专利名称：矿用大直径平孔钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钻孔机械，特别是用于煤矿钻出通风通道或煤柱等留存矿体开采回收的一种矿用大直径平孔钻机，属采掘机械领域。
目前煤矿中某些近水平专用功能的通道，如通风孔、溜煤眼等，尚无机械化施工的钻孔设备，只能用炮掘平巷的施工方法进行，存在施工孔径断面加大、断面不规则、掘进与支护工作量大、施工速度慢、成本高、工效低，且炮掘对周边围岩产生震动破坏，安全性差等弊端。另外，在煤柱回收、老区复采、“三下”采煤等特殊场所，尚无机械化回采设备，其作业环境的危险性和繁重的体力劳动使得不但安全性差而且工效低，回采率低，造成了煤炭资源的丢失。
本实用新型的目的是提供一种矿用大直径平孔钻机，它具有钻孔及采掘双重功能，该钻机包括有主机、螺旋钻杆及组合式钻头主要部件，主机包括有动力头、底座，推进油缸、后撑油缸及托辊，动力头设置在底座的导轨上，推进油缸安装在底座上，推进油缸的活塞杆与动力头传力联接，后撑油缸固定于底座上。使用时，后撑油缸的活塞杆顶住煤壁，承受推进反力，推进油缸施力于动力头，使动力头在导轨上向前推进，动力头上活动联接的钻杆施力于与钻杆活动联接的钻头进行钻孔和采掘作业，钻头及钻杆上均设有螺旋叶片，将采掘出的煤炭传送到底座下方设置的运输机运出。
本实用新型的上述目的是这样实现的矿用大直径平孔钻机，设有主机及钻头，其特征是主机包括动力头、底座、推进油缸及托辊，动力头通过与之联接的导向板安放在底座上部的导轨上，导向板与导轨滑动配合，底座上固定有推进油缸，推进油缸的活塞杆与动力头的导向板铰支联接，在动力头与钻头之间设有带有螺旋叶片的空心钻杆，钻杆两端分别与动力头及组合式钻头的中空轴锥形螺纹联接，组合式钻头为圆筒形结构，中心为中空轴，通过辐板与圆筒连为一体，圆筒的前端由与中空轴前端锥形螺纹联接的中心钻头与若干截齿配置成多阶台锥形切割面，在圆筒的内、外壁上均设置有螺旋叶片，底座上设有与钻机中心相平行的托辊，托辊两端活动支承在底座上，组合式钻头及螺旋钻杆均支承在托辊上。在底座上还固定有后撑油缸，该油缸的活塞杆与钻进中心平行。后撑油缸为两个，对称设置在底座的后端，托辊亦为两个，呈平行、有间距布置。动力头与组合式钻头之间设有多根依次首尾互相锥形螺纹联接的螺旋钻杆。
本实用新型的优点及效果1、机械化一次成形钻孔，无需扩孔，可钻出大直径、缓倾斜、长距离的专用通道，所钻出的孔断面规则，承载力强、稳定性好、无需进行支护，钻孔时对围岩不产生震动破坏，工效高、安全性好；2、钻孔过程即是采掘过程，当应用于煤柱回收、老区复采、“三下”采煤等特殊场所时，除了具有工效高、回采率高能充分回收煤炭资源外，最重要的是解决了在危险性较大的作业环境下人身安全问题，工人在有支护的巷道内作业，不必进入回采工作面(圆洞)，而残留的圆形空心煤柱又具有很强的承载力，安全可靠。
以下结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型结构图；图中，两个后撑油缸5固定在底座13的后上部，并与底座形成一个完整而稳固的支承系统。后撑油缸的活塞杆伸出撑顶一侧煤帮4，将底座牢牢地压紧在另一侧煤帮15上，使底座成为一个类似固定的底座(如不设置后撑油缸，则底座必须与巷道底板11(地平)牢固固定，3为巷道顶板)，其上的导轨6也就成了固定导轨(选用方形截面导轨，且菱形放置，稳定性好)。动力头9通过导向板7骑在底座的方形导轨上(导向板的作用是避免动力头与导轨之间直接滑动摩檫而磨损，导向板磨损可以更换)，由推进油缸8来向前推进。推进油缸安设在底座的后部中间。推进油缸的活塞杆一端铰接在导向板上，其中部固定在底座上。动力头通过锥形螺纹与螺旋中空钻杆1的一端相联接，而螺旋钻杆的另一端则又通过锥形螺纹与另一根钻杆或组合式钻头的中空轴18相联接。在组合式钻头和动力头之间可以对接多根螺旋钻杆。螺旋钻杆上设有螺旋叶片2，钻孔时可将钻削形成的煤送到孔外。组合式钻头为圆筒型结构，在圆筒21的前端布有截齿16，在圆筒的内外壁上均布置有螺旋叶片20、22。外部的螺旋叶片22可支撑和定位钻头。内部的螺旋叶片20可以将钻削形成的煤沿孔送至螺旋钻杆，再由螺旋钻杆送出至设在底座前端下面的运输机23，可将煤炭运输出去。在螺旋钻杆和底座之间设有两个大托辊10、12，呈平行、有间距布置，并与钻进中心相平行。组合式钻头及螺旋钻杆支承在大托辊上，螺旋钻杆与大托辊之间可相对转动。大托辊两端支承在底座的托架14上，并在底座上可以转动。
动力头采用两个低速大扭矩液压马达，同步驱动大齿轮、主轴，传递扭矩；动力头底部拖板配置一个两级双作用推进油缸，以较短的缸体向动力头施加较长的行程和足够的推拉力；机座采用长方体、低矮型箱式结构，其上部两侧配置方形导轨，用以控制动力头精确前后平移和承受正反力矩；箱体后端板除安放推进缸体外，还对称安设两个后撑油缸，以撑紧煤壁，抗衡推进反力；箱体内设两根平行大托辊，承载钻具旋转推进并准确定心；箱体底部空间可横向或竖向配置运输机，将采出的煤炭运出。组合式螺旋钻头由螺旋滚筒21、辐板19、中空轴18、中心钻头17、截齿16等组成，前端由中心钻头和数拾个截齿配置成多阶台锥形截割面，钻进效能高、定心好；滚筒内外均布置双头螺旋叶片20、22，既得到稳定支承，又能高效输送煤炭。螺旋钻杆由中空轴1和双头螺旋叶片2组成，前后端头加工成内外锥螺纹，用以与钻头或多根钻杆间的相互联接。由于受巷道宽度的制约，每根钻杆都较短，作业时需频繁对接或卸扣，又是近水平、长距离钻进，因而它与各类钻机通常使用的钻杆不同，除了传递扭矩、推拉力和中空通道输水的作用而外，还要输送煤炭，并要依靠螺旋叶片外缘与孔壁的滑动接触，得到稳定支承，避免钻杆沉降和偏摆，保证直线钻进。
本钻机为若干独立单体部件，运到现场就位，组合安装，联接液压、供电、供水系统，就能实施该钻机的作业功能。它在作业时，首先通过主机的动力头驱动组合式螺旋钻头旋转，并通过推进油缸传递的轴向推力，使钻头切割矿体进入煤层。然后动力头拧开与钻头的联接退还原位，装入一根钻杆，再开动动力头旋转和推进，联接与钻杆、钻头的轴端丝扣，即可进行下一行程的切割推进。如此一根根接续钻杆，达到钻孔的长度要求后，再退出钻杆和钻头，即完成了钻孔作业。钻孔的过程即开采煤炭，钻头和钻杆的螺旋叶片将它从孔中输送出来，再经运输机运出。
权利要求1.矿用大直径平孔钻机，设有主机及钻头，其特征是主机包括动力头、底座、推进油缸及托辊，动力头通过与之联接的导向板安放在底座上部的导轨上，导向板与导轨滑动配合，底座上固定有推进油缸，推进油缸的活塞杆与动力头的导向板铰支联接，在动力头与钻头之间设有带有螺旋叶片的空心钻杆，钻杆两端分别与动力头及组合式钻头的中空轴锥形螺纹联接，组合式钻头为圆筒形结构，中心为中空轴，通过辐板与圆筒连为一体，圆筒的前端由与中空轴前端锥形螺纹联接的中心钻头与若干截齿配置成多阶台锥形切割面，在圆筒的内、外壁上均设置有螺旋叶片，底座上设有与钻机中心相平行的托辊，托辊两端活动支承在底座上，组合式钻头及螺旋钻杆均支承在托辊上。
2.根据权利要求1所述的矿用大直径平孔钻机，其特征是在底座上还固定有后撑油缸，该油缸的活塞杆与钻进中心平行。
3.根据权利要求1或2所述的矿用大直径平孔钻机，其特征是后撑油缸为两个，对称设置在底座的后端，托辊亦为两个，呈平行、有间距布置。
4.根据权利要求1或2所述的矿用大直径平孔钻机，其特征是动力头与组合式钻头之间设有多根依次首尾互相锥形螺纹联接的螺旋钻杆。
5.根据权利要求3所述的矿用大直径平孔钻机，其特征是动力头与组合式钻头之间设有多根依次首尾互相锥形螺纹联接的螺旋钻杆。
专利摘要矿用大直径平孔钻机，设有主机及钻头，其特征是主机包括动力头、底座、推进油缸及托辊，动力头通过与之联接的导向板安放在底座上部的导轨上，导向板与导轨滑动配合，底座上固定有推进油缸，推进油缸的活塞杆与动力头的导向板铰支联接，在动力头与钻头之间设有带有螺旋叶片的空心钻杆，钻杆两端分别与动力头及组合式钻头的中空轴锥形螺纹联接，组合式钻头为圆筒形结构，圆筒的前端由中心钻头与若干截齿配置成多阶台锥形切割面，在圆筒的内、外壁上均设置有螺旋叶片。
文档编号E21C25/00GK2540508SQ0221960
公开日2003年3月19日 申请日期2002年3月28日 优先权日2002年3月28日
发明者郭增瑗, 徐锁庚, 鲁再青, 梁伯图, 邰勇 申请人:煤炭科学研究总院南京研究所