[实用新型]旋转冲击式液压锚杆钻机

说明书

技术领域

 本实用新型涉及矿山巷道锚杆支护领域，特别是涉及一种根据巷道岩层硬度在不停机状态下进行纯旋转切削方式和冲击旋转切削方式任意转换的旋转冲击式液压锚杆钻机。

背景技术

锚杆支护是近年来发展较快的一种井巷支护方法，它通过锚入围岩内的锚杆，改善围岩本身的力学状态，使支护体与围岩本身形成一个统一的能够承受载荷的结构体，阻止或延缓围岩的变形发展，有效地保持围岩的完整性和巷道的断面形状。锚杆钻机是锚杆支护施工的关键设备，直接影响着锚杆支护的施工质量、工作效率和施工劳动强度。

锚杆钻机按照动力源的不同可以分为电动式、气动式和液压式三种类型。

电动锚杆钻机以电动机经减速机构驱动钻具旋转来进行破岩钻孔。电动锚杆钻机在岩石硬度适宜且变化不大的情况下，钻进效果较好。电动锚杆钻机的能量利用率较高，一般都在60%以上。但是，实际应用时，由于岩层性质变化较大，电动锚杆钻机的抗过载能力较低，当钻进过程中的阻力突然过大时，钻机就会出现堵转现象，电机容易被烧毁。同时，现行的电动锚杆钻机都是采用湿式钻孔，而且煤矿井下的工作条件非常恶劣，湿度较大，淋水大，一旦发生密封失效，很容易烧毁电机，发生事故。

气动锚杆钻机以压缩空气作为动力，驱动钻具回转进行锚杆孔钻进作业。气动锚杆钻机在钻进过程中，当钻进阻力增大时，钻具转速降低，转矩随之增加，进而能取得较好的钻进效果。但是，作为动力源的压缩空气的气压值对气动锚杆钻机的钻进性能影响十分明显，而且气动锚杆钻机工作所需的能量在转换过程中的效率较低，导致此类锚杆钻机的总效率远低于电动式和液压式。采用地面空压机集中供气的气动锚杆钻机的总效率仅仅有4～9%，若采用井下移动式空压机进行供气，由于管路的缩短，其总效率能上升到5～10%。另外，气动锚杆钻机工作时的噪声较大，不利于工作人员的身心健康。

液压锚杆钻机以具有一定压力的液体介质驱动液压马达带动钻具旋转进行切削破岩。液压锚杆钻机的优点是工作压力高、输出扭矩大、抗过载能力强。在实际工作过程中，液压锚杆钻机的总效率低于电动式锚杆钻机，但高于气动式锚杆钻机，一般其总效率约为18～32%。

另外，锚杆钻机也可以按照破岩方式分为旋转式，冲击式和旋转冲击式三种。

旋转式锚杆钻机在岩石硬度小的场合中钻进效率较高，但当岩石硬度较高，尤其是硬度达到 f10 时，钻进效率大大降低，甚至无法破岩。在这种情况下一般需要采用冲击式锚杆钻机，冲击作业使岩石局部应力集中，发生脆性破碎。但冲击式锚杆钻机在破碎较软的岩石时效率较低。旋转冲击式锚杆钻机结合前面两种类型的优点，适应各种岩石情况。专利ZL200420053336.6提出了一种可在旋转和冲击间切换的冲击式两用锚杆钻机。但是，由于其转换机构的转换需要转动钻机上的水套才能实现，转换非常麻烦。申请号为200710135100.5的专利也提出了一种可在纯旋转切削和冲击旋转切削方式间切换的锚杆钻机，其转换机构的转换是通过螺柱或拉销前端与从动棘轮外壁面上的凹槽的配合来实现的。

由于矿山巷道岩层性质多变，软岩层中经常存在着硬岩层。在打锚杆孔过程中，有时遇到软岩有时遇到硬岩，尤其在打一个孔遇到软硬交替的岩层时，需要不断地转换锚杆钻机的纯旋转切削和冲击旋转切削两种工作方式，而上述两个专利提出的锚杆钻机工作方式的转换均需要在停机的状态下完成，并分别采用齿形轮盘式冲击机构和齿形棘轮式冲击机构，这两种冲击机构冲程短，冲击力小，极大的影响了钻孔的速度，降低了工作效率。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种根据巷道岩层硬度通过离合机构在不停机状态下进行纯旋转切削方式和冲击旋转切削方式任意转换的旋转冲击式液压锚杆钻机。

本实用新型的技术方案是：