專利名稱：掘進巷道用防突履帶鉆機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及煤礦井下用鉆機，具體為一種掘進巷道用防突履帶鉆機。
背景技術：
在我國，95%的煤礦屬地下開采，煤層賦存條件復雜多變，重大瓦斯事故時常發(fā)生。面對當前煤礦安全形勢，為預防煤礦局部瓦斯安全事故，做到瓦斯有效抽采與利用，同時為了解決困擾政府和煤炭行業(yè)多年的瓦斯爆炸事故的預防難題，研發(fā)可用于掘進工作面的移動式深孔鉆車具有重要意義。目前在煤礦井下使用的瓦斯抽放鉆機種類比較多，這些瓦斯抽放裝置在使用時普遍存在的問題是1.鉆車體積、重量較大，井下移動搬遷困難；2.為適應煤礦掘進“有掘必探”的工藝要求，抽放鉆機打探測孔時滿足不了不同高度、不同角度的施工要求。
發(fā)明內容本實用新型為了解決現(xiàn)有瓦斯抽放鉆機使用時移動搬遷困難且不能滿足不同高度、不同角度施工要求的問題，提供了一種掘進巷道用防突履帶鉆機。本實用新型是采用如下技術方案實現(xiàn)的掘進巷道用防突履帶鉆機，包括機體平臺和位于其前方的升降平臺，機體平臺下方設置有行走機構，機體平臺上方設置有操縱機構、泥漿泵、液壓機構、液壓系統(tǒng)，機體平臺前端設置有固定座，固定座與升降平臺之間設置有與兩者連接的升降機構，機體平臺后端設置有支撐機構；行走機構包括固定在機體平臺下方的前連接梁和后連接梁，前連接梁與后連接梁之間固定有履帶架，履帶架的前后兩端設置有前鏈輪和后鏈輪，前鏈輪水平滑動于履帶架上，前鏈輪和后鏈輪之間繞有履帶，后鏈輪的軸心設置有與履帶架固定的減速器，減速器上連接有行走液壓馬達，前鏈輪的轉軸處連接有固定在履帶架上的漲緊油缸；液壓機構包括設置有機體平臺上方的電機、電機的輸出軸連接有液壓泵，液壓泵上連接有油箱，油箱的兩側設置有吸油過濾器和回油過濾器，吸油過濾器和回油過濾器之間設有與兩者相通的冷卻器；升降機構包括分別鉸接在固定座上、下端的弧形橫梁和支撐油缸，且支撐油缸的另一端與弧形橫梁后側中部鉸接，弧形橫梁的前端與升降平臺鉸接，弧形橫梁的后端鉸接有調整油缸，弧形橫梁的前側中部固定有輔助固定座，輔助固定座上鉸接有連桿I，升降平臺的后端固定有角度調節(jié)桿，角度調節(jié)桿的上端鉸接有連桿II，連桿I的兩端分別與連桿II和調整油缸的另一端鉸接；支撐機構包括與機體平臺固定有支護油缸，支護油缸的上端固定有支護加長桿，支護加長桿的上端固定有支護連接頭，支護油缸的下端固定有位于機體平臺下方的支護板；升降平臺上固定有油缸固定座，油缸固定座上固定有擺動油缸，擺動油缸上方連接有推進平臺，推進平臺上設置有滑動于其上的拖板，拖板上從后之前依次設置有斜軸式變量馬達、馬達減速器、液壓卡盤，推進平臺的前端固定有夾持器。液壓系統(tǒng)及操縱機構為本領域技術人員容易實現(xiàn)的。作業(yè)時，啟動電機，液壓泵經(jīng)油箱供給液壓油；此時，行走液壓馬達帶動減速器、后鏈輪行走，并通過控制漲緊油缸的伸縮拉緊履帶，行走至指定位置；隨后根據(jù)要施工孔的位置調整升降機構，通過支撐油缸的作用下帶動升降平臺可作上下2000mm的升降作業(yè)，升降時，在調整油缸和連桿的共同作用下，實現(xiàn)升降平臺的角度調整變化，通過升降平臺的上下運動和角度調整，可實現(xiàn)巷道的不同高度、角度鉆進作業(yè)；與此同時，推進平臺在擺動油缸的作用下，可使推平臺整體實現(xiàn)左右各旋轉90度，上述動作操作完成后，操縱后部支撐機構使支護連接頭和支護版支牢頂板和地板，斜軸式變量馬達經(jīng)馬達減速器減速，驅動主軸及液壓卡盤實現(xiàn)鉆具的回轉，并驅動拖板及設置在其上的斜軸式變量馬達、馬達減速器和液壓卡盤沿機身導軌作往復移動；作業(yè)人員(作業(yè)高處的孔時作業(yè)人員要沿著升降機構上設計的樓梯上去，安裝鉆桿)從推進裝置后面安裝鉆桿，隨即開始鉆進作業(yè)，當需要續(xù)接鉆桿時，作業(yè)人員從推進裝置后面安裝鉆桿；作業(yè)完成后，開始起拔鉆桿，完成后，調整升降機構至下一個鉆孔位置，然后進行下一孔作業(yè)?？朔爽F(xiàn)有瓦斯抽放鉆機使用時移動搬遷困難且不能滿足不同高度、不同角度施工要求的問題。液壓系統(tǒng)包括起下鉆功能轉換閥、夾持器功能轉換閥及與液壓泵連通的若干主換向閥，每一個主換向閥的兩輸出端對應連接行走液壓馬達、漲緊油缸、支撐油缸、調整油缸、擺動油缸、支護油缸、泥漿泵、斜軸式變量馬達、用于控制斜軸式變量馬達移動的進給起拔油缸的兩輸入端，斜軸式變量馬達兩輸入端之間串接有單向閥I和單向閥II，單向閥I和單向閥II之間設置有與兩者連通的單向管，單向管的末端串接有液控單向閥和節(jié)流閥，進給起拔油缸的兩輸入端與起下鉆功能轉換閥的兩輸入端連通，起下鉆功能轉換閥的兩輸出端分別與液控單向閥、液壓卡盤的輸入端連通，起下鉆功能轉換閥與液壓卡盤之間設置有與兩者連通的單向閥III、單向管及夾持器功能轉換閥，且與單向閥III、夾持器功能轉換閥的輸入端連接，夾持器功能轉換閥的另一輸入端與單向管連通，夾持器功能轉換閥的輸出端與夾持器的輸入端連通，夾持器的另一輸入端與斜軸式變量馬達的的輸入端連通。電機啟動后，液壓泵經(jīng)吸油過濾器吸入低壓油，輸出的高壓油經(jīng)操縱機構進入若干主換向閥，斜軸式變量馬達的正轉、反轉和停止、進給起拔油缸的前進、后退和停止，均通過與其對應的主換向閥進行控制；當這兩個主控制閥都處于中位時液壓泵卸荷，斜軸式變量馬達和油缸處于浮動狀態(tài)；在油路中設有單向管及設置在單向管上的單向閥單向閥I、單向閥II、液控單向閥和節(jié)流閥，斜軸式變量馬達回轉(正、反轉)時向液壓卡盤供油，使卡盤夾緊；當夾持器功能轉換閥手把置于聯(lián)動位時，斜軸式變量馬達的壓力油液進入夾持器，使其松開，此刻可實現(xiàn)回轉、液壓卡盤與夾持器三者之間的聯(lián)動功能，有利于掃孔作業(yè)；液壓卡盤的回油(即松開)是由液控單向閥和節(jié)流閥串聯(lián)組成，當液壓卡盤夾緊時液控單向閥關閉，避免壓力油泄漏，液壓卡盤需要松開時，來自進給起拔油缸的壓力控制油自動打開液壓單向閥，卡盤快速松開；調節(jié)節(jié)流閥可控制液壓卡盤回油速度，協(xié)調液壓卡盤與夾持器的匹配關系；當夾持器與液壓卡盤聯(lián)動時其回油也經(jīng)液壓卡盤節(jié)流閥流回油箱。起下鉆功能轉換閥為三位四通閥，改變液壓卡盤和夾持器與進給起拔油缸的聯(lián)動，起下鉆時，先將起下鉆功能轉換閥的聯(lián)動轉換閥手把置于相應位置(即起鉆或下鉆位)，然后只需操作給進、起拔手把，即可完成起、下鉆動作；當起下鉆功能轉換閥處于中位時，其聯(lián)動功能失效。夾持器油路中串聯(lián)一個夾持器功能轉換閥，改變斜軸式變量馬達和夾持器的聯(lián)動方式，使夾持器與斜軸式變量馬達聯(lián)動或分離；手把置于中位相當于一個截止閥，用于鉆進或稱重時關閉夾持器油路，使夾持器保持打開狀態(tài)，不受其它動作的影響；行走液壓馬達、漲緊油缸、支撐油缸、調整油缸、擺動油缸、支護油缸、泥漿泵的啟動、關閉，均通過與其對應的主換向閥控制，液壓系統(tǒng)的結構設計更加合理可靠。本實用新型結構設計合理可靠，根據(jù)巷道工程孔不同高度的要求，通過平臺升降實現(xiàn)高度1-3米之間的井下掘進探測孔、大口徑瓦斯抽放孔及其它工程孔的機械化施工，鉆進功能全面，工作安全性及效率高，工人勞動強度低，而且結構合理、機構緊湊、運轉靈活及操作方便，大大縮短了鉆孔作業(yè)輔助時間，提高了鉆孔效率和人員安全性能，適用于煤巷掘進工作面作業(yè)，能夠滿足煤礦井下鉆進各種用途的鉆孔，也可用于地表工程施工。

圖I為本實用新型的結構示意圖；圖2為圖I中液壓機構處的俯視示意圖；圖3為圖I中液壓系統(tǒng)的工作原理圖。圖中1-機體平臺，2-升降平臺，3-行走機構，4-操縱機構，5-液壓機構，6-固定座，7-升降機構，8-支撐機構，9-前連接梁，10-后連接梁，11-履帶架，12-前鏈輪，13-后鏈輪，14-履帶，15-單向管，16-液控單向閥，17-單向閥II，18-電機，19-液壓泵，20-油箱，21-吸油過濾器，22-回油過濾器，23-冷卻器，24-弧形橫梁，25-支撐油缸，26-調整油缸，27-輔助固定座，28-連桿I，29-角度調節(jié)桿，30-連桿II，31-支護油缸，32-支護加長桿，33-支護連接頭，34-支護板，35-油缸固定座，36-擺動油缸，37-推進平臺，38-拖板，39-斜軸式變量馬達，40-減速器，41-液壓卡盤，42-夾持器，43-節(jié)流閥，44-主換向閥，45-起下鉆功能轉換閥，46-夾持器功能轉換閥，47-泥漿泵，48-進給起拔油缸，49-單向閥I。
具體實施方式
掘進巷道用防突履帶鉆機，包括機體平臺I和位于其前方的升降平臺2，機體平臺I下方設置有行走機構3，機體平臺I上方設置有操縱機構4、泥漿泵47、液壓機構5、液壓系統(tǒng)，機體平臺I前端設置有固定座6，固定座6與升降平臺2之間設置有與兩者連接的升降機構7，機體平臺I后端設置有支撐機構8 ；行走機構3包括固定在機體平臺I下方的前連接梁9和后連接梁10，前連接梁9與后連接梁10之間固定有履帶架11，履帶架11的前后兩端設置有前鏈輪12和后鏈輪13，前鏈輪12水平滑動于履帶架11上，前鏈輪12和后鏈輪13之間繞有履帶14，后鏈輪13的軸心設置有與履帶架11固定的減速器，減速器上連接有行走液壓馬達，前鏈輪12的轉軸處連接有固定在履帶架11上的漲緊油缸；液壓機構5包括設置有機體平臺I上方的電機18、電機18的輸出軸連接有液壓泵19，液壓泵19上連接有油箱20，油箱20的兩側設置有吸油過濾器21和回油過濾器22，吸油過濾器21和回油過濾器22之間設有與兩者相通的冷卻器23 ；升降機構7包括分別鉸接在固定座6上、下端的弧形橫梁24和支撐油缸25，且支撐油缸25的另一端與弧形橫梁24后側中部鉸接，弧形橫梁24的前端與升降平臺2鉸接，弧形橫梁24的后端鉸接有調整油缸26，弧形橫梁24的前側中部固定有輔助固定座27，輔助固定座27上鉸接有連桿I 28，升降平臺2的后端固定有角度調節(jié)桿29，角度調節(jié)桿29的上端鉸接有連桿II 30，連桿I 28的兩端分別與連桿II 30和調整油缸26的另一端鉸接；支撐機構8包括與機體平臺I固定有支護油缸31，支護油缸31的上端固定有支護加長桿32，支護加長桿32的上端固定有支護連接頭33，支護油缸31的下端固定有位于機體平臺I下方的支護板34 ；升降平臺2上固定有油缸固定座35，油缸固定座35上固定有擺動油缸36，擺動油缸36上方連接有推進平臺37，推進平臺37上設置有滑動于其上的拖板38，拖板38上從后之前依次設置有斜軸式變量馬達39、減速器40、液壓卡盤41，推進平臺37的前端固定有夾持器42。液壓系統(tǒng)包括起下鉆功能轉換閥45、夾持器功能轉換閥46及與液壓泵19連通的若干主換向閥44，每一個主換向閥44的兩輸出端對應連接行走液壓馬達、漲緊油缸、支撐油缸25、調整油缸26、擺動油缸36、支護油缸31、泥漿泵47、斜軸式變量馬達39、用于控制斜軸式變量馬達39移動的進給起拔油缸48的兩輸入端，斜軸式變量馬達39兩輸入端之間串接有單向閥I 49和單向閥II 17，單向閥I 49和單向閥II 17之間設置有與兩者連通的單向管15，單向管15的末端串接有液控單向閥16和節(jié)流閥43，進給起拔油缸48的兩輸入端與起下鉆功能轉換閥45的兩輸入端連通，起下鉆功能轉換閥45的兩輸出端分別與液控單向閥16、液壓卡盤41的輸入端連通，起下鉆功能轉換閥45與液壓卡盤41之間設置有與兩者連通的單向閥III 54、單向管15及夾持器功能轉換閥46，且與單向閥III 54、夾持器功能轉換閥46的輸入端連接，夾持器功能轉換閥46的另一輸入端與單向管15連通，夾持器功能轉換閥46的輸出端與夾持器42的輸入端連通，夾持器42的另一輸入端與斜軸式變量馬達39的輸入端連通。具體實施過程中，液壓鉆車的行走由操縱機構上兩聯(lián)主換向閥控制，左側手柄控制左側行走，右側手柄控制右側行走，將兩個手柄同時向前推動，即實現(xiàn)向前行走，兩個手柄同時向后拉，即后退，機器轉彎時，要根據(jù)彎道的轉向，將一個手柄向前推的同時向后拉另一個手柄。鉆進過程中，先進行試運行，斜軸式變量馬達39正轉、反轉雙向試驗，運轉應正常平穩(wěn)；反復試驗斜軸式變量馬達39的前進、后退，以排除油缸中的空氣，直到運轉平穩(wěn)為止；試驗液壓卡盤41、夾持器42，開閉要靈活，動作要可靠；檢查各工作機構的動作方向與指示牌的標記方向是否一致，如不一致應及時調換有關油管；在以上各項試運轉過程中，各部分應無漏油現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)應及時排除。開鉆作業(yè)時，從斜軸式變量馬達39后端插入一根鉆桿，穿過液壓卡盤41，頂在夾持器42端面上；若從斜軸式變量馬達39后端不能插入鉆桿時，可關掉鉆機，待鉆桿插入斜軸式變量馬達39后,重新啟動鉆機。夾持器功能轉換閥46手把推到分離位(即前位)，將起下鉆功能轉化閥45手把推到下鉆位置，向前給進起拔手把，使鉆桿進入夾持器42，在夾持器42前方人工擰上無巖芯鉆頭，準備鉆進。抽出夾持器42卡瓦，斜軸式變量馬達39后退到極限位置，在液壓卡盤41前方放入粗徑取芯鉆具；從斜軸式變量馬達39后端插入一根鉆桿，與粗徑鉆具接頭擰在一起，準備鉆進。將夾持器42上蓋翻轉到一側，抽出夾持器42下卡瓦，將小于108mm的粗徑鉆具下入孔內，用墊叉懸置在孔口管上(鉆下垂孔時)或頂在夾持器42前端(鉆上仰孔時)。合上夾持器42上蓋，從斜軸式變量馬達39后端插入鉆桿，將起下鉆功能轉換閥45手把置于下鉆位置，向前推給進起拔油缸48手把，使鉆桿穿過夾持器42，與粗徑鉆具接頭連接在一起(手動或機動)，然后裝上夾持器42卡瓦。搬動給進起拔油缸48手把，靠斜軸式變量馬達39的往復移動將鉆桿送入孔內，待鉆桿尾端接近斜軸式變量馬達39主軸后端時停止送入。從斜軸式變量馬達39后端插入第二根鉆桿，人工對上絲扣，后退斜軸式變量馬達39，并且正轉(液壓卡盤自動夾緊)擰緊鉆桿，重復操作，送入第二根鉆桿，以后依次反復，直到送完全部鉆桿。接上水龍頭，開動泥漿泵47，向孔內送入沖洗液；待孔口見到返水后，將給進起拔油缸48手把拉向起拔位置，使鉆孔馬達裝置后退到極限位置，夾持器42完全打開，處于打開狀態(tài)；鉆進過程中，轉數(shù)和壓力應根據(jù)工藝需要及時調整。減小孔底壓力，停止給進，然后停止回轉，向前推夾持器功能轉換閥46手把，夾持器42夾住鉆具；退回斜軸式變量馬達39 ;借助于給進，打開夾持器42，然后重新開始鉆進。減小孔底壓力，停止給進和回轉，向前推夾持器功能轉換閥46手把；停供沖洗液，卸下水龍頭；接上加尺鉆桿，再接上水龍頭，退回斜軸式變量馬達39，打開夾持器42，即可開始鉆進。減小孔底壓力，停止給進和回轉，向前推夾持器功能轉換閥46手把；將鉆具提離孔底一定距離；停供沖洗液。停鉆，卸下水龍頭；將起下鉆功能轉換閥45手把置于起鉆位置，斜軸式變量馬達39排量調到最大；扳動進給起拔油缸48手把，拉出鉆桿，待欲卸的接頭露出夾持器42距離250-300mm時停止，斜軸式變量馬達39反轉擰開鉆桿即可；前移斜軸式變量馬達39，使孔內鉆具的尾端進入液壓卡盤41，同時取下已卸開的鉆桿；拉出下一根鉆桿，循環(huán)往復操作，直到拔出孔內全部鉆桿；最后取出粗徑鉆具。
權利要求1.一種掘進巷道用防突履帶鉆機，其特征在于包括機體平臺(I)和位于其前方的升降平臺(2)，機體平臺(I)下方設置有行走機構(3)，機體平臺(I)上方設置有操縱機構(4)、 泥漿泵(47)、液壓機構(5)、液壓系統(tǒng)，機體平臺(I)前端設置有固定座(6)，固定座(6)與升降平臺(2)之間設置有與兩者連接的升降機構(7)，機體平臺(I)后端設置有支撐機構(8);行走機構(3)包括固定在機體平臺(I)下方的前連接梁(9)和后連接梁(10)，前連接梁 (9)與后連接梁(10)之間固定有履帶架(11)，履帶架(11)的前后兩端設置有前鏈輪(12) 和后鏈輪(13)，前鏈輪(12)水平滑動于履帶架(11)上，前鏈輪(12)和后鏈輪(13)之間繞有履帶(14)，后鏈輪(13)的軸心設置有與履帶架(11)固定的減速器，減速器上連接有行走液壓馬達，前鏈輪(12)的轉軸處連接有固定在履帶架(11)上的漲緊油缸；液壓機構(5 )包括設置有機體平臺(I)上方的電機(18 )、電機(18 )的輸出軸連接有液壓泵(19)，液壓泵(19)上連接有油箱(20)，油箱(20)的兩側設置有吸油過濾器(21)和回油過濾器(22)，吸油過濾器(21)和回油過濾器(22)之間設有與兩者相通的冷卻器(23)； 升降機構(7 )包括分別鉸接在固定座(6 )上、下端的弧形橫梁(24)和支撐油缸(25 )， 且支撐油缸(25)的另一端與弧形橫梁(24)后側中部鉸接，弧形橫梁(24)的前端與升降平臺(2)鉸接，弧形橫梁(24)的后端鉸接有調整油缸(26)，弧形橫梁(24)的前側中部固定有輔助固定座(27)，輔助固定座(27)上鉸接有連桿I (28)，升降平臺(2)的后端固定有角度調節(jié)桿(29)，角度調節(jié)桿(29)的上端鉸接有連桿II (30)，連桿I (28)的兩端分別與連桿II (30)和調整油缸(26)的另一端鉸接；支撐機構(8)包括與機體平臺(I)固定有支護油缸(31)，支護油缸(31)的上端固定有支護加長桿(32)，支護加長桿(32)的上端固定有支護連接頭(33)，支護油缸(31)的下端固定有位于機體平臺(I)下方的支護板(34)；升降平臺(2)上固定有油缸固定座(35)，油缸固定座(35)上固定有擺動油缸(36)，擺動油缸(36)上方連接有推進平臺(37)，推進平臺(37)上設置有滑動于其上的拖板(38)，拖板(38)上從后之前依次設置有斜軸式變量馬達(39)、減速器(40)、液壓卡盤(41)，推進平臺(37)的前端固定有夾持器(42)。
2.根據(jù)權利要求I所述的掘進巷道用防突履帶鉆機，其特征在于液壓系統(tǒng)包括起下鉆功能轉換閥(45)、夾持器功能轉換閥(46)及與液壓泵(19)連通的若干主換向閥(44)， 每一個主換向閥(44)的兩輸出端對應連接行走液壓馬達、漲緊油缸、支撐油缸(25)、調整油缸(26)、擺動油缸(36)、支護油缸(31)、泥漿泵(47)、斜軸式變量馬達(39)、用于控制斜軸式變量馬達(39)移動的進給起拔油缸(48)的兩輸入端，斜軸式變量馬達(39)兩輸入端之間串接有單向閥I (49)和單向閥II (17)，單向閥I (49)和單向閥II (17)之間設置有與兩者連通的單向管(15)，單向管(15)的末端串接有液控單向閥(16)和節(jié)流閥(43)，進給起拔油缸(48)的兩輸入端與起下鉆功能轉換閥(45)的兩輸入端連通，起下鉆功能轉換閥 (45)的兩輸出端分別與液控單向閥(16)、液壓卡盤(41)的輸入端連通，起下鉆功能轉換閥 (45)與液壓卡盤(41)之間設置有與兩者連通的單向閥111(54)、單向管(15)及夾持器功能轉換閥(46)，且與單向閥111(54)、夾持器功能轉換閥(46)的輸入端連接，夾持器功能轉換閥(46)的另一輸入端與單向管(15)連通，夾持器功能轉換閥(46)的輸出端與夾持器(42) 的輸入端連通，夾持器(42)的另一輸入端與斜軸式變量馬達(39)的輸入端連通。
專利摘要本實用新型具體為一種掘進巷道用防突履帶鉆機，解決了現(xiàn)有瓦斯抽放鉆機使用時移動搬遷困難且不能滿足不同高度、不同角度施工要求的問題。掘進巷道用防突履帶鉆機，包括機體平臺和位于其前方的升降平臺，機體平臺下方設置有行走機構，機體平臺上方設置有操縱機構、泥漿泵、液壓機構、液壓系統(tǒng)，機體平臺前端設置有固定座，固定座與升降平臺之間設置有與兩者連接的升降機構，機體平臺后端設置有支撐機構。本實用新型根據(jù)巷道工程孔不同高度的要求，通過平臺升降實現(xiàn)高度1-3米之間的井下掘進探測孔、大口徑瓦斯抽放孔及其它工程孔的機械化施工，鉆進功能全面，工作安全性及效率高，工人勞動強度低，而且結構合理、機構緊湊、運轉靈活及操作方便。
文檔編號E21B7/02GK202810651SQ20122047843
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權日2012年9月19日
發(fā)明者薛軍正, 王相元, 翟慧兵, 趙彬, 李小喜, 馮強, 晉銘, 靳偉, 郭青, 蘆偉, 牛軍勝 申請人:山西晉城無煙煤礦業(yè)集團有限責任公司, 山西天巨重工機械有限公司