[发明专利]悬臂式掘进机机载随掘锚钻探一体化钻机

说明书

技术领域

本发明涉及到应用于井下巷道掘进过程中使用的用于围岩支护和地质钻探的钻机，具体为一种悬臂式掘进机机载随掘锚钻探一体化钻机。

背景技术

锚杆支护具有成本低、成巷速度快、辅助运输量小、劳动强度低、巷道断面利用率高等优点，因而受到世界各主要采煤国家的普遍重视和日益广泛的应用，代表了巷道支护技术的发展方向。随着锚杆支护技术的飞速发展，锚杆钻机也得到了快速的发展，但它仍然是制约煤巷锚杆支护技术在我国快速推广的主要原因之一。

锚杆钻机主要有单体型锚杆钻机和台车型锚杆钻机，单体型锚杆钻机的优点：结构简单、加工制造容易、价格低廉、操作维修技术要求不高等。单体型锚杆钻机的缺点：钻凿孔径较小，孔深较小，需要人工搬运。

台车型锚杆钻机的优点：机械化程度高，输出功率大，破岩能力强，能耗低，钻凿孔径较大，孔深较大，整机自动行走，不需要人工搬运，作业环境好，易于实现自动控制等。台车型锚杆钻机的缺点：价格贵，不适合小断面巷道。

典型的巷道地质钻机有两种：一种是煤矿用分体式全液压钻机；一种是HXY型步履式岩心钻机。上述两种地质钻机和锚杆钻机相比的缺点是：设备笨重，体积大，井下运输、移动、固定、安装和拆除都非常困难，当工作面地质条件变化快时，钻机需要频繁搬运、固定、安装和拆除，所以工作量大、劳动强度高、巷道掘进速度慢，严重制约了掘进效率的提高，较小断面巷道甚至无法使用。

悬臂式掘进机具有截割、装载、转载煤岩、自身行走及喷雾防尘等功能。但是锚杆钻机和地质钻机都不能和掘进机有效配合，效率低、工人劳动强度大、掘进速度慢、掘进机的开机率只有40％左右，不能发挥悬臂式掘进机的快速掘进的优点，需要研发悬臂式掘进机机载随掘锚钻探一体化钻机实现安全、高效、快速的掘进。

目前国内煤矿掘进巷道的永久支护凭经验设计，巷道顶板的岩性及岩层结构不能及时探明，使永久支护设计不能随顶板情况而及时变更，有时因为支护强度不够而造成顶板事故，有时支护强度过剩造成浪费，降低了掘进速度和效益。巷道的锚杆(索)支护率已达80％左右，需要不断地钻孔和安装锚杆对新暴露的围岩进行支护。另外在巷道掘进过程中，经常会遇到瓦斯突出、顶板岩性不明、地下水、坚硬难截割岩层、断层等复杂地质条件，需要钻探。

发明内容

本发明的目的在于以悬臂式掘进机为支撑平台，将锚杆钻机、地质钻机和悬臂式掘进机有机的结合成一体，设计与悬臂式掘进机一体化的随掘锚钻探钻机，以实现全方位多功能钻孔，实现锚杆支护和顶板岩性探测，为实现安全快速高效的巷道掘进提供装备手段。

本发明的有益效果是：

1)实现全方位多功能钻孔。向顶板钻锚杆、锚索钻孔，同时对顶板岩性进行探测。向迎头、巷道两帮和巷道底板钻各种钻孔。

2)该装置操作方便灵活省力，操作人员在钻孔后面安全地点操作方向阀的手把即可，动作平稳迅速，收放自如，钻孔定位准确，钻孔时稳定性好，减少工人的数量，降低工人的劳动强度。

3)钻机和掘进机结合成一体，实现钻机的快速安装、固定和移动，不需要人工反复安装、固定和搬运钻机。充分利用掘进机悬臂两侧的空间，解决钻机占空间使巷道内更加拥挤的现状。

4)钻机收起时结构尺寸小，不阻碍掘进机司机的视线，不影响掘进机的截割、装载及行走等作业。钻机伸展行程大，可以满足不同断面和尺寸巷道的要求。

5)一次作业循环能施工3排锚杆，同一断面应至少能施工3种高度的侧帮锚杆，各台锚杆钻机能够同时作业，互不影响。

6)使用掘进机的液压泵站，不需单独配置泵站，所以使成本降低，液压系统简化。

7)结构简单可靠，整机质量小，便于在井下进行安装、拆卸、维修和保养。

附图说明

图1是本发明钻机实现顶板岩性随钻探测的原理图

图2是本发明钻机总体结构布置图

图3是本发明钻机与悬臂式掘进机集成图

图4是本发明钻机向迎头钻炮眼和大直径超前瓦斯排放等钻孔的具体实施图

图5是本发明钻机向顶板钻锚杆、锚索及顶板岩性探测钻孔的具体实施图

图6是本发明钻机向巷道两帮钻锚杆、锚索及探测钻孔的具体实施图

图7是本发明钻机向巷道底板钻孔的具体实施图