一種煤礦鉆割一體的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤礦鉆割一體機(jī)，包含機(jī)體、動力機(jī)構(gòu)和液壓控制系統(tǒng)，動力機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)體的上端，液壓控制系統(tǒng)安裝在機(jī)體的前端附近，機(jī)體的兩側(cè)安裝有行走裝置，該機(jī)體的前后兩端安裝有支撐裝置，伸縮臂安裝在機(jī)體的前端，并通過液壓件控制伸縮臂的運(yùn)動方向，鉆機(jī)及水射流割縫裝置固定在伸縮臂的前端。本發(fā)明在鉆機(jī)及水射流割縫裝置的鉆進(jìn)過程中可以根據(jù)要求將插入的鉆機(jī)及水射流割縫裝置切換成高壓磨料射流切縫動作，從而實(shí)現(xiàn)邊鉆孔邊割縫目的，區(qū)別與以往的鉆孔完成后再專門進(jìn)行割縫作業(yè)，并在顯著提高工作效率的同時(shí)，還可以有效避免塌孔等現(xiàn)象所造成的鉆機(jī)及水射流割縫裝置的割縫水刀無法探入孔內(nèi)從而無法割縫的問題。
【專利說明】一種煤礦鉆割一體機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦開采機(jī)械制造領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦鉆割一體機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤與瓦斯突出是煤礦開采過程中的嚴(yán)重自然災(zāi)害之一，它是采掘工作面周圍煤巖體快速破碎、伴隨煤巖向巷道拋出或移動、并大量涌出瓦斯的一種極其復(fù)雜的動力現(xiàn)象，會造成人員傷亡和井巷機(jī)電設(shè)備被毀，破壞礦井通風(fēng)系統(tǒng)，甚至引起瓦斯爆炸和火災(zāi)事故。煤與瓦斯突出因其發(fā)生原因復(fù)雜，影響因素眾多，突發(fā)性和破壞性極強(qiáng)而成為礦山安全領(lǐng)域中的重大研究課題之一。
[0003]近年來，隨著開采深度的增加，一些低瓦斯礦井或高瓦斯礦井逐步成為突出礦井，突出次數(shù)日漸增多，造成的災(zāi)害也日益嚴(yán)重。由于防突措施工序復(fù)雜，使得煤巷掘進(jìn)速度緩慢，造成采掘比例嚴(yán)重失調(diào)。目前，大多數(shù)嚴(yán)重突出礦井的煤層巷道掘進(jìn)速度大都在30?40m/月。根據(jù)對發(fā)生突出的作業(yè)地點(diǎn)統(tǒng)計(jì)，突出多數(shù)發(fā)生在煤巷掘進(jìn)工作面，占所有突出次數(shù)的66.2%，煤巷掘進(jìn)過程中頻繁的突出成為危及職工生命安全的主要原因；同時(shí)現(xiàn)有掘進(jìn)防突措施工序復(fù)雜，掘進(jìn)速度緩慢，造成采掘比例嚴(yán)重失調(diào)。
[0004]以豫西為例，其“三軟”不穩(wěn)定煤層可以說是國內(nèi)“三軟”煤層開采的代表，其開采情況十分復(fù)雜。根據(jù)河南省煤研所對緩傾斜煤層頂?shù)装宸诸惖难芯?，全省開采的二分之一的煤層，除豫北地區(qū)外，基本上屬于“三軟”煤層，以豫西較為突出。
[0005]為解決“三軟”煤層的上述問題，國內(nèi)的很多科研院所和生產(chǎn)單位都進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究和探索，得出了 一些有效防突的方法。
[0006]近年來，高壓水射流割縫技術(shù)顯示出良好的發(fā)展勢頭。水力割縫技術(shù)既可以增大透氣性和提高煤(巖)層瓦斯排放能力，又可以起到防突的作用。
[0007]現(xiàn)行的辦法都是通過高壓磨料射流在煤層中切縫，增加煤的暴露面積和突出煤層的透氣性系數(shù)，降低瓦斯壓力，促使地應(yīng)力重新分布，但是在實(shí)際應(yīng)用中，高壓水射流割縫技術(shù)一般需要先由鉆機(jī)打出孔，然后由高壓水射流設(shè)備進(jìn)行割縫，在工藝過程中需要多次移動鉆具和割縫設(shè)備，且鉆孔后割縫時(shí)可能出現(xiàn)孔已損壞無法割縫等問題。以上問題造成施工輔助時(shí)間過長，進(jìn)度慢，效率低，成為影響掘進(jìn)速度的重要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種煤礦鉆割一體機(jī)，通過將鉆機(jī)和割縫設(shè)備合二為一，集成為一個(gè)整體的辦法，使鉆孔和割縫工作能夠在在同一個(gè)鉆孔周期內(nèi)完成，有效的縮短施工時(shí)間，改善瓦斯治理效果、大大的提高了掘進(jìn)速度。
[0009]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:它包含機(jī)體、動力機(jī)構(gòu)和液壓控制系統(tǒng)，動力機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)體的上端，液壓控制系統(tǒng)安裝在機(jī)體的前端附近，機(jī)體的兩側(cè)安裝有行走裝置，該機(jī)體的前后兩端安裝有支撐裝置，伸縮臂安裝在機(jī)體的前端，并通過液壓件控制伸縮臂的運(yùn)動方向，鉆機(jī)及水射流割縫裝置固定在伸縮臂的前端。[0010]所述的鉆機(jī)及水射流割縫裝置包含回轉(zhuǎn)裝置、密封裝置、防突鉆桿和割縫水刀；回轉(zhuǎn)裝置固定在固定板上，其一端與防突鉆桿連接，該固定板固定在伸縮臂上，密封裝置設(shè)置在防突鉆桿的中部，其下端與固定板固定，該防突鉆桿通過夾持裝置固定在固定板的前端，其前端聯(lián)接有割縫水刀，割縫水刀的前端安裝有鉆頭；所述的防突鉆桿包含外管和內(nèi)管，夕卜管套在內(nèi)管的外面，之間通過定位架定位，該外管的前端設(shè)有螺紋，其后端設(shè)有與前端相配合的螺紋，所述內(nèi)管的前端向前延伸出一個(gè)凸出外管頂端的凸出部，該凸出部的外徑小于內(nèi)管的外徑，并在其表面上設(shè)有凹槽，凹槽上套有密封件，所述內(nèi)管的后端設(shè)有與前端相配合的凹口 ；所述防突鉆桿整體分段，段與段之間相互旋接，且旋接后內(nèi)管內(nèi)管和外管在一個(gè)相對位置上處于彼此不能相對轉(zhuǎn)動和軸向移動的連接狀態(tài)。
[0011]由于采用了以上結(jié)構(gòu)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0012]1、區(qū)別與以往的鉆孔完成后再專門進(jìn)行割縫作業(yè)，在鉆機(jī)及水射流割縫裝置的鉆進(jìn)過程中可以根據(jù)要求將插入的鉆機(jī)及水射流割縫裝置切換成高壓磨料射流切縫動作，從而實(shí)現(xiàn)邊鉆孔邊割縫目的；2、在顯著提高工作效率的同時(shí)，還可以有效避免塌孔等現(xiàn)象所造成的鉆機(jī)及水射流割縫裝置的割縫水刀部分無法探入孔內(nèi)從而無法割縫的問題，改善防突效果；3、鉆孔和高壓磨料射流割縫功能由同一套鉆具實(shí)現(xiàn)，無需更換鉆桿，節(jié)約大量的輔助工時(shí)，提高工作效率；4、與以往鉆孔設(shè)備相比，移位速度快。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中:
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明中鉆機(jī)及水射流割縫裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明中鉆機(jī)及水射流割縫裝置的防突鉆桿部分的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記:履帶1、動力機(jī)構(gòu)2、液壓控制系統(tǒng)3、支撐裝置4、伸縮臂5、鉆機(jī)及水射流割縫裝置6、回轉(zhuǎn)裝置6-1、密封裝置6-2、防突鉆桿6-3、固定板6-4、割縫水刀6_5、鉆頭6-6、密封件6-7、密封件6-7、螺紋6-8、外管6_9、定位架6_10、內(nèi)管6_11。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參看圖1，本【具體實(shí)施方式】是采用以下技術(shù)方案:它包含機(jī)體、動力機(jī)構(gòu)2和液壓控制系統(tǒng)3，動力機(jī)構(gòu)2安裝在機(jī)體的上端，液壓控制系統(tǒng)3安裝在機(jī)體的前端附近，機(jī)體的兩側(cè)安裝有行走裝置，該機(jī)體的前后兩端安裝有支撐裝置4，伸縮臂5安裝在機(jī)體的前端，并通過液壓件控制伸縮臂5的運(yùn)動方向，鉆機(jī)及水射流割縫裝置6固定在伸縮臂5的前端，在鉆機(jī)及水射流割縫裝置6的鉆進(jìn)過程中可以根據(jù)要求將插入的鉆機(jī)及水射流割縫裝置6切換成高壓磨料射流切縫動作，從而實(shí)現(xiàn)邊鉆孔邊割縫目的，區(qū)別與以往的鉆孔完成后再專門進(jìn)行割縫作業(yè)，并在顯著提高工作效率的同時(shí)，還可以有效避免塌孔等現(xiàn)象所造成的鉆機(jī)及水射流割縫裝置6的割縫水刀無法探入孔內(nèi)從而無法割縫的問題，改善防突效果，且鉆孔和高壓磨料射流割縫功能由同一套鉆具實(shí)現(xiàn)，無需更換鉆桿，節(jié)約大量的輔助工時(shí)，提高工作效率。
[0019]所述的機(jī)體，是在原有的掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，并將液壓油箱安裝在機(jī)體內(nèi)，使其與機(jī)體融為一體，且液壓油箱鋼板可兼作機(jī)架，有效減小了整機(jī)的外形尺寸，同時(shí)加大了油箱的散熱面積。
[0020]所述的動力機(jī)構(gòu)2為液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)，并由電機(jī)帶動液壓泵輸出壓力油給各動作油缸或馬達(dá)提供能源。由于且液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)具有功率質(zhì)量比大，結(jié)構(gòu)緊湊，布置靈活、控制方便等特點(diǎn)，使得鉆機(jī)及水射流割縫裝置6在工作時(shí)有足夠的靈活性。
[0021]在改造為鉆割一體機(jī)后，其控制功能變化很大，由于增加了支撐裝置4和鉆機(jī)等設(shè)備，原有的液壓控制系統(tǒng)的布局等設(shè)計(jì)也與新設(shè)備的要求相差較大。所述的液壓控制系統(tǒng)3將與原有的以控制掘鉆機(jī)及水射流割縫裝置的工作而設(shè)計(jì)的液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行替換。
[0022]所述的行走裝置為履帶1，該履帶I為獨(dú)立驅(qū)動的雙邊履帶，并采用低速液壓馬達(dá)驅(qū)動，具有接地比壓低、附著力強(qiáng)、驅(qū)動力大、地面適應(yīng)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，可以較好地適應(yīng)煤礦井下作業(yè)環(huán)境。
[0023]所述的支撐裝置4能夠有效的解決工作中經(jīng)常出現(xiàn)的機(jī)體后退現(xiàn)象和機(jī)體被反作用力抬起等不穩(wěn)定問題和安全隱患。由于支撐裝置4分布于車體的前部和后部，加大了支撐面積?？梢杂行г黾铀椒较虻闹瘟Γ苊庹嚭笸?，同時(shí)，由于加大了支撐面積，有效改善了工作時(shí)整車的穩(wěn)定性。
[0024]所述的伸縮臂5替換掉原有與水射流割縫裝置相配合的掘進(jìn)機(jī)的伸縮臂，由于新增的鉆機(jī)繞原伸縮臂的軸線左右擺動動作難以實(shí)現(xiàn)，而原水射流割縫裝置所用液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速較高，低速運(yùn)行困難；且原伸縮臂設(shè)計(jì)尺寸在增加鉆機(jī)時(shí)剛度不夠，所以原伸縮臂與鉆機(jī)及水射流割縫裝置6之間的配合很難協(xié)調(diào)。
[0025]參看圖2-3，所述的鉆機(jī)及水射流割縫裝置6包含密封裝置6-1、回轉(zhuǎn)裝置6_2、防突鉆桿6-3和割縫水刀6-5 ;回轉(zhuǎn)裝置6-2固定在固定板6-4上，該固定板6_4固定在伸縮臂5上，防突鉆桿6-3的后端與密封裝置6-1固定，其中部穿過回轉(zhuǎn)裝置6-2和固定在固定板6-4上的夾持裝置，其前端連接有割縫水刀6-5，割縫水刀6-5的前端安裝有鉆頭6-6，所述密封裝置6-1與壓縮空氣源管和高壓磨料水管聯(lián)接；所述的防突鉆桿6-3包含外管6-9和內(nèi)管6-11,夕卜管6-9套在內(nèi)管6-11的外面,之間通過定位架6-10定位,該外管6_9的前端設(shè)有螺紋6-8，其后端設(shè)有與前端相配合的螺紋，所述內(nèi)管6-11的前端向前延伸出一個(gè)凸出外管6-9頂端的凸出部，該凸出部的外徑小于內(nèi)管6-11的外徑，并在其表面上設(shè)有凹槽，凹槽上套有密封件6-7，所述內(nèi)管6-11的后端設(shè)有與前端相配合的凹口 ；所述防突鉆桿6-3整體分段,段與段之間相互旋接，且旋接后內(nèi)管內(nèi)管6-11和外管6-9在一個(gè)相對位置上處于彼此不能相對轉(zhuǎn)動和軸向移動的連接狀態(tài)。
[0026]顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種煤礦鉆割一體機(jī),其特征在于它包含機(jī)體、動力機(jī)構(gòu)(2)和液壓控制系統(tǒng)(3),動力機(jī)構(gòu)(2)安裝在機(jī)體的上端，液壓控制系統(tǒng)(3)安裝在機(jī)體的前端附近，機(jī)體的兩側(cè)安裝有行走裝置，該機(jī)體的前后兩端安裝有支撐裝置(4)，伸縮臂(5)安裝在機(jī)體的前端，并通過液壓件控制伸縮臂(5)的運(yùn)動方向，鉆機(jī)及水射流割縫裝置(6)固定在伸縮臂(5)的前端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦鉆割一體機(jī)，其特征在于所述的行走裝置為履帶(1)，該履帶(1)為獨(dú)立驅(qū)動的雙邊履帶，并采用低速液壓馬達(dá)驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦鉆割一體機(jī)，其特征在于所述的鉆機(jī)及水射流割縫裝置(6)包含密封裝置(6-1)、回轉(zhuǎn)裝置(6-2)、防突鉆桿(6-3)和割縫水刀(6-5);回轉(zhuǎn)裝置(6-2)固定在固定板(6-4)上，該固定板(6-4)固定在伸縮臂(5)上，防突鉆桿(6_3)的后端與密封裝置(6-1)固定，其中部穿過回轉(zhuǎn)裝置(6-2)和固定在固定板(6-4)上的夾持裝置，其前端連接有割縫水刀出-5)，割縫水刀(6-5)的前端安裝有鉆頭(6-6)，所述密封裝置(6-1)與壓縮空氣源管和高壓磨料水管聯(lián)接；所述的防突鉆桿(6-3)包含外管(6-9)和內(nèi)管(6-11),外管(6-9)套在內(nèi)管(6-11)的外面,之間通過定位架(6-10)定位,該外管(6-9)的前端設(shè)有螺紋(6-8)，其后端設(shè)有與前端相配合的螺紋，所述內(nèi)管(6-11)的前端向前延伸出一個(gè)凸出外管(6-9)頂端的凸出部，該凸出部的外徑小于內(nèi)管(6-11)的外徑，并在其表面上設(shè)有凹槽，凹槽上套有密封件(6-7)，所述內(nèi)管(6-11)的后端設(shè)有與前端相配合的凹口 ；所述防突鉆桿(6-3)整體分段，段與段之間相互旋接，且旋接后內(nèi)管內(nèi)管(6-11)和外管(6-9)在一個(gè)相對位`置上處于彼此不能相對轉(zhuǎn)動和軸向移動的連接狀態(tài)。
【文檔編號】E21C25/60GK103670402SQ201310714600
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】張新民, 孟凡茂, 劉志忠, 劉志超, 劉偉 申請人:河南理工大學(xué)