[发明专利]方便钻杆换接的五钻头螺旋钻采煤装置

说明书

技术领域

本发明涉及矿山机械设备，尤其涉及一种方便钻杆换接的五钻头螺旋钻采煤装置。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，随着经济的增长，煤炭的需求越来越大。薄与极薄煤层分布广、储量大，探明储量占煤炭总储量的20%之多，但开采量仅占总产量的8%左右，远低于其储量所占比例。各煤矿企业都面临着薄与极薄煤层开采问题，特别是中厚煤层储量的日益减少，薄与极薄煤层开采技术的发展格外重要，其开采已经是一个全局性的亟待解决的问题。

我国薄与极薄煤层的开采，先后经历了炮采、截煤机—炮采联合开采、普通机械化采煤和综合机械化采煤等工艺方式，但对于厚度小于0.8m的极薄煤层则难以开采，造成煤炭资源的巨大浪费。

由于薄与极薄煤层难以开采，我国于上世纪末从乌克兰引进了三钻头式采煤机，其较刨煤机和滚筒式采煤机在薄与极薄煤层开采中具有显著的优点：使薄与极薄煤层得到了有效的开采，实现了无人工作面开采，改善了工人的工作环境，降低了工人劳动强度，社会经济效益十分显著；但是，由于目前钻机的钻杆联接主要是靠巷道中的单轨吊吊起钻杆搬移到钻机主机的上方，然后依靠机组工作人员进行安装对接，钻杆联接效率低下，工人劳动强度大，大大降低钻机的钻采效率，同时也制约了钻式采煤机在薄与极薄煤层安全开采中的应用。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种方便钻杆换接的五钻头螺旋钻采煤装置，能够缩短钻杆换接的时间，减少井下机组工作人员数量，提高螺旋钻采煤机换接钻杆的效率，以实现薄与极薄煤层的安全高效开采。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种方便钻杆换接的五钻头螺旋钻采煤装置，包括托架、移动架、推进导轨、液压推进油缸、螺旋钻头组件、后端抱紧装置、升降液压缸、辅助液压缸、钻杆支撑架、钻杆升降架、钻杆底托架、送钻导轨、辅助导轨和前端抱紧装置；所述钻杆支撑架用于安装待换接钻杆；

所述托架上设置有推进油缸安装座；所述推进导轨包括推进轨道和推进滑块，所述推进轨道和推进滑块分别与托架和移动架固结；所述液压推进油缸的缸筒安装在推进油缸安装座上，液压推进油缸的活塞杆与移动架连接；所述液压推进油缸的伸缩方向为钻进方向；

所述螺旋钻头组件包括五个结构相同的并联回路，每个回路包括液压制动马达、转矩转速传感器、后端传动箱、动力传送钻杆、前端传动箱和螺旋钻头；所述液压制动马达的输出轴、转矩转速传感器和后端传动箱的输入轴之间分别通过联轴器连接，所述后端传动箱的输出轴与动力传送钻杆的后端通过连接结构连接，所述动力传送钻杆的前端与前端传动箱的输入轴通过连接结构连接，所述前端传动箱的输出轴与螺旋钻头通过连接结构连接；所述动力传送钻杆为沿钻进方向顺次连接的一组钻杆，所述同一动力传送钻杆内的钻杆之间、钻杆与后端传动箱的输出轴之间的连接结构均为一对相适配的插拔式公母连接结构；所述液压制动马达、转矩转速传感器和后端传动箱安装在移动架上；

所述送钻导轨包括送钻轨道和送钻滑块，所述送钻轨道和送钻滑块分别与托架和钻杆底托架固结；所述辅助导轨包括辅助轨道和辅助滑块，所述辅助导轨和辅助滑块分别与钻杆升降架和钻杆支撑架固结；所述升降液压缸的活塞杆与钻杆底托架相铰接，升降液压缸的缸筒与钻杆升降架固结；所述辅助液压缸的缸筒与钻杆升降架固结，辅助液压缸的活塞杆与钻杆支撑架铰接；所述升降液压缸的伸缩方向为上下方向，所述辅助液压缸的伸缩方向为钻进方向；

所述前端抱紧装置固定在托架上，位于钻杆换接时钻杆前端连接部位；所述后端抱紧装置固定在托架上，位于待换接钻杆安装时待换接钻杆后端连接部位。

上述结构中，通过驱动液压推进油缸可以驱动移动架相对托架沿钻进方向进行伸缩运动；当液压制动马达内通入液压油后，即可通过动力传送钻杆将动力输送到前端传动箱，驱动螺旋钻头运动；当液压推进油缸内通入液压油后，可以推动移动架向煤层轴向运动，即推动螺旋钻头向煤层轴向运动，实现螺旋钻头轴向钻进并旋转截割煤层。使用五个结构相同的并联回路，可以在其中一个回路出现问题时，进行单独的更换或维护。

所述前端抱紧装置和后端抱紧装置均用于抱紧插拔式公母连接结构中的母件：抱紧母件，反向移动公件，实现连接结构的脱离；抱紧母件，正向移动公件，实现连接结构的安装；对于钻杆的两端采用的脱离和安装的原理相同。