專利名稱:礦用大直徑平孔鉆機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及鉆孔機(jī)械,特別是用于煤礦鉆出通風(fēng)通道或煤柱等留存礦體開采回收的一種礦用大直徑平孔鉆機(jī),屬采掘機(jī)械領(lǐng)域。
目前煤礦中某些近水平專用功能的通道,如通風(fēng)孔、溜煤眼等,尚無機(jī)械化施工的鉆孔設(shè)備,只能用炮掘平巷的施工方法進(jìn)行,存在施工孔徑斷面加大、斷面不規(guī)則、掘進(jìn)與支護(hù)工作量大、施工速度慢、成本高、工效低,且炮掘?qū)χ苓厙鷰r產(chǎn)生震動破壞,安全性差等弊端。另外,在煤柱回收、老區(qū)復(fù)采、“三下”采煤等特殊場所,尚無機(jī)械化回采設(shè)備,其作業(yè)環(huán)境的危險性和繁重的體力勞動使得不但安全性差而且工效低,回采率低,造成了煤炭資源的丟失。
本實用新型的目的是提供一種礦用大直徑平孔鉆機(jī),它具有鉆孔及采掘雙重功能,該鉆機(jī)包括有主機(jī)、螺旋鉆桿及組合式鉆頭主要部件,主機(jī)包括有動力頭、底座,推進(jìn)油缸、后撐油缸及托輥,動力頭設(shè)置在底座的導(dǎo)軌上,推進(jìn)油缸安裝在底座上,推進(jìn)油缸的活塞桿與動力頭傳力聯(lián)接,后撐油缸固定于底座上。使用時,后撐油缸的活塞桿頂住煤壁,承受推進(jìn)反力,推進(jìn)油缸施力于動力頭,使動力頭在導(dǎo)軌上向前推進(jìn),動力頭上活動聯(lián)接的鉆桿施力于與鉆桿活動聯(lián)接的鉆頭進(jìn)行鉆孔和采掘作業(yè),鉆頭及鉆桿上均設(shè)有螺旋葉片,將采掘出的煤炭傳送到底座下方設(shè)置的運輸機(jī)運出。
本實用新型的上述目的是這樣實現(xiàn)的礦用大直徑平孔鉆機(jī),設(shè)有主機(jī)及鉆頭,其特征是主機(jī)包括動力頭、底座、推進(jìn)油缸及托輥,動力頭通過與之聯(lián)接的導(dǎo)向板安放在底座上部的導(dǎo)軌上,導(dǎo)向板與導(dǎo)軌滑動配合,底座上固定有推進(jìn)油缸,推進(jìn)油缸的活塞桿與動力頭的導(dǎo)向板鉸支聯(lián)接,在動力頭與鉆頭之間設(shè)有帶有螺旋葉片的空心鉆桿,鉆桿兩端分別與動力頭及組合式鉆頭的中空軸錐形螺紋聯(lián)接,組合式鉆頭為圓筒形結(jié)構(gòu),中心為中空軸,通過輻板與圓筒連為一體,圓筒的前端由與中空軸前端錐形螺紋聯(lián)接的中心鉆頭與若干截齒配置成多階臺錐形切割面,在圓筒的內(nèi)、外壁上均設(shè)置有螺旋葉片,底座上設(shè)有與鉆機(jī)中心相平行的托輥,托輥兩端活動支承在底座上,組合式鉆頭及螺旋鉆桿均支承在托輥上。在底座上還固定有后撐油缸,該油缸的活塞桿與鉆進(jìn)中心平行。后撐油缸為兩個,對稱設(shè)置在底座的后端,托輥亦為兩個,呈平行、有間距布置。動力頭與組合式鉆頭之間設(shè)有多根依次首尾互相錐形螺紋聯(lián)接的螺旋鉆桿。
本實用新型的優(yōu)點及效果1、機(jī)械化一次成形鉆孔,無需擴(kuò)孔,可鉆出大直徑、緩傾斜、長距離的專用通道,所鉆出的孔斷面規(guī)則,承載力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、無需進(jìn)行支護(hù),鉆孔時對圍巖不產(chǎn)生震動破壞,工效高、安全性好;2、鉆孔過程即是采掘過程,當(dāng)應(yīng)用于煤柱回收、老區(qū)復(fù)采、“三下”采煤等特殊場所時,除了具有工效高、回采率高能充分回收煤炭資源外,最重要的是解決了在危險性較大的作業(yè)環(huán)境下人身安全問題,工人在有支護(hù)的巷道內(nèi)作業(yè),不必進(jìn)入回采工作面(圓洞),而殘留的圓形空心煤柱又具有很強(qiáng)的承載力,安全可靠。
以下結(jié)合附圖給出的實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)圖;圖中,兩個后撐油缸5固定在底座13的后上部,并與底座形成一個完整而穩(wěn)固的支承系統(tǒng)。后撐油缸的活塞桿伸出撐頂一側(cè)煤幫4,將底座牢牢地壓緊在另一側(cè)煤幫15上,使底座成為一個類似固定的底座(如不設(shè)置后撐油缸,則底座必須與巷道底板11(地平)牢固固定,3為巷道頂板),其上的導(dǎo)軌6也就成了固定導(dǎo)軌(選用方形截面導(dǎo)軌,且菱形放置,穩(wěn)定性好)。動力頭9通過導(dǎo)向板7騎在底座的方形導(dǎo)軌上(導(dǎo)向板的作用是避免動力頭與導(dǎo)軌之間直接滑動摩檫而磨損,導(dǎo)向板磨損可以更換),由推進(jìn)油缸8來向前推進(jìn)。推進(jìn)油缸安設(shè)在底座的后部中間。推進(jìn)油缸的活塞桿一端鉸接在導(dǎo)向板上,其中部固定在底座上。動力頭通過錐形螺紋與螺旋中空鉆桿1的一端相聯(lián)接,而螺旋鉆桿的另一端則又通過錐形螺紋與另一根鉆桿或組合式鉆頭的中空軸18相聯(lián)接。在組合式鉆頭和動力頭之間可以對接多根螺旋鉆桿。螺旋鉆桿上設(shè)有螺旋葉片2,鉆孔時可將鉆削形成的煤送到孔外。組合式鉆頭為圓筒型結(jié)構(gòu),在圓筒21的前端布有截齒16,在圓筒的內(nèi)外壁上均布置有螺旋葉片20、22。外部的螺旋葉片22可支撐和定位鉆頭。內(nèi)部的螺旋葉片20可以將鉆削形成的煤沿孔送至螺旋鉆桿,再由螺旋鉆桿送出至設(shè)在底座前端下面的運輸機(jī)23,可將煤炭運輸出去。在螺旋鉆桿和底座之間設(shè)有兩個大托輥10、12,呈平行、有間距布置,并與鉆進(jìn)中心相平行。組合式鉆頭及螺旋鉆桿支承在大托輥上,螺旋鉆桿與大托輥之間可相對轉(zhuǎn)動。大托輥兩端支承在底座的托架14上,并在底座上可以轉(zhuǎn)動。
動力頭采用兩個低速大扭矩液壓馬達(dá),同步驅(qū)動大齒輪、主軸,傳遞扭矩;動力頭底部拖板配置一個兩級雙作用推進(jìn)油缸,以較短的缸體向動力頭施加較長的行程和足夠的推拉力;機(jī)座采用長方體、低矮型箱式結(jié)構(gòu),其上部兩側(cè)配置方形導(dǎo)軌,用以控制動力頭精確前后平移和承受正反力矩;箱體后端板除安放推進(jìn)缸體外,還對稱安設(shè)兩個后撐油缸,以撐緊煤壁,抗衡推進(jìn)反力;箱體內(nèi)設(shè)兩根平行大托輥,承載鉆具旋轉(zhuǎn)推進(jìn)并準(zhǔn)確定心;箱體底部空間可橫向或豎向配置運輸機(jī),將采出的煤炭運出。組合式螺旋鉆頭由螺旋滾筒21、輻板19、中空軸18、中心鉆頭17、截齒16等組成,前端由中心鉆頭和數(shù)拾個截齒配置成多階臺錐形截割面,鉆進(jìn)效能高、定心好;滾筒內(nèi)外均布置雙頭螺旋葉片20、22,既得到穩(wěn)定支承,又能高效輸送煤炭。螺旋鉆桿由中空軸1和雙頭螺旋葉片2組成,前后端頭加工成內(nèi)外錐螺紋,用以與鉆頭或多根鉆桿間的相互聯(lián)接。由于受巷道寬度的制約,每根鉆桿都較短,作業(yè)時需頻繁對接或卸扣,又是近水平、長距離鉆進(jìn),因而它與各類鉆機(jī)通常使用的鉆桿不同,除了傳遞扭矩、推拉力和中空通道輸水的作用而外,還要輸送煤炭,并要依靠螺旋葉片外緣與孔壁的滑動接觸,得到穩(wěn)定支承,避免鉆桿沉降和偏擺,保證直線鉆進(jìn)。
本鉆機(jī)為若干獨立單體部件,運到現(xiàn)場就位,組合安裝,聯(lián)接液壓、供電、供水系統(tǒng),就能實施該鉆機(jī)的作業(yè)功能。它在作業(yè)時,首先通過主機(jī)的動力頭驅(qū)動組合式螺旋鉆頭旋轉(zhuǎn),并通過推進(jìn)油缸傳遞的軸向推力,使鉆頭切割礦體進(jìn)入煤層。然后動力頭擰開與鉆頭的聯(lián)接退還原位,裝入一根鉆桿,再開動動力頭旋轉(zhuǎn)和推進(jìn),聯(lián)接與鉆桿、鉆頭的軸端絲扣,即可進(jìn)行下一行程的切割推進(jìn)。如此一根根接續(xù)鉆桿,達(dá)到鉆孔的長度要求后,再退出鉆桿和鉆頭,即完成了鉆孔作業(yè)。鉆孔的過程即開采煤炭,鉆頭和鉆桿的螺旋葉片將它從孔中輸送出來,再經(jīng)運輸機(jī)運出。
權(quán)利要求1.礦用大直徑平孔鉆機(jī),設(shè)有主機(jī)及鉆頭,其特征是主機(jī)包括動力頭、底座、推進(jìn)油缸及托輥,動力頭通過與之聯(lián)接的導(dǎo)向板安放在底座上部的導(dǎo)軌上,導(dǎo)向板與導(dǎo)軌滑動配合,底座上固定有推進(jìn)油缸,推進(jìn)油缸的活塞桿與動力頭的導(dǎo)向板鉸支聯(lián)接,在動力頭與鉆頭之間設(shè)有帶有螺旋葉片的空心鉆桿,鉆桿兩端分別與動力頭及組合式鉆頭的中空軸錐形螺紋聯(lián)接,組合式鉆頭為圓筒形結(jié)構(gòu),中心為中空軸,通過輻板與圓筒連為一體,圓筒的前端由與中空軸前端錐形螺紋聯(lián)接的中心鉆頭與若干截齒配置成多階臺錐形切割面,在圓筒的內(nèi)、外壁上均設(shè)置有螺旋葉片,底座上設(shè)有與鉆機(jī)中心相平行的托輥,托輥兩端活動支承在底座上,組合式鉆頭及螺旋鉆桿均支承在托輥上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用大直徑平孔鉆機(jī),其特征是在底座上還固定有后撐油缸,該油缸的活塞桿與鉆進(jìn)中心平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用大直徑平孔鉆機(jī),其特征是后撐油缸為兩個,對稱設(shè)置在底座的后端,托輥亦為兩個,呈平行、有間距布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用大直徑平孔鉆機(jī),其特征是動力頭與組合式鉆頭之間設(shè)有多根依次首尾互相錐形螺紋聯(lián)接的螺旋鉆桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦用大直徑平孔鉆機(jī),其特征是動力頭與組合式鉆頭之間設(shè)有多根依次首尾互相錐形螺紋聯(lián)接的螺旋鉆桿。
專利摘要礦用大直徑平孔鉆機(jī),設(shè)有主機(jī)及鉆頭,其特征是主機(jī)包括動力頭、底座、推進(jìn)油缸及托輥,動力頭通過與之聯(lián)接的導(dǎo)向板安放在底座上部的導(dǎo)軌上,導(dǎo)向板與導(dǎo)軌滑動配合,底座上固定有推進(jìn)油缸,推進(jìn)油缸的活塞桿與動力頭的導(dǎo)向板鉸支聯(lián)接,在動力頭與鉆頭之間設(shè)有帶有螺旋葉片的空心鉆桿,鉆桿兩端分別與動力頭及組合式鉆頭的中空軸錐形螺紋聯(lián)接,組合式鉆頭為圓筒形結(jié)構(gòu),圓筒的前端由中心鉆頭與若干截齒配置成多階臺錐形切割面,在圓筒的內(nèi)、外壁上均設(shè)置有螺旋葉片。
文檔編號E21C25/00GK2540508SQ0221960
公開日2003年3月19日 申請日期2002年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月28日
發(fā)明者郭增瑗, 徐鎖庚, 魯再青, 梁伯圖, 邰勇 申請人:煤炭科學(xué)研究總院南京研究所