[發(fā)明專利]一種環(huán)形天井鉆機(jī)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110163693.2
• 申請(qǐng)日: 2011-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN102251744A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳建宏;劉浪;馬天義;周智勇;楊珊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B7/02
• 分類號(hào): E21B7/02;E21B15/00;E21B10/08;E21B44/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦山機(jī)械領(lǐng)域，涉及一種環(huán)形天井鉆機(jī)。

背景技術(shù)

礦山采用天井鉆機(jī)法作業(yè)天井無疑是礦山天井作業(yè)道路上的一座里程碑，通過多年的開發(fā)，現(xiàn)有天井鉆機(jī)已經(jīng)發(fā)展成熟，但是還是存在一些問題：由于采用刀盤滾刀切割滾刮天井范圍之內(nèi)的巖石，造成天井鉆機(jī)的體積大、功耗高，天井作業(yè)速度緩慢而且需要人工更換桿件，進(jìn)一步降低速度；同時(shí)現(xiàn)有鉆機(jī)采用長(zhǎng)導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)傳輸動(dòng)力，天井作業(yè)角度控制能力較差。基于現(xiàn)代礦山對(duì)天井鉆機(jī)提出標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)，力求降低粉塵，提高天井工程準(zhǔn)確度?，F(xiàn)代礦山技術(shù)趨向于液壓、高智能化鉆機(jī)，因此需要采用全新的理念去開發(fā)一種高智能的設(shè)備代替現(xiàn)有天井鉆機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有環(huán)形天井鉆機(jī)天井掘進(jìn)作業(yè)方案工作環(huán)境差、勞動(dòng)強(qiáng)度大等技術(shù)之不足，而提供一種采用減小挖掘量和降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，并能夠降低礦山天井作業(yè)中的能量消耗，符合節(jié)能減排要求的一種環(huán)形天井鉆機(jī)。

一種環(huán)形天井鉆機(jī)，包括鉆頭系統(tǒng)，推進(jìn)系統(tǒng)，斷裂器系統(tǒng)，鉆架，所述鉆架的橫截面為圓環(huán)；

所述鉆頭系統(tǒng)安裝在所述鉆架的底部，所述鉆頭系統(tǒng)包括鉆頭底座，所述鉆頭底座分為完全隔開的兩個(gè)腔體包括環(huán)形上腔和環(huán)形下腔，所述環(huán)形上腔為密封的腔體，所述環(huán)形下腔通過圓錐滾子軸承與所述環(huán)形上腔連接，所述環(huán)形下腔的外端面上設(shè)有多個(gè)鉆頭牙輪，所述環(huán)形下腔內(nèi)部設(shè)有鉆頭腔體，所述環(huán)形下腔內(nèi)設(shè)有環(huán)形齒輪，所述環(huán)形上腔內(nèi)設(shè)有多個(gè)相互同步協(xié)調(diào)控制的鉆頭液壓馬達(dá)和齒輪減速機(jī)構(gòu)，所述鉆頭液壓馬達(dá)與所述齒輪減速機(jī)構(gòu)連接，所述齒輪減速機(jī)構(gòu)上的動(dòng)力輸出齒輪與所述環(huán)形齒輪嚙合；

所述鉆架的四個(gè)側(cè)面上均安裝有多個(gè)通過所述液壓油管道控制的液壓缸，所述推進(jìn)系統(tǒng)垂直通過安裝在所述鉆架上的導(dǎo)向裝置安裝在所述液壓缸的活塞端，所述推進(jìn)系統(tǒng)包括推進(jìn)器機(jī)座和安裝在所述推進(jìn)器機(jī)座上的減速器、推進(jìn)液壓馬達(dá)，所述減速器的輸出軸上安裝有主動(dòng)帶輪，所述推進(jìn)器機(jī)座的兩端還設(shè)有履帶軸和安裝在履帶軸上的從動(dòng)帶輪，所述主動(dòng)帶輪和所述從動(dòng)帶輪上安裝有履帶；

所述斷裂器系統(tǒng)安裝在所述鉆架的頂端，所述斷裂器系統(tǒng)包括斷裂器底座、弧形刀具、兩雙出式液壓缸，兩所述雙出式液壓缸安裝在斷裂器底座上，兩所述所述雙出式液壓缸之間通過軸承安裝有弧形刀具；

本發(fā)明中，所述鉆架上還安裝有冷卻水管道和排粉管道，所述冷卻水管道的進(jìn)水端與水源連接，出水端設(shè)置在所述鉆頭腔體內(nèi)，所述排粉管道的一端與抽取泵連接，抽取端也設(shè)置在所述鉆頭腔體內(nèi)。

本發(fā)明中，所述推進(jìn)系統(tǒng)中的減速器采用蝸輪蝸桿減速器。

本發(fā)明中，所述鉆頭液壓馬達(dá)、液壓缸、推進(jìn)液壓馬達(dá)和雙出式液壓缸均由所述液壓油管道供油，所述液壓油管道與地面泵站連接，所述地面泵站通過井外控制臺(tái)控制。

本發(fā)明中，所述推進(jìn)系統(tǒng)上安裝有多個(gè)角度傳感器。

本發(fā)明中，所述鉆頭底座通過液壓減震器安裝在所述鉆架上。

本發(fā)明的環(huán)形天井鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)由于環(huán)形天井鉆機(jī)采用斷裂器系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)斷面作業(yè)方式(即采用斷裂器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)巖芯的剪切和擠壓作用切斷巖芯，對(duì)于巖芯部分采用井外破碎的方式)代替現(xiàn)有鉆機(jī)的全斷面作業(yè)方式，廢石在井外可以不加處理，天井作業(yè)的能量消耗可以很大程度的減少并提高了能量的利用效率，符合節(jié)能減排要求。(2)由于采用四個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)同步推進(jìn)，通過傳感器得出特定基準(zhǔn)上的角度，采用三角法測(cè)量并計(jì)算出鉆機(jī)偏移角度，反饋角度偏差給控制單元，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控角度偏差并通過推進(jìn)系統(tǒng)對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行角度修正，能提高鉆機(jī)的作業(yè)天井的角度修正能力。(3)由于采用環(huán)斷面作業(yè)并且采用設(shè)備自行機(jī)構(gòu)自動(dòng)推進(jìn)，可少減小人為因素的干擾，對(duì)天井作業(yè)速度有很大的提高。(4)由于采用鉆機(jī)設(shè)有冷卻水管道和排粉管道，冷卻廢水完全混合環(huán)斷面巖屑，大幅減少天井作業(yè)過程中的粉塵，改善井下環(huán)境。(5)由于鉆機(jī)采用井外控制臺(tái)直接控制，鉆機(jī)內(nèi)置智能液壓控制系統(tǒng)能夠很大程度的提高設(shè)備的人工智能程度。(6)由于工人不需要進(jìn)入天井作業(yè)工作作業(yè)面，能夠保證工人的人生安全，提高天井作業(yè)安全。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2(1)是本發(fā)明的鉆頭俯視圖；

圖2(2)是本發(fā)明的鉆頭仰視圖；

圖3是本發(fā)明的鉆頭傳動(dòng)減速器系統(tǒng)示意圖；

圖4是本發(fā)明的推進(jìn)器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的斷裂器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明的鉆機(jī)機(jī)架簡(jiǎn)圖；

圖7是本發(fā)明的排塵及動(dòng)力輸送管道系統(tǒng)；

圖8是本發(fā)明推進(jìn)系統(tǒng)支撐用液壓缸工作原理圖；