CN204511432U - 一种四钻臂式掘锚一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种四钻臂式掘锚一体机，包括机体平台、行走机构、掘进机构、转运机构、支护机构、四个锚杆锚索钻孔机构、液压***和电气***；其中，两个锚杆锚索钻孔机构设置于机体平台的前部，另两个锚杆锚索钻孔机构设置于机体平台的后部。本实用新型四钻臂式掘锚一体机的四个钻臂可实现独立操作、平行作业，可同时对该掘锚一体机上方的顶板及两侧帮进行锚杆锚索支护，大大提高了支护效率，并通过支护机构的临时超前支护，可防止作业工人在迎头空顶下作业，保护了作业工人的安全。本实用新型整体机构结构紧凑合理、刚性好，适应在恶劣的环境下工作。

Description

一种四钻臂式掘锚一体机

技术领域

本实用新型涉及煤矿巷道掘进支护技术领域，特别是涉及一种四钻臂式掘锚一体机。

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，先进的机械化掘进设备和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，我国大中型煤矿综掘巷道的掘进设备多采用掘进机，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进行施工，支护作业占用大量时间，掘进机开机率不足30％，支护时也存在空顶下作业安全系数低、劳动强度大、作业环境恶劣及生产效率低等问题，所以在煤矿综掘巷道存在“综掘不综”的境地。而且，单体式锚杆钻机结构比较简单，因此转矩特性较差，电机容易过载，加上锚杆孔钻机是立式作业，电机内易受淋水污染，电气部分故障率高；另外，单体式锚杆钻机机械化程度低，工人工作量大，并且需要工人成组作业，因此单体式锚杆钻机的效率也较低；又因为通常在裸露顶板下作业，存在比较严重的安全隐患，而且锚杆锁紧力需要二次紧固。

综掘机的广泛使用使掘进工作面实现了机械化落煤和装煤,因而大大增加了掘进速度。但现有的支护设备的支护速度较慢，支护占用时间为掘进总时间的三分之二，大大影响了生产效率。现在市场上虽存在四臂钻车、八臂掘钻车，但普遍存在机体庞大，在煤矿井下巷道的移动和通过性都很差等问题。

由此可见，根据产业行业的发展需要，割煤和支护的综合机械化作业问题在目前煤矿巷道掘进过程中显得非常突出。如何能创设一种可以进行高效割煤掘进与机械化锚杆锚索支护相结合的，工作效率高、安全可靠且能够在复杂地质条件下使用的新型四钻臂式掘锚一体机，成为当前业界的目标。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种四钻臂式掘锚一体机，使其同时满足在掘进过程中割煤、落煤、转载、运输、临时支护和永久支护作业，从而克服综掘巷道存在的“综掘不综”、掘锚支护效率低和劳动强度大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种四钻臂式掘锚一体机，包括机体平台、行走机构、掘进机构、转运机构、支护机构、四个锚杆锚索钻孔机构、液压***和电气***；其中，两个锚杆锚索钻孔机构设置于机体平台的前部，另两个锚杆锚索钻孔机构设置于机体平台的后部。

进一步改进，所述设置于机体平台前部的两个锚杆锚索钻孔机构均包括打钻机构、滑轨机构和连接打钻机构与滑轨机构的钻臂回转机构，所述两个滑轨机构的伸缩方向均与该四钻臂式掘锚一体机的行车方向一致，且分别固定在所述机体平台或转运机构上的前部两侧。

进一步改进，所述滑轨机构包括固定部分和位于固定部分内部的移动部分，所述移动部分可向机体平台前端伸出或缩回，所述固定部分固定于机体平台上或转运机构上，所述钻臂回转机构包括钻臂和连杆机构，钻臂的一端连接打钻机构，另一端与所述移动部分的可伸出端可转动连接，所述连杆机构包括杆Ⅰ、杆Ⅱ和杆Ⅲ，所述杆Ⅰ、杆Ⅱ和杆Ⅲ的一端分别连接钻臂的中部、滑轨机构的移动部分和固定部分，所述杆Ⅰ、杆Ⅱ和杆Ⅲ的另一端可转动连接，且杆Ⅲ为伸缩油缸。

进一步改进，所述打钻机构通过旋转油缸与钻臂连接，且所述打钻机构上安装有伸缩油缸。

进一步改进，所述设置于机体平台后部的两个锚杆锚索钻孔机构与设置于机体平台前部的两个锚杆锚索钻孔机构结构相同，且成对称设置。

进一步改进，所述掘进机构包括切割炮头、摇臂机构、切割电机和变位油缸，所述摇臂机构的一端连接切割炮头，另一端通过销轴连接在机体平台的前端上部，所述切割电机带动切割炮头旋转，所述变位油缸设置在摇臂机构和机体平台之间。

进一步改进，所述支护机构包括固定座、支护顶梁和连接固定座与支护顶梁的二连杆机构，所述固定座设置在掘进机构的摇臂机构上，所述二连杆机构包括杆a和杆b，杆a和杆b的一端分别连接固定座的两端，杆a的另一端连接在杆b的中部，杆b的另一端连接支护顶梁，且杆a和杆b均为液压伸缩油缸。

进一步改进，所述行走机构为履带式行走机构，位于所述掘锚一体机底部、机体平台下方。

进一步改进，所述转运机构包括装载机构和刮板运输机构：

所述装载机构可转动的连接在机体平台的前端下部，包括铲板、耙爪机构、液压马达和液压油缸；

所述刮板运输机构包括刮板、链条和液压马达，所述刮板设置在机体平台中间且沿所述掘锚一体机的行车方向设置，且刮板前端与装载机构衔接。

进一步改进，所述液压***包括油箱、泵站部分、液压管路以及位于液压管路上的安全阀和操作阀；所述电气***包括防爆电机、电磁启动器、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；所述防爆电机连接并控制所述泵站部分。

采用上述技术方案后，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型四钻臂式掘锚一体机的四个钻臂可实现独立操作、平行作业，可同时对该掘锚一体机的前部和后部上方的顶板及两侧帮进行锚杆锚索支护，大大提高了支护效率，并通过支护机构的临时超前支护，可防止作业工人在迎头空顶下作业，保护了作业工人的安全。

2、本实用新型中锚杆锚索钻孔机构通过可伸缩滑道和连杆机构，可实现钻臂大范围的、稳定的移动，扩大了打钻机构的作业范围。

3、本实用新型采用全液压控制，通过防爆电机带动液压油泵向各执行机构供液，进而控制各执行机构完成相应的执行动作，操作简单、故障率低、维修方便。

4、本实用新型的电气***具有防爆功能，进一步保证了作业人员的人身安全。

5、本实用新型四钻臂式掘锚一体机可实现掘进机工作面的割煤、落煤、转载、运输、临时支护和永久支护作业，并且在巷道中具有良好的协调与稳定性，提高了支护效率和作业安全系数，降低劳动强度。且整体机构结构紧凑合理、外型尺寸小、刚性好、行走自如可靠，适应在恶劣的环境下工作，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，在煤矿巷道里具有非常好的适用性。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型四钻臂式掘锚一体机展开状态的侧视示意图；

图2是本实用新型四钻臂式掘锚一体机展开状态的俯视示意图；

图3是本实用新型四钻臂式掘锚一体机收回状态的侧视示意图。

具体实施方式

参照附图1至3所示，本实用新型一种四钻臂式掘锚一体机，包括行走机构5、机体平台2、掘进机构1、转运机构、支护机构8、四个锚杆锚索钻孔机构、液压***9和电气***10。

行走机构5位于该四钻臂式掘锚一体机的底部，其上方设置机体平台2，支护机构8、四个锚杆锚索钻孔机构、液压***9和电气***10均设置在该机体平台2上。行走机构5优选为履带式行走机构，履带式行走机构包含有涨紧机构、减速机和行走马达。履带涨紧机构由涨紧轮组、涨紧油缸组成，涨紧轮组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5的行走动力，带动行走机构5向前移动，行走机构5上装有自锁阀，在四钻臂式掘锚一体机停车时按下自锁阀，四钻臂式掘锚一体机不能行走，然后可进行打钻支护等动作；当四钻臂式掘锚一体机需要移动时，打开行走机构5的自锁阀，行走马达带动减速机，通过链轮带动履带实现行走机构5的行走。

掘进机构1主要用于割煤，包括切割炮头、摇臂机构、切割电机和变位油缸。切割炮头采用纵向切割炮头。摇臂机构的一端连接切割炮头，另一端可转动连接在机体平台2的前端上部，如通过销轴连接。切割电机带动切割炮头旋转，变位油缸连接在摇臂机构和机体平台2之间，用于调整切割炮头的位置。

转运机构包括装载机构3和刮板运输机构4。装载机构3包括铲板、耙爪机构、液压马达和油缸，主要用于割煤后的清煤。铲板可转动的连接在机体平台2的前端下部，如通过销轴连接。刮板运输机构4包括刮板、链条和液压马达，主要用于清煤过程的运输。刮板设置在机体平台2中间且沿该四钻臂式掘锚一体机的行车方向设置，刮板前端与装载机构3衔接。

支护机构8可折叠的设置于掘进机构1上，可进行巷道迎头空顶的临时支护，包括固定座、支护顶梁和连接固定座与支护顶梁的二连杆机构。固定座设置在掘进机构1的摇臂机构上。二连杆机构用于保证支护机构8的稳定运动，包括杆a和杆b，杆a和杆b的一端分别连接固定座的两端，杆a的另一端连接在杆b的中部，杆b的另一端连接支护顶梁，且杆a和杆b均为液压伸缩油缸，在杆a和杆b的伸缩带动下，支护机构8展开或收回。

四个锚杆锚索钻孔机构均可折叠的设置于机体平台2上，也可设置于位于机体平台2上的刮板运输机构4上，其中两个锚杆锚索钻孔机构设置于机体平台2的前部两侧，另两个锚杆锚索钻孔机构设置于机体平台2的后部两侧，主要用于顶板和侧帮的锚杆锚索支护。

设置于机体平台2前部的两个锚杆锚索钻孔机构均包括滑轨机构6-1、钻臂回转机构和打钻机构6-2。滑轨机构6-1包括固定部分和位于固定部分内部的移动部分，该移动部分可向机体平台2的前端伸出或缩回，该两个固定部分分别固定于机体平台2上或刮板运输机构4上的前部两侧。钻臂回转机构包括钻臂和连杆机构，钻臂的一端通过旋转油缸连接打钻机构6-2，使打钻机构6-2实现多角度的旋转，以便完成顶板和侧帮的锚杆锚索支护，并且打钻机构6-2上安装有伸缩油缸可推动打钻机构的伸长，实现深孔钻孔作业；钻臂的另一端与滑轨机构6-1移动部分的可伸出端可转动连接；连杆机构包括杆Ⅰ、杆Ⅱ和杆Ⅲ，杆Ⅰ、杆Ⅱ和杆Ⅲ的一端分别可转动的连接在钻臂的中部、滑轨机构6-1的可移动部分和固定部分上，杆Ⅰ、杆Ⅱ和杆Ⅲ的另一端可转动连接在一起，且杆Ⅲ为伸缩油缸，上述可转动连接均可采用销轴连接方式。参照附图1和3所示，在杆Ⅲ的伸缩带动下，钻臂回转机构实现展开与收回。

参照附图2所示，设置于机体平台2前部的两个锚杆锚索钻孔机构6的两个滑轨机构6-1的伸缩方向与该四钻臂式掘锚一体机的行车方向一致，且分别固定在机体平台2或刮板运输机构4上的两侧。且两个钻臂回转机构可以有不同程度的伸缩，可独立操作，同时进行锚杆锚索的支护作业。

设置于机体平台2后部两侧的两个锚杆锚索钻孔机构7可以是现有技术中任一种锚杆锚索钻孔机构，如附图1至3可见，也可以是与设置于机体平台2前部的锚杆锚索钻孔机构6一样的可滑动式结构，且优选该锚杆锚索钻孔机构7的钻臂可向该掘锚一体机的后方展开，即位于机体平台前部或后部的锚杆锚索钻孔机构成对称设置，以扩大该掘锚一体机的作业范围，提高支护效率。

液压***9包括油箱、泵站部分、连接油箱与泵站部分以及连接泵站部分与各执行机构的液压管路、液压油缸以及位于液压管路上的安全阀和操作阀。泵站部分包括液压油泵、压力表及护罩，压力表通过液压管路与液压油泵连接，液压油泵可选用齿轮泵或柱塞泵等。泵站部分通过液压***的液压管路为整机提供动力，是四钻臂式掘锚一体机的动力中心。四钻臂式掘锚一体机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各执行机构，与各执行机构相对应的控制阀配合完成行走、打钻、支护等动作。

电气***10包括防爆电机、本质安全型电磁启动器、防爆照明灯、瓦斯断电仪、灯光语音信号装置、急停按钮、倒车报警仪、防爆接线盒和防爆电缆。其中防爆电机和泵站部分的液压油泵通过联轴器连接，防爆电机启动并带动液压油泵运转，为四钻臂式掘锚一体机提供动力，电气***10是该四钻臂式掘锚一体机的电力中心。

液压***9的油箱、泵站部分和电气***10分别用螺栓固定在机体平台2的中部两侧。

本实用新型四钻臂式掘锚一体机的工作方式是：在掘进时采用纵向切割炮头进行切割落煤，落煤通过前部装载机构进行装载清理，再通过刮板运输机构进行转运，即完成割煤和运输过程；在完成一次割煤进尺后切割炮头落地、停机，将液压***由“割煤作业”切换到“支护作业”，操作机身上的四个锚杆锚索钻孔机构分别展开作业，对机身前部和后部上方的顶板进行锚杆锚索及两侧帮的锚杆进行支护，前后四个钻臂可独立操作、平行作业，同时将临时超前支护机构升起顶住迎头空顶，可防止作业工人在迎头空顶下作业，保护作业工人的安全。

本实用新型四钻臂式掘锚一体机将割煤作业和支护作业组成在一起，形成一种四钻臂式掘锚一体机，该四钻臂式掘锚一体机可实现掘进工作面“割煤作业”和“支护作业”的综合机械化作业，提高了支护效率及作业安全系数、降低劳动强度。

本实用新型四钻臂式掘锚一体机液压***采用“割煤作业”和“支护作业”两路，可相互切换并伴有保护。在割煤作业时，***对“支护作业”不供液，支护各执行机构不工作；在支护作业时，***对“割煤作业”不供液，割煤、装载、转运各机构不工作。这样就充分利用了四钻臂式掘锚一体机本身的空间进行液压***的综合利用，使得四钻臂式掘锚一体机结构紧凑，并尽可能的减小了四钻臂式掘锚一体机的体积。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种四钻臂式掘锚一体机，其特征在于，包括机体平台、行走机构、掘进机构、转运机构、支护机构、四个锚杆锚索钻孔机构、液压***和电气***；其中，两个锚杆锚索钻孔机构设置于机体平台的前部，另两个锚杆锚索钻孔机构设置于机体平台的后部。

2.根据权利要求1所述的四钻臂式掘锚一体机，其特征在于，所述设置于机体平台前部的两个锚杆锚索钻孔机构均包括打钻机构、滑轨机构和连接打钻机构与滑轨机构的钻臂回转机构，所述两个滑轨机构的伸缩方向均与该四钻臂式掘锚一体机的行车方向一致，且分别固定在所述机体平台或转运机构上的前部两侧。

3.根据权利要求2所述的四钻臂式掘锚一体机，其特征在于，所述滑轨机构包括固定部分和位于固定部分内部的移动部分，所述移动部分可向机体平台前端伸出或缩回，所述固定部分固定于机体平台上或转运机构上，所述钻臂回转机构包括钻臂和连杆机构，钻臂的一端连接打钻机构，另一端与所述移动部分的可伸出端可转动连接，所述连杆机构包括杆Ⅰ、杆Ⅱ和杆Ⅲ，所述杆Ⅰ、杆Ⅱ和杆Ⅲ的一端分别连接钻臂的中部、滑轨机构的移动部分和固定部分，所述杆Ⅰ、杆Ⅱ和杆Ⅲ的另一端可转动连接，且杆Ⅲ为伸缩油缸。

4.根据权利要求3所述的四钻臂式掘锚一体机，其特征在于，所述打钻机构通过旋转油缸与钻臂连接，且所述打钻机构上安装有伸缩油缸。

5.根据权利要求1至4任一项所述的四钻臂式掘锚一体机，其特征在于，所述设置于机体平台后部的两个锚杆锚索钻孔机构与设置于机体平台前部的两个锚杆锚索钻孔机构结构相同，且成对称设置。

6.根据权利要求1所述的四钻臂式掘锚一体机，其特征在于，所述掘进机构包括切割炮头、摇臂机构、切割电机和变位油缸，所述摇臂机构的一端连接切割炮头，另一端通过销轴连接在机体平台的前端上部，所述切割电机带动切割炮头旋转，所述变位油缸设置在摇臂机构和机体平台之间。

7.根据权利要求6所述的四钻臂式掘锚一体机，其特征在于，所述支护机构包括固定座、支护顶梁和连接固定座与支护顶梁的二连杆机构，所述固定座设置在掘进机构的摇臂机构上，所述二连杆机构包括杆a和杆b，杆a和杆b的一端分别连接固定座的两端，杆a的另一端连接在杆b的中部，杆b的另一端连接支护顶梁，且杆a和杆b均为液压伸缩油缸。

8.根据权利要求1所述的四钻臂式掘锚一体机，其特征在于，所述行走机构为履带式行走机构，位于所述掘锚一体机底部、机体平台下方。

9.根据权利要求1所述的四钻臂式掘锚一体机，其特征在于，所述转运机构包括装载机构和刮板运输机构：

所述装载机构可转动的连接在机体平台的前端下部，包括铲板、耙爪机构、液压马达和液压油缸；

所述刮板运输机构包括刮板、链条和液压马达，所述刮板设置在机体平台中间且沿所述掘锚一体机的行车方向设置，且刮板前端与装载机构衔接。

10.根据权利要求1所述的四钻臂式掘锚一体机，其特征在于，所述液压***包括油箱、泵站部分、液压管路以及位于液压管路上的安全阀和操作阀；所述电气***包括防爆电机、电磁启动器、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；所述防爆电机连接并控制所述泵站部分。