一种用于综采工作面过断层的固定式钻孔装置及使用方法与流程

本发明属于煤矿机械技术领域，特别是涉及一种用于综采工作面过断层的固定式钻孔装置及使用方法。

背景技术：

目前，在煤炭地下开采过程中，由于煤层赋存条件的复杂性，煤层中往往存在着大小不等的若干断层，当综采工作面推进时遇到断层，综采设备将无法继续作业，从而阻碍综采工作面的正常推进，现阶段有两种处理方式，第一种是绕开断层重新推进，第二种是爆破断层强行推进，当遇到大断层时，可采用第一种处理方式，当遇到小断层时，往往采用第二种处理方式。

当采用爆破断层强行推进的过断层方式时，首先需要将综采设备部分拆除转移或进行安全防护，然后再对断层进行爆破，以实现综采工作面的正常推进。而爆破断层前，需要在断层岩体上加工出若干装药孔，这些装药孔都是由人工操作气动锚杆钻机来完成的，钻孔效率十分低下，且工人的劳动强度特别大，每一次过断层过程都会花费大量的时间，从而严重影响了整体煤炭开采效率。再有，由于低效的过断层方式，也使得综采设备的机械化优势无法得到充分发挥。

现阶段，技术人员迫切希望提高过断层效率，特别是提高过断层过程中的钻孔效率，为此必须要改变传统人工操作气动锚杆钻机进行钻孔的方式，转而实现机械化钻孔，技术人员本想将传统的机械化自动凿岩机引入过断层过程中，但是受限于综采工作面的狭小空间，现有的机械化自动凿岩机由于庞大的体积，其根本不具备在综采工作面内使用的条件。

因此，有必要针对综采工作面过断层设计一种全新的机械化钻孔设备，其应有效提高钻孔效率，并有效提高过断层效率，使综采设备的机械化优势得到充分发挥。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于综采工作面过断层的固定式钻孔装置及使用方法，能够实现机械化钻孔，有效降低工人劳动强度，有效提高钻孔效率和过断层效率，能够充分发挥综采设备的机械化优势。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于综采工作面过断层的固定式钻孔装置，包括底座、控制台、滑轨、导向滑靴、转接座、大臂、小臂、回转盘、钻机、第一驱动油缸、第二驱动油缸、第三驱动油缸及第四驱动油缸；所述底座固定安装在液压支架上，所述控制台固定安装在底座上，所述滑轨固定设置在控制台上表面，所述导向滑靴设置在滑轨上，导向滑靴与滑轨滑动配合；所述转接座铰接在导向滑靴上，转接座相对于导向滑靴具有水平回转自由度；所述大臂一端铰接在转接座上，大臂另一端与小臂相铰接，所述回转盘设置在小臂上，所述钻机设置在回转盘上；所述第一驱动油缸一端铰接在导向滑靴上，第一驱动油缸另一端铰接在转接座上；所述第二驱动油缸一端铰接在转接座上，第二驱动油缸另一端铰接在大臂上；所述第三驱动油缸一端铰接在大臂上，第三驱动油缸另一端铰接在小臂上；所述第四驱动油缸一端铰接小臂上，第四驱动油缸另一端铰接在回转盘上。

在所述小臂上铰接有支撑油缸，在小臂与支撑油缸之间连接有第五驱动油缸，第五驱动油缸两端分别与小臂和支撑油缸相铰接；在所述支撑油缸底端固连有脚架。

所述导向滑靴、钻机、第一驱动油缸、第二驱动油缸、第三驱动油缸、第四驱动油缸、支撑油缸及第五驱动油缸的动作均通过控制台进行操控。

所述的用于综采工作面过断层的固定式钻孔装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：控制导向滑靴沿着滑轨且朝向断层岩体进行移动，使大臂、小臂及钻机一同靠近断层岩体；

步骤二：控制第二驱动油缸动作，使大臂下落；

步骤三：控制第三驱动油缸动作，使小臂抬起；

步骤四：控制第一驱动油缸动作，使转接座水平回转，进而带动大臂、小臂及钻机随着转接座一同回转；

步骤五：控制第四驱动油缸动作，使回转盘转动，进而带动钻机随着回转盘一同转动，直到钻机处于钻孔位置；

步骤六：控制第五驱动油缸动作，使支撑油缸垂直于地面且位于刮板输送机正上方；

步骤七：控制支撑油缸动作，使支撑油缸顶撑在小臂与刮板输送机之间；

步骤八：启动钻机，完成该钻孔位置处的装药孔打钻作业；

步骤九：调整钻机位置，完成其余钻孔位置处的装药孔打钻作业；

步骤十：完成最后一个装药孔的打钻作业后，控制支撑油缸动作，使支撑油缸抬离刮板输送机；

步骤十一：控制第五驱动油缸动作，使支撑油缸向大臂靠近；

步骤十二：分别控制第一驱动油缸和第四驱动油缸动作，使大臂、小臂及钻机处在同一平面内；

步骤十三：控制第三驱动油缸动作，使小臂下落；

步骤十四：控制第二驱动油缸动作，使大臂抬起；

步骤十五：控制导向滑靴沿着滑轨且背向断层岩体进行移动，使大臂、小臂及钻机一同远离断层岩体。

本发明的有益效果：

本发明与传统人工操作气动锚杆钻机进行钻孔的方式相比，实现了机械化钻孔，有效降低了工人的劳动强度，并且有效提高了钻孔效率和过断层效率，充分发挥了综采设备的机械化优势，有效保证了整体煤炭开采效率。

附图说明

图1为本发明的一种用于综采工作面过断层的固定式钻孔装置结构示意图；

图2为本发明与液压支架进行配装后(钻孔状态)的示意图；

图3为本发明与液压支架进行配装后(未钻孔状态)的示意图；

图中，1—底座，2—控制台，3—滑轨，4—导向滑靴，5—转接座，6—大臂，7—小臂，8—回转盘，9—钻机，10—第一驱动油缸，11—第二驱动油缸，12—第三驱动油缸，13—第四驱动油缸，14—液压支架，15—支撑油缸，16—第五驱动油缸，17—断层岩体，18—刮板输送机，19—脚架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～3所示，一种用于综采工作面过断层的固定式钻孔装置，包括底座1、控制台2、滑轨3、导向滑靴4、转接座5、大臂6、小臂7、回转盘8、钻机9、第一驱动油缸10、第二驱动油缸11、第三驱动油缸12及第四驱动油缸13；所述底座1固定安装在液压支架14上，所述控制台2固定安装在底座1上，所述滑轨3固定设置在控制台2上表面，所述导向滑靴4设置在滑轨3上，导向滑靴4与滑轨3滑动配合；所述转接座5铰接在导向滑靴4上，转接座5相对于导向滑靴4具有水平回转自由度；所述大臂6一端铰接在转接座5上，大臂6另一端与小臂7相铰接，所述回转盘8设置在小臂7上，所述钻机9设置在回转盘8上；所述第一驱动油缸10一端铰接在导向滑靴4上，第一驱动油缸10另一端铰接在转接座5上；所述第二驱动油缸11一端铰接在转接座5上，第二驱动油缸11另一端铰接在大臂6上；所述第三驱动油缸12一端铰接在大臂6上，第三驱动油缸12另一端铰接在小臂7上；所述第四驱动油缸13一端铰接小臂7上，第四驱动油缸13另一端铰接在回转盘8上。

在所述小臂7上铰接有支撑油缸15，在小臂7与支撑油缸15之间连接有第五驱动油缸16，第五驱动油缸16两端分别与小臂7和支撑油缸15相铰接；在所述支撑油缸15底端固连有脚架19。

所述导向滑靴4、钻机9、第一驱动油缸10、第二驱动油缸11、第三驱动油缸12、第四驱动油缸13、支撑油缸15及第五驱动油缸16的动作均通过控制台2进行操控。

当综采工作面推进时遇到断层，综采设备无法继续作业，需要爆破断层强行推进，此时根据断层的实际长度，在液压支架14上安装适当数量的钻孔装置，并根据实际需要确定钻孔位置和钻孔数量。

所述的用于综采工作面过断层的固定式钻孔装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：控制导向滑靴4沿着滑轨3且朝向断层岩体17进行移动，使大臂6、小臂7及钻机9一同靠近断层岩体17；

步骤二：控制第二驱动油缸11动作，使大臂6下落；

步骤三：控制第三驱动油缸12动作，使小臂7抬起；

步骤四：控制第一驱动油缸10动作，使转接座5水平回转，进而带动大臂6、小臂7及钻机9随着转接座5一同回转；

步骤五：控制第四驱动油缸13动作，使回转盘8转动，进而带动钻机9随着回转盘8一同转动，直到钻机9处于钻孔位置；

步骤六：控制第五驱动油缸16动作，使支撑油缸15垂直于地面且位于刮板输送机18正上方；

步骤七：控制支撑油缸15动作，使支撑油缸15顶撑在小臂7与刮板输送机18之间；

步骤八：启动钻机9，完成该钻孔位置处的装药孔打钻作业；

步骤九：调整钻机9位置，完成其余钻孔位置处的装药孔打钻作业；

步骤十：完成最后一个装药孔的打钻作业后，控制支撑油缸15动作，使支撑油缸15抬离刮板输送机18；

步骤十一：控制第五驱动油缸16动作，使支撑油缸15向大臂6靠近；

步骤十二：分别控制第一驱动油缸10和第四驱动油缸13动作，使大臂6、小臂7及钻机9处在同一平面内；

步骤十三：控制第三驱动油缸12动作，使小臂7下落；

步骤十四：控制第二驱动油缸11动作，使大臂6抬起；

步骤十五：控制导向滑靴4沿着滑轨3且背向断层岩体17进行移动，使大臂6、小臂7及钻机9一同远离断层岩体17。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。