盾構(gòu)式掘錨機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦巷道掘進及支護作業(yè)的綜掘裝置，特別是一種沿巷道推進的實現(xiàn)掘進、巷道支護以及超前鉆探一體化作業(yè)的盾構(gòu)式掘錨機。屬于掘進機械制造及應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]巷道的掘進作業(yè)是目前的礦山開采，尤其是煤礦井工開采中的所有其他開采作業(yè)的先決條件，但因回采工作面產(chǎn)量大幅增加，伴隨大量的巷道消耗，故掘進跟不上回采需要的矛盾在許多礦區(qū)越來越突出。巷道掘進率低，與掘進支護方式等有著密切的關(guān)系。
[0003]安全、快速、高效的巷道掘進與支護技術(shù)是保證礦井實現(xiàn)高產(chǎn)高效的必要條件，巷道施工速度直接影響到礦井工作面的正常銜接，對礦井穩(wěn)產(chǎn)、高效起到關(guān)鍵性作用，實現(xiàn)煤巷快速高效掘進的主要途徑是采用綜合機械化掘進技術(shù)。目前，常用的煤巷快速掘進和支護技術(shù)大致可以分為三種:即連續(xù)采煤機與錨桿臺車交叉換位掘進作業(yè)、掘錨一體化的掘錨機組作業(yè)、懸臂式掘進機與單體鉆機配合工藝。其中連續(xù)采煤機和掘錨一體化的掘錨機組作業(yè)，由于只有在頂板堅固的情況下才能發(fā)揮其特有的效能，并且空頂距離和空頂時間都比較長，所以對頂板管理極為不利。懸臂式掘進機與單體鉆機配合工藝是我國煤礦巷道最常用的巷道掘進方式。這種掘進與永久支護的工藝順序大致為:割煤出煤一敲幫問頂一臨時支護一刷幫清理一永久支護等作業(yè)，即掘進機掘進一個步距，停機并向后退機，進行臨時支護，作業(yè)人員到迎頭鋪網(wǎng)，在完成打鋼帶和打錨桿等永久支護后，綜掘機拉動相關(guān)設(shè)備前移。反復(fù)進行掘進一個步距、停機、退機和永久支護等循環(huán)作業(yè)，需要頻繁地交換掘進作業(yè)工種、重復(fù)地搬運各作業(yè)裝置。掘進機截割完成后，大部分時間是人工在停機情況進行架棚、鋪網(wǎng)、手持錨桿鉆機打設(shè)錨桿等支護作業(yè)，且無論掘進巷道圍巖條件如何，一次掘進進尺都不能過大，否則會面臨片幫、冒頂事故等威脅，作業(yè)效率低、安全性差，使得掘進機的優(yōu)勢無法發(fā)揮。因此，其機械化程度低，掘進速度慢。因掘進工作面的空頂距較大，故當頂板較為破碎時，若不進行及時支護，則在掘進的過程中就可能發(fā)生垮落，將降低成巷質(zhì)量和效率。
[0004]從上世紀八十年代開始，我國陸續(xù)引進國外的懸臂式掘進機、連采機和少量的掘錨機組，使用這三種掘進機掘進，在增大功率的同時，必須同時加大自重以增強其穩(wěn)定性，且掘進效率并不顯著。為針對現(xiàn)有技術(shù)存在的局限性和不足，已有相關(guān)專利技術(shù)面世，如公告號為CN102155219B的“一種綜合掘錨機”和公告號為CN102410017B的“支護式綜合掘錨機”等，記載的都是由無履帶式掘錨機、液壓支架、鉆機、刮板輸送機以及滑橇等組成，并通過鉸接在掘錨機底座和液壓支架之間的推移千斤頂驅(qū)動掘錨機前移。但由于掘錨機和液壓支架為分體式設(shè)計，在升降和移動過程中易產(chǎn)生各液壓立柱動作不同步等問題，其支架頂梁布置形式也不能有效地支撐未進行永久支護巷道區(qū)域的頂板，存在空頂區(qū)域，并且液壓支架在前移過程中的行走軌跡易出現(xiàn)偏離，影響掘進作業(yè)進度。
[0005]公告號為CN203669865U的“恒支護掘錨機”，由于掘錨機安裝在滑移行走機構(gòu)上，滑移行走機構(gòu)通過推拉千斤頂與鉆裝支護部連接，所以在實現(xiàn)整個裝置移動的過程中容易別卡；另外，恒支護裝置縱梁上安設(shè)滾輪的結(jié)構(gòu)形式導(dǎo)致支護強度不足，影響對新掘巷道頂板的支護效果，存在安全隱患。
[0006]公告號為CN101824988B的“盾構(gòu)機”，包括殼體，殼體的前部設(shè)置有切削裝置，殼體內(nèi)設(shè)置有滑座，滑座的上部設(shè)置有切削動力傳動裝置和進給動力傳動裝置，滑座的下部設(shè)置有輸送裝置，但由于結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，使用中發(fā)生故障的概率較高，且占用巷道空間較大，不能有效地適應(yīng)巷道頂、底板的條件變化。
[0007]巷道的掘進已經(jīng)成為許多煤礦企業(yè)的生產(chǎn)瓶頸，因此，研究如何有效地限制和防止圍巖變性破壞、解決掘進巷道臨時支護等問題，為永久支護作業(yè)提供安全、便捷的作業(yè)環(huán)境而設(shè)計出適應(yīng)巷道作業(yè)條件的綜掘裝置，對于提高巷道掘進的質(zhì)量和效率具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種盾構(gòu)式掘錨機，解決了現(xiàn)有作業(yè)設(shè)備安全可靠性差，不能有效地適應(yīng)巷道作業(yè)條件，操作過程復(fù)雜，掘進機開機率低，回采巷道掘進速度慢，無法滿足礦井正常生產(chǎn)需要等問題。其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，支護和移動穩(wěn)定，安全可靠，實現(xiàn)掘進和永久支護的并行作業(yè)，從根本上杜絕掘進巷道空頂作業(yè)，不僅充分滿足井下巷道綜掘、支護等作業(yè)與掘進截割設(shè)備有效配合的要求，而且完全適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件，顯著提升掘進機開機率和掘進效率。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:該盾構(gòu)式掘錨機包括沿巷道推進的盾體，組裝在盾體內(nèi)的截割頭、頂錨桿鉆機、幫錨桿鉆機以及與截割頭配合作業(yè)的轉(zhuǎn)盤給料機、轉(zhuǎn)載機、自移式帶式輸送機和除塵風(fēng)道，其技術(shù)要點是:所述盾體采用由推移液壓缸連接的前盾體和后盾體組成的循環(huán)前進式框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)的前盾體和后盾體分別由盾體頂部和盾體底部構(gòu)成，盾體頂部的底端與盾體底部的頂端相互插接在一起，并通過分別鉸接在盾體頂部和盾體底部的升降液壓缸支撐連接，利用升降液壓缸的伸縮，實現(xiàn)盾體頂部沿盾體底部的滑道升降；截割頭利用固定座設(shè)置在前盾體的前端，通過轉(zhuǎn)盤給料機、轉(zhuǎn)載機和自移式帶式輸送機將截割下的煤和巖石運出，設(shè)置有頂錨桿輔助機構(gòu)和幫錨桿輔助機構(gòu)的鉆錨支護作業(yè)平臺利用連接座固定在后盾體的后部，頂錨桿鉆機組裝在頂錨桿鉆機固定座上，幫錨桿鉆機組裝在幫錨桿鉆機固定座上，在盾體的掩護下對后部巷道空間的頂板和兩幫進行永久支護作業(yè)。
[0010]所述框架結(jié)構(gòu)的前盾體的前端，在盾體頂部的空腔內(nèi)設(shè)置有伸縮梁，并通過組裝在前盾體的盾體頂部空腔內(nèi)的伸縮梁液壓缸與伸縮梁鉸接，利用伸縮梁液壓缸的伸縮，實現(xiàn)伸縮梁在前盾體前端的伸出和收回。
[0011]所述框架結(jié)構(gòu)的后盾體的前端，在盾體頂部的空腔內(nèi)設(shè)置有伸縮梁，并通過組裝在后盾體的盾體頂部空腔內(nèi)的伸縮梁液壓缸與伸縮梁鉸接，利用伸縮梁液壓缸的伸縮，實現(xiàn)伸縮梁在后盾體前端的伸出和收回；后盾體的后端通過組裝在后盾體的盾體頂部內(nèi)側(cè)的后掩護梁液壓缸鉸接有后掩護梁，利用后掩護梁液壓缸的伸縮，實現(xiàn)后掩護梁的展開和折置。
[0012]設(shè)置在所述鉆錨支護作業(yè)平臺的頂錨桿輔助機構(gòu)包括底座、固定在底座上的滑動軌道、組裝在滑動軌道上的帶有回轉(zhuǎn)機構(gòu)的滑車、頂錨桿鉆機固定座和擺動液壓缸，擺動液壓缸的一端與回轉(zhuǎn)機構(gòu)相鉸接，另一端與頂錨桿鉆機固定座的下部相鉸接，頂錨桿鉆機固定座的上部與回轉(zhuǎn)機構(gòu)相鉸接。
[0013]設(shè)置在所述鉆錨支護作業(yè)平臺的幫錨桿輔助機構(gòu)包括底座、固定在底座上的基座、連桿機構(gòu)、連接體、幫錨桿鉆機固定座、旋轉(zhuǎn)液壓缸和連桿液壓缸，連桿機構(gòu)的一端與基座相鉸接，連桿機構(gòu)的另一端與連接體相鉸接，連桿液壓缸的一端與基座相鉸接，連桿液壓缸的另一端與連桿機構(gòu)相鉸接，旋轉(zhuǎn)液壓缸的一端與連接體相鉸接，旋轉(zhuǎn)液壓缸的另一端與幫錨桿鉆機固定座的外端相鉸接，幫錨桿鉆機固定座的內(nèi)端與連接體相鉸接。
[0014]本發(fā)明具有的顯著特點和優(yōu)勢在于:由于本發(fā)明采用由推移液壓缸連接的前盾體和后盾體組成的循環(huán)前進式框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)的前盾體和后盾體分別由盾體頂部和盾體底部構(gòu)成，盾體頂部的底端與