專利名稱：大孔徑螺旋深孔鉆機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大孔徑鉆機(jī)，尤其涉及一種大孔徑螺旋深孔鉆機(jī)。
背景技術(shù)：
我國(guó)煤礦瓦斯爆炸事故頻發(fā)，死亡人數(shù)眾多。加之 近年來(lái)隨著礦井采深的不斷增力口，動(dòng)力災(zāi)害也更加明顯，給礦井生產(chǎn)和安全帶來(lái)極大威脅。如何對(duì)瓦斯聚集區(qū)進(jìn)行探測(cè)和抽放，如何對(duì)煤巖層進(jìn)行地壓釋放，需要安全、高效的鉆探設(shè)備，以從根本上實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)。鉆孔瓦斯抽放技術(shù)研究從上世紀(jì)60年代起，美、德、澳等發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始進(jìn)行瓦斯抽采技術(shù)研究，通過(guò)采取行之有效的措施，基本實(shí)現(xiàn)了煤礦安全生產(chǎn)。就煤礦瓦斯抽采工藝而言，除美國(guó)部分煤礦采取地面抽采之外，多數(shù)礦井采取本煤層鉆孔抽采。發(fā)達(dá)國(guó)家采用的井下瓦斯鉆機(jī)，雖然種類繁多，功能各異，但根據(jù)驅(qū)動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn)的動(dòng)力來(lái)源不同，可分成兩大類一類是常規(guī)的孔口回轉(zhuǎn)鉆機(jī)(鉆機(jī)通過(guò)鉆桿柱驅(qū)動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn))。如淺孔鉆機(jī)及德、日為代表的一些國(guó)家生產(chǎn)的深孔鉆機(jī)；另一類是孔底動(dòng)力回鉆鉆機(jī)(鉆進(jìn)時(shí)鉆桿柱不回轉(zhuǎn)，由孔底馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn))。如美國(guó)多以孔底動(dòng)力為主，我國(guó)引進(jìn)的幾種鉆機(jī)都屬于這種類型。從整體上看，國(guó)外煤礦井下瓦斯鉆機(jī)在整機(jī)設(shè)計(jì)及元、部件的選用上，較國(guó)內(nèi)鉆機(jī)要先進(jìn)，性能更可靠，功能更完善。我國(guó)常用方法是本煤層鉆孔抽放瓦斯，但由于鉆孔直徑小，孔壁產(chǎn)生的裂隙小，抽放效果不太理想。通過(guò)加大鉆孔的直徑和數(shù)量，以提高孔口抽放負(fù)壓，可以彌補(bǔ)前者不足。 但受鉆具強(qiáng)度及成孔難度大影響，目前還未得到良好解決。鉆孔卸壓防治煤礦沖擊地壓技術(shù)研究煤礦動(dòng)力災(zāi)害一直是巖體力學(xué)及礦山壓力防治研究難點(diǎn)之一，從理論到防治都尚未完全解決。煤礦沖擊地壓屬礦井動(dòng)力現(xiàn)象，是礦山壓力的一種特殊顯現(xiàn)形式，它往往造成采掘空間中支護(hù)設(shè)備的破壞以及采掘空間的變形， 嚴(yán)重時(shí)造成人員傷亡和井巷毀壞，甚至引起地表塌陷而造成局部地震。作為一種世界性的災(zāi)害現(xiàn)象，沖擊地壓在國(guó)際上主要井工開(kāi)采的國(guó)家普遍存在。目前，包括我國(guó)在內(nèi)，德國(guó)、南非、前蘇聯(lián)、波蘭、加拿大等20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)都受到?jīng)_擊地壓災(zāi)害的威脅。我國(guó)礦井大多建于五六十年代，隨著時(shí)間的推移和礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)向深部轉(zhuǎn)移，這些礦井逐步進(jìn)入深部開(kāi)采，沖擊地壓災(zāi)害問(wèn)題更加嚴(yán)重、更加突出、更為普遍。鉆孔卸壓是利用鉆孔方法消除或減緩沖擊地壓危險(xiǎn)的解危措施。其實(shí)質(zhì)是利用高應(yīng)力條件下，煤層中積聚的彈性能來(lái)破壞鉆孔周圍的煤體，使煤層卸壓、釋放能量，消除沖擊危險(xiǎn)。鉆孔卸壓作為防止沖擊地壓的積極措施，正逐漸得到普遍應(yīng)用。該方法在德國(guó)等國(guó)家被認(rèn)為是最實(shí)用有效的方法，是德國(guó)唯一得到國(guó)家監(jiān)察局批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)措施。前蘇聯(lián)也對(duì)此進(jìn)行了大量研究。通過(guò)數(shù)值模擬得出結(jié)論煤層強(qiáng)度和煤層壓力一定的條件下，鉆孔破壞半徑隨著孔徑的增大而增大；鉆孔直徑越大卸壓效果越好。另外，長(zhǎng)期以來(lái)，大直徑鉆孔卸壓未得到充分應(yīng)用的關(guān)鍵原因就是在國(guó)內(nèi)沒(méi)有專用的鉆機(jī)鉆具，嚴(yán)重制約了卸壓解危措施在我國(guó)有沖擊地壓危險(xiǎn)礦井的使用。
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及能源的緊缺，我國(guó)對(duì)資源的需求日益突出，國(guó)家對(duì)瓦斯及動(dòng)力災(zāi)害的治理力度進(jìn)一步加大，在高瓦斯礦區(qū)采取了先放氣、再采煤方針，新型大孔徑螺旋深孔鉆機(jī)將成為市場(chǎng)急需的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種大孔徑螺 旋深孔鉆機(jī)，它通過(guò)擴(kuò)大鉆孔直徑能夠更好實(shí)現(xiàn)煤礦瓦斯抽采和消除或減緩沖擊地壓。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種大孔徑螺旋深孔鉆機(jī)，它包括鉆具總成、前架總成、推進(jìn)總成、履帶行走總成、 旋轉(zhuǎn)支撐總成、鉆具驅(qū)動(dòng)總成及泵站總成，鉆具總成由鉆頭、首節(jié)鉆桿和普通鉆桿連接而成鉆具總成末端與鉆具驅(qū)動(dòng)總成連接，鉆具驅(qū)動(dòng)總成主體結(jié)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)及減速器，鉆具驅(qū)動(dòng)總成置于推進(jìn)總成上，推進(jìn)總成通過(guò)液壓桿與鉆具驅(qū)動(dòng)總成連接，推進(jìn)總成下部為旋轉(zhuǎn)支撐總成，旋轉(zhuǎn)支撐總成由底部的履帶行走總成驅(qū)動(dòng)，泵站總成為動(dòng)力機(jī)構(gòu)并位于鉆機(jī)的末端，其特征在于大孔徑螺旋深孔鉆機(jī)還包括集渣槽總成、運(yùn)輸部總成、運(yùn)輸馬達(dá)，集渣槽總成為開(kāi)口向前的扇形收集箱，集渣槽總成的末端與運(yùn)輸部總成銜接，運(yùn)輸部總成主體為一刮板輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)位于旋轉(zhuǎn)支撐總成下方兩履帶之間，運(yùn)輸部總成由運(yùn)輸馬達(dá)提供動(dòng)力。上述的一種大孔徑螺旋深孔鉆機(jī)，其特征在于集渣槽總成前部部分側(cè)板及底板為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，獨(dú)立部分由液壓千斤頂控制其打開(kāi)張角。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、單鉆桿、大孔徑鉆孔?？朔似胀ㄣ@機(jī)成孔小的缺點(diǎn)，采用了全新設(shè)計(jì)的螺旋鉆桿，鉆采時(shí)可以形成直徑接近500_的鉆孔，以達(dá)到大面積釋放地壓的效果。2、實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)的自行、旋轉(zhuǎn)，解決了煤礦井下鉆機(jī)頻繁搬遷問(wèn)題，提高了工作效率。3、本設(shè)備驅(qū)動(dòng)及推進(jìn)全部采用液壓方式，技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定可靠，有效地解決了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)易過(guò)載損壞的設(shè)備故障；4、設(shè)備本身配置液壓刮板轉(zhuǎn)載機(jī)，可以有效運(yùn)輸鉆孔時(shí)鉆桿排出的煤渣，免除了人力操作，有利于掘進(jìn)頭的環(huán)境控制。經(jīng)濟(jì)效益能夠減小礦山壓力對(duì)巷道圍巖及錨索錨桿等支護(hù)體的作用力，降低巷道圍巖應(yīng)力及變形量，優(yōu)化支護(hù)設(shè)計(jì)，節(jié)約支護(hù)材料。施工方便，速度快。通過(guò)比較，一個(gè)大直徑鉆孔可替代14 20個(gè)小直徑鉆孔，抽發(fā)瓦斯量是小孔的5. 86倍；大直徑鉆孔成本比小直徑鉆孔布置降低20. 89%，比高抽巷與小孔聯(lián)合布置低50. 59%。社會(huì)效益在能源日趨緊張、煤炭行業(yè)前景大好的形勢(shì)下，煤礦安全成了阻礙煤炭行業(yè)發(fā)展的瓶頸，研發(fā)安全、效率高、大孔徑的鉆孔設(shè)備是非常必要的。本項(xiàng)目的成功研制將實(shí)現(xiàn)與綜掘機(jī)進(jìn)行交替作業(yè)對(duì)掘進(jìn)巷道打大直徑卸壓孔，消除或減緩沖擊地壓危險(xiǎn)，同時(shí)又可在巷道實(shí)現(xiàn)180度旋轉(zhuǎn)對(duì)工作面煤層打大直徑卸壓、瓦斯抽放孔，提高了鉆孔效率、 降低了鉆孔成本。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為圖1的左視圖。圖中1、鉆具總成2、集 渣槽總成3、前架總成4、推進(jìn)總成5、履帶行走總成 6、旋轉(zhuǎn)支撐總成7、鉆具驅(qū)動(dòng)總成8、運(yùn)輸部總成9、泵站總成10、運(yùn)輸馬達(dá)如圖1、圖2、圖3所示，一種大孔徑螺旋深孔鉆機(jī)，它包括鉆具總成1、前架總成3、 推進(jìn)總成4、履帶行走總成5、旋轉(zhuǎn)支撐總成6、鉆具驅(qū)動(dòng)總成7及泵站總成9，鉆具總成1由鉆頭、首節(jié)鉆桿和普通鉆桿連接而成鉆具總成1末端與鉆具驅(qū)動(dòng)總成7連接，鉆具驅(qū)動(dòng)總成 7主體結(jié)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)及減速器，鉆具驅(qū)動(dòng)總成7置于推進(jìn)總成4上，推進(jìn)總成4通過(guò)液壓桿與鉆具驅(qū)動(dòng)總成連接，推進(jìn)總成下部為旋轉(zhuǎn)支撐總成6，旋轉(zhuǎn)支撐總成6由底部的履帶行走總成5驅(qū)動(dòng)，泵站總成9為動(dòng)力機(jī)構(gòu)并位于鉆機(jī)的末端，大孔徑螺旋深孔鉆機(jī)還包括集渣槽總成2、運(yùn)輸部總成8、運(yùn)輸馬達(dá)10，集渣槽總成2為開(kāi)口向前的扇形收集箱，集渣槽總成2前部的部分側(cè)板及底板為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，獨(dú)立部分由液壓千斤頂控制其打開(kāi)張角。集渣槽總成2的末端與運(yùn)輸部總成8銜接，運(yùn)輸部總成8主體為一刮板輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)位于旋轉(zhuǎn)支撐總成6下方兩履帶之間，運(yùn)輸部總成8由運(yùn)輸馬達(dá)10提供動(dòng)力。本鉆機(jī)各主要部分的詳細(xì)說(shuō)明如下1.鉆具總成由鉆頭、首節(jié)鉆桿和普通鉆桿組成。采用易拆卸的彈簧卡塊進(jìn)行連接，具有拆卸方便、自由度高的特點(diǎn)。由于內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行霧化水運(yùn)送，保證了鉆具在使用過(guò)程中對(duì)鉆頭頭部通風(fēng)通水的要求，克服了單鉆具掘進(jìn)過(guò)程中既要通風(fēng)又要通水的難題。2.集渣槽總成采用可調(diào)節(jié)的活動(dòng)擋板，對(duì)鉆采出的煤炭進(jìn)行收集，提高了自動(dòng)化水平，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了作業(yè)面工作環(huán)境。3.前架總成；對(duì)鉆桿進(jìn)行定位和輔助拆裝，提高鉆桿更換、接續(xù)時(shí)的工作效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。4.推進(jìn)總成為鉆機(jī)鉆具開(kāi)采時(shí)提供軸向推進(jìn)力，使鉆具保持對(duì)煤壁的壓力，保證正常的鉆進(jìn)。5.履帶行走總成采用履帶式行走機(jī)構(gòu)，對(duì)礦井巷道地質(zhì)調(diào)節(jié)有較大適應(yīng)能力， 提高了工作面變動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)移效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。6.旋轉(zhuǎn)支撐總成為動(dòng)力箱和鉆具提供全向旋轉(zhuǎn)能力，以便能實(shí)現(xiàn)對(duì)巷道掘進(jìn)頭和巷道側(cè)壁的鉆采，擴(kuò)展了鉆機(jī)的使用范圍和適應(yīng)能力。7.鉆具驅(qū)動(dòng)總成為鉆機(jī)提供旋轉(zhuǎn)用驅(qū)動(dòng)力，采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)及減速器增大扭矩，具有抗過(guò)載能力強(qiáng)、扭矩大等有點(diǎn)。8.運(yùn)輸部總成安裝在鉆機(jī)底部?jī)蓷l履帶中間，對(duì)鉆具采下的煤炭進(jìn)行轉(zhuǎn)載運(yùn)輸，可及時(shí)把煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)到鉆機(jī)后面鋪設(shè)的綜掘面運(yùn)輸帶式輸送機(jī)上。9.泵站總成包含油箱、主電機(jī)、輔助電機(jī)、油泵、閥件、冷卻器、過(guò)濾器等部件，為整套設(shè)備提供動(dòng)力。10.運(yùn)輸馬達(dá)為鉆機(jī)提供主旋轉(zhuǎn)動(dòng)力和輔助動(dòng)力。
權(quán)利要求
1.一種大孔徑螺旋深孔鉆機(jī)，它包括鉆具總成(1)、前架總成(3)、推進(jìn)總成(4)、履帶行走總成(5)、旋轉(zhuǎn)支撐總成(6)、鉆具驅(qū)動(dòng)總成(7)及泵站總成(9)，鉆具總成(1)由鉆頭、首節(jié)鉆桿和普通鉆桿連接而成鉆具總成(1)末端與鉆具驅(qū)動(dòng)總成(7)連接，鉆具驅(qū)動(dòng)總成(7)主體結(jié)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)及減速器，鉆具驅(qū)動(dòng)總成(7)置于推進(jìn)總成(4)上，推進(jìn)總成(4)通過(guò)液壓桿與鉆具驅(qū)動(dòng)總成連接，推進(jìn)總成下部為旋轉(zhuǎn)支撐總成(6)，旋轉(zhuǎn)支撐總成 (6)由底部的履帶行走總成(5)驅(qū)動(dòng)，泵站總成(9)為動(dòng)力機(jī)構(gòu)并位于鉆機(jī)的末端，其特征在于大孔徑螺旋深孔鉆機(jī)還包括集渣槽總成(2)、運(yùn)輸部總成(8)、運(yùn)輸馬達(dá)(10)，集渣槽總成(2)為開(kāi)口向前的扇形收集箱，集渣槽總成(2)的末端與運(yùn)輸部總成(8)銜接，運(yùn)輸部總成(8)主體為一刮板輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)位于旋轉(zhuǎn)支撐總成(6)下方兩履帶之間，運(yùn)輸部總成⑶由運(yùn)輸馬達(dá)(10)提供動(dòng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大孔徑螺旋深孔鉆機(jī)，其特征在于集渣槽總成(2)前部部分側(cè)板及底板為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，獨(dú)立部分由液壓千斤頂控制其打開(kāi)張角。
全文摘要
一種大孔徑螺旋深孔鉆機(jī)，它包括鉆具總成、前架總成、推進(jìn)總成、履帶行走總成、旋轉(zhuǎn)支撐總成、鉆具驅(qū)動(dòng)總成、泵站總成、集渣槽總成、運(yùn)輸部總成、運(yùn)輸馬達(dá)，集渣槽總成為開(kāi)口向前的扇形收集箱，集渣槽總成的末端與運(yùn)輸部總成銜接，運(yùn)輸部總成主體為一刮板輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)位于旋轉(zhuǎn)支撐總成下方兩履帶之間，運(yùn)輸部總成由運(yùn)輸馬達(dá)提供動(dòng)力。本裝置為單鉆桿、大孔徑鉆孔，克服了普通鉆機(jī)成孔小的缺點(diǎn)，達(dá)到大面積釋放地壓的效果。驅(qū)動(dòng)及推進(jìn)全部采用液壓方式，技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定可靠，有效地解決了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)易過(guò)載損壞的設(shè)備故障；設(shè)備本身配置液壓刮板轉(zhuǎn)載機(jī)，可以有效運(yùn)輸鉆孔時(shí)鉆桿排出的煤渣，免除了人力操作。
文檔編號(hào)E21B7/02GK102367725SQ20111034942
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者劉憲亮, 劉廣勇, 孫洪霞, 張智勇, 李建平, 李洪軍, 田霜, 靖大鵬, 馬軍 申請(qǐng)人:山東魯南裝備制造有限公司