钻机动力头(6.6)连接，所述行走机构(6.5)与若干个链条(6.3)连接，所述顶部支撑油缸(6.7)的底座设置在钻机轨道(6.2)的上端，所述顶部支撑板(6.8)设置在顶部支撑油缸(6.7)的伸缩杆上。
4.根据权利要求1所述的一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置，其特征在于：所述吊装平台(1)的顶面四个角处均设有吊耳(9)。
5.根据权利要求1所述的一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置，其特征在于：所述水平推移平台(4)的顶面右边还设有两个钻机支座(10)。
6.利用权利要求1-5中任意一项所述的一种用于综采工作面顶板探煤厚的钻机装置进行钻探综采工作面顶板煤厚的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)使用吊装设备将钻机装置吊装于需要探煤厚的综采工作面顶板下方的刮板机上；
2)通过操控台(2)控制水平推移油缸(5)的伸缩杆位移，推动水平推移平台(4)移动至需要钻孔的位置；
3)通过操控台(2)控制垂直旋转油缸(7)的伸缩杆位移，推动钻机(6)旋转至垂直状态；
4)通过操控台(2)控制顶部支撑油缸(6.7)的伸缩杆位移，钻机(6)的支撑座(6.1)和顶部支撑板(6.8)顶住矿井的顶板和地面，使钻机(6)固定牢固；
5)启动液压马达(6.4)和钻机动力头(6.6)，液压马达(6.4)带动行走机构(6.5)通过链条(6.3)上下移动，通过操控台(2)控制行走机构(6.5)的位移，使钻机动力头(6.6)的刀头上升至顶板进行钻探作业。
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