[發(fā)明專利]懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)載隨掘錨鉆探一體化鉆機(jī)

有效

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• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN103993879A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳加勝;張友能;魏東;高明中;鄧海順
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: E21C25/66
• 分類號: E21C25/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到應(yīng)用于井下巷道掘進(jìn)過程中使用的用于圍巖支護(hù)和地質(zhì)鉆探的鉆機(jī)，具體為一種懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)載隨掘錨鉆探一體化鉆機(jī)。

背景技術(shù)

錨桿支護(hù)具有成本低、成巷速度快、輔助運(yùn)輸量小、勞動(dòng)強(qiáng)度低、巷道斷面利用率高等優(yōu)點(diǎn)，因而受到世界各主要采煤國家的普遍重視和日益廣泛的應(yīng)用，代表了巷道支護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向。隨著錨桿支護(hù)技術(shù)的飛速發(fā)展，錨桿鉆機(jī)也得到了快速的發(fā)展，但它仍然是制約煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)在我國快速推廣的主要原因之一。

錨桿鉆機(jī)主要有單體型錨桿鉆機(jī)和臺(tái)車型錨桿鉆機(jī)，單體型錨桿鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、加工制造容易、價(jià)格低廉、操作維修技術(shù)要求不高等。單體型錨桿鉆機(jī)的缺點(diǎn)：鉆鑿孔徑較小，孔深較小，需要人工搬運(yùn)。

臺(tái)車型錨桿鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械化程度高，輸出功率大，破巖能力強(qiáng)，能耗低，鉆鑿孔徑較大，孔深較大，整機(jī)自動(dòng)行走，不需要人工搬運(yùn)，作業(yè)環(huán)境好，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等。臺(tái)車型錨桿鉆機(jī)的缺點(diǎn)：價(jià)格貴，不適合小斷面巷道。

典型的巷道地質(zhì)鉆機(jī)有兩種：一種是煤礦用分體式全液壓鉆機(jī)；一種是HXY型步履式巖心鉆機(jī)。上述兩種地質(zhì)鉆機(jī)和錨桿鉆機(jī)相比的缺點(diǎn)是：設(shè)備笨重，體積大，井下運(yùn)輸、移動(dòng)、固定、安裝和拆除都非常困難，當(dāng)工作面地質(zhì)條件變化快時(shí)，鉆機(jī)需要頻繁搬運(yùn)、固定、安裝和拆除，所以工作量大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、巷道掘進(jìn)速度慢，嚴(yán)重制約了掘進(jìn)效率的提高，較小斷面巷道甚至無法使用。

懸臂式掘進(jìn)機(jī)具有截割、裝載、轉(zhuǎn)載煤巖、自身行走及噴霧防塵等功能。但是錨桿鉆機(jī)和地質(zhì)鉆機(jī)都不能和掘進(jìn)機(jī)有效配合，效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、掘進(jìn)速度慢、掘進(jìn)機(jī)的開機(jī)率只有40％左右，不能發(fā)揮懸臂式掘進(jìn)機(jī)的快速掘進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)，需要研發(fā)懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)載隨掘錨鉆探一體化鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)安全、高效、快速的掘進(jìn)。

目前國內(nèi)煤礦掘進(jìn)巷道的永久支護(hù)憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，巷道頂板的巖性及巖層結(jié)構(gòu)不能及時(shí)探明，使永久支護(hù)設(shè)計(jì)不能隨頂板情況而及時(shí)變更，有時(shí)因?yàn)橹ёo(hù)強(qiáng)度不夠而造成頂板事故，有時(shí)支護(hù)強(qiáng)度過剩造成浪費(fèi)，降低了掘進(jìn)速度和效益。巷道的錨桿(索)支護(hù)率已達(dá)80％左右，需要不斷地鉆孔和安裝錨桿對新暴露的圍巖進(jìn)行支護(hù)。另外在巷道掘進(jìn)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到瓦斯突出、頂板巖性不明、地下水、堅(jiān)硬難截割巖層、斷層等復(fù)雜地質(zhì)條件，需要鉆探。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于以懸臂式掘進(jìn)機(jī)為支撐平臺(tái)，將錨桿鉆機(jī)、地質(zhì)鉆機(jī)和懸臂式掘進(jìn)機(jī)有機(jī)的結(jié)合成一體，設(shè)計(jì)與懸臂式掘進(jìn)機(jī)一體化的隨掘錨鉆探鉆機(jī)，以實(shí)現(xiàn)全方位多功能鉆孔，實(shí)現(xiàn)錨桿支護(hù)和頂板巖性探測，為實(shí)現(xiàn)安全快速高效的巷道掘進(jìn)提供裝備手段。

本發(fā)明的有益效果是：

1)實(shí)現(xiàn)全方位多功能鉆孔。向頂板鉆錨桿、錨索鉆孔，同時(shí)對頂板巖性進(jìn)行探測。向迎頭、巷道兩幫和巷道底板鉆各種鉆孔。

2)該裝置操作方便靈活省力，操作人員在鉆孔后面安全地點(diǎn)操作方向閥的手把即可，動(dòng)作平穩(wěn)迅速，收放自如，鉆孔定位準(zhǔn)確，鉆孔時(shí)穩(wěn)定性好，減少工人的數(shù)量，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3)鉆機(jī)和掘進(jìn)機(jī)結(jié)合成一體，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的快速安裝、固定和移動(dòng)，不需要人工反復(fù)安裝、固定和搬運(yùn)鉆機(jī)。充分利用掘進(jìn)機(jī)懸臂兩側(cè)的空間，解決鉆機(jī)占空間使巷道內(nèi)更加擁擠的現(xiàn)狀。

4)鉆機(jī)收起時(shí)結(jié)構(gòu)尺寸小，不阻礙掘進(jìn)機(jī)司機(jī)的視線，不影響掘進(jìn)機(jī)的截割、裝載及行走等作業(yè)。鉆機(jī)伸展行程大，可以滿足不同斷面和尺寸巷道的要求。

5)一次作業(yè)循環(huán)能施工3排錨桿，同一斷面應(yīng)至少能施工3種高度的側(cè)幫錨桿，各臺(tái)錨桿鉆機(jī)能夠同時(shí)作業(yè)，互不影響。

6)使用掘進(jìn)機(jī)的液壓泵站，不需單獨(dú)配置泵站，所以使成本降低，液壓系統(tǒng)簡化。

7)結(jié)構(gòu)簡單可靠，整機(jī)質(zhì)量小，便于在井下進(jìn)行安裝、拆卸、維修和保養(yǎng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)頂板巖性隨鉆探測的原理圖

圖2是本發(fā)明鉆機(jī)總體結(jié)構(gòu)布置圖

圖3是本發(fā)明鉆機(jī)與懸臂式掘進(jìn)機(jī)集成圖

圖4是本發(fā)明鉆機(jī)向迎頭鉆炮眼和大直徑超前瓦斯排放等鉆孔的具體實(shí)施圖

圖5是本發(fā)明鉆機(jī)向頂板鉆錨桿、錨索及頂板巖性探測鉆孔的具體實(shí)施圖

圖6是本發(fā)明鉆機(jī)向巷道兩幫鉆錨桿、錨索及探測鉆孔的具體實(shí)施圖

圖7是本發(fā)明鉆機(jī)向巷道底板鉆孔的具體實(shí)施圖