专利名称：一种探水探瓦斯钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种机械气动传动装置，具体涉及一种适用于煤巷、半煤巷进行 探水探瓦斯作业的钻机。
背景技术：
在煤矿采矿过程中，为了防止矿井渗水和瓦斯事故，在探水探瓦斯作业中，常规操 作步骤是先钻孔，到预定深度时再退出钻杆，方可用瓦斯检测装置在孔口进行瓦斯检测，目 前，在煤矿经常使用的钻机，只能用人工进行单方向作业，不能对钻机进行角度的调整，对 孔的角度不能很好地进行定位，也常常使钻孔的精度不高，由于采用人工手持式作业，钻机 行程小，劳动强度大，常常使操作者承担反力矩从而带来安全隐患，作业效率也低。另外，目 前使用的钻机大都采用单体回转式结构，钻头只能进行单方向旋转作业，易造成钻头在煤 层中卡死而不能正常工作。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种探水探瓦斯钻机，能有效进行探水探瓦斯作业， 结构简单、操作安全可靠、适应各种煤矿采煤工作面特殊环境，钻机稳定牢固，钻孔精度高； 扭矩大，钻孔速度快，自动推进行程大，移动次数少，降低了人工劳动强度，提高了作业效率。为达到上述目的，本实用新型一种探水探瓦斯钻机包括架柱支撑装置和活动固定 在架柱支撑装置上的钻机以及瓦斯检测报警仪，所述架柱支撑装置是由支撑底座、左导柱、 右导柱和固定在左、右导柱之间的滑轨组成，左导柱与支撑底座固定，右导柱活动固定在支 撑底座上，滑轨的左右两端分别通过活动固定在左右导柱上的固定块固定在左右导柱上；所述钻机活动固定在滑轨上，是由扶圈组件和回转器组成，扶圈组件是由扶圈、左 阀体、右阀体、左把手、右把手和外壁上设有多个小孔的消音管组成，所述左右阀体分别固 定在扶圈的左右两侧，左右把手分别通过销轴活动固定在扶圈的左右两端，消音管固定在 扶圈的一侧；左右阀体分别由阀座、进气阀芯、进气腔、排气阀芯、排气腔、进气口、进气管和 排气管组成，左右把手的上下端分别通过销轴与进气阀芯和排气阀芯活动连接，阀座固定 在扶圈上，在阀座内部的上下端分别设有排气腔和进气腔，进气阀芯和排气阀芯分别活动 固定在阀座内部的进气腔和排气腔内，在进气腔内的进气阀芯上固定设有弹簧，所述进气 管的一端通过气管外接空压机，另一端与进气腔相通，排气管通过气管与消音管的内腔相 通，进气口与回转器相通；所述回转器通过连接板与扶圈固定，是由气动马达、齿轮箱组成； 气动马达是由连接板、主动齿轮轴、副轴组成；主动齿轮轴、副轴分别与马达齿轮啮合，主动 齿轮轴和副轴通过连接板分别固定在气动马达轴承套内，所述的气动马达的侧壁上固定连 接有排气口，排气口的内部与气动马达的内腔相通，排气口外接气管分别与左右阀体中的 进气口通过法兰连接；齿轮箱是由一级被动齿轮、二级主动齿轮、二级被动齿轮和钻轴组 成；一级被动齿轮与二级主动齿轮通过齿轮轴采用平健固定连接，二级被动齿轮与钻轴固定连接；固定在齿轮箱内的一级被动齿轮与主动齿轮轴啮合，二级被动齿轮与固定在一级 被动齿轮的上端的二级主动齿轮啮合，所述钻轴通过轴承活动固定在齿轮箱的箱体上，在 钻轴的上端与中空钻头固定；所述瓦斯检测报警仪固定在回转器下端的连接板上，瓦斯检 测报警仪通过导管与气动马达侧壁上的排气口连接，在导管上设有开关。在上述技术方案中，当钻机关闭时，左右阀体在进气阀芯中的弹簧作用下，左右阀 体的进气阀芯关闭，排气阀芯处于打开状态。当钻机开始工作时，先在钻孔位置固定好架 柱支撑装置，调整好钻孔角度，启动气动马达，压缩空气经气管由右阀体的进气管进入进气 阀芯，此时按下右把手，进气阀芯打开，排气阀芯关闭，压缩空气进入气动马达，驱动气动马 达，通过齿轮带动主动齿轮轴、一级被动齿轮、二级主动齿轮、二级被动齿轮旋转，从而带动 钻轴正方向转动，驱动钻头正方向旋转，此时回转器中产生的废气经排气口排出至左阀体 中的进气口，由于此时的左阀体的进气阀芯关闭，而排气阀芯处于打开状态，废气经左阀体 中的排气管进入消音管中，通过消音管中的小孔排到大气中。当需要钻头退回时，放下右把 手，此时，右阀体中的进气阀芯关闭进口，排气阀芯打开，按下左把手，压缩空气从左阀体中 进入，左阀体中的进气阀芯打开，排气阀芯关闭，压缩空气进入回转器，驱动气动马达，通过 齿轮带动主动齿轮轴、一级被动齿轮、二级主动齿轮、二级被动齿轮旋转，从而带动钻轴反 方向转动，驱动钻头反方向回转，此时回转器中产生的废气经排气口排出至右阀体中的进 气口，由于此时的右阀体的进气阀芯关闭，而排气阀芯处于打开状态，废气经右阀体中的排 气管进入消音管中，通过消音管中的小孔排出到大气中。在上述技术方案中，由于架柱支撑装置由轨道、可调导柱和固定块组成，轨道可以 使钻机用滑轨实现直线进给，保证了探测孔较好的直线定向能力；并承受较大的反力矩，取 代以往钻机由操作者承担反力矩带来的安全隐患，可调机构可以对角度和高度进行调节， 以适应任意高度和不同角度的排水排瓦斯孔作业，同时扩大了钻机的使用范围，钻机稳定 牢固，操作安全可靠，钻孔精度高，扭矩大，钻孔速度快，自动推进行程大，移动次数少，降低 了人工劳动强度。回转器采用左右两个阀体，可以驱动气动马达正反方向旋转，提高了钻机 作业效率。本技术方案的架柱探水探瓦斯钻机，适合井下各种作业环境，钻孔方位士45°， 即顶孔、帮孔、底孔，钻孔深度，岩巷、半煤岩巷大于30m，煤巷大于40m、底孔40m，适应巷道 高度范围宽。
图1是本实用新型探水探瓦斯钻机的整机结构示意图；图2是本实用新型探水探瓦斯钻机的主机结构示意图；图3是图2的右视图；图4是本实用新型探水探瓦斯钻机中的左阀体结构示意图；图5是本实用新型探水探瓦斯钻机中的右阀体结构示意图；图6是本实用新型探水探瓦斯钻机中的回转器结构示意图；图7是本实用新型探水探瓦斯钻机的气动原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型探水探瓦斯钻机作进一步详细说明。
4[0016]由图1可见，本实施例包括架柱支撑装置和活动固定在架柱支撑装置上的钻机， 架柱支撑装置是由支撑底座1、左导柱2、右导柱3和固定在左导柱2和右导柱3之间滑轨4 组成，左导柱2与支撑底座1通过螺丝固定，右导柱3通过销轴活动固定在支撑底座1上， 滑轨4的左右两端分别通过活动固定在左导柱2和右导柱3上的固定块5活动固定在左导 柱2和右导柱3上，通过松开固定块5的螺丝即可沿左导柱2和右导柱3移动固定块5，从 而调节活动固定在滑轨4上钻机的方向。由图2、图3、图4、图5、图6可见，本实施例的钻机是由扶圈组件和回转器6组成， 扶圈组件是由扶圈7、左阀体8、右阀体9、左把手10、右把手11和外壁上设有多个小孔的消 音管13组成，所述左阀体8和右阀体9分别固定在扶圈7的左右两侧，左把手10和右把手 11分别通过销轴活动固定在扶圈7的左右两端，消音管13固定在扶圈7的一侧；由图4、图 5可见，左阀体8和右阀体9分别由阀座14、进气阀芯15、进气腔16、排气阀芯17、排气腔 18、进气口 19、进气管20和排气管22组成，左把手10和右把手11的上下端分别通过销轴 与进气阀芯15和排气阀芯17活动连接，阀座14固定在扶圈7上，在阀座14内部的上下端 分别设有排气腔18和进气腔16，进气阀芯15和排气阀芯17分别活动固定在阀座14内部 的进气腔16和排气腔18内，进气阀芯15控制进气腔16与进气口 19的连通，排气阀芯17 用于控制排气腔18与进气口 19的连通，在进气腔16内的进气阀芯15上固定设有弹簧21， 弹簧21的作用是控制排气阀芯17，进气管20的一端通过气管外接空压机，另一端与进气腔 16相通，排气管22通过气管与消音管13的内腔相通，进气口 19与回转器6的腔体相通；由 图6可见，回转器6通过连接板23与扶圈7固定，是由气动马达24、齿轮箱25组成；气动 马达M是由连接板23、主动齿轮轴沈、副轴27组成。主动齿轮轴沈、副轴27分别与马达 齿轮固定连接，通过连接板23固定在气动马达M上的轴承套内。所述的气动马达M的侧 壁上固定连接有排气口 32，排气口 32的内部与气动马达M的内腔相通，排气口 32外接气 管分别与左右阀体8、9中的进气口 19通过法兰连接。齿轮箱25是由一级被动齿轮四、二 级主动齿轮30、二级被动齿轮31、钻轴观组成；一级被动齿轮四与二级主动齿轮30通过 齿轮轴采用平健固定连接，二级被动齿轮31与钻轴观固定连接；通过固定在齿轮箱25内 的一级被动齿轮四与主动齿轮轴26的轮齿啮合，二级被动齿轮31与固定在一级被动齿轮 29的上端的二级主动齿轮30啮合，钻轴观通过轴承活动固定在齿轮箱25的箱体上，在钻 轴观的上端与中空钻头33固定；瓦斯检测报警仪34固定在回转器6下端的连接板23上， 瓦斯检测报警仪34通过导管36与气动马达M侧壁上的排气口 32连接，在导管36上设有 开关；35。由图7可见，本实施例的气动控制是由左阀体8、右阀体9、左把手10、右把手11、 注油器12和消音管13以及驱动气动马达M组成。本实施例气动工件原理是当钻机关闭时，左阀体8和右阀体9中的进气阀芯15 在弹簧21的弹力作用下，左阀体8和右阀体9中的进气阀芯15关闭，排气阀芯17打开。当 钻机开始工作时，先在钻孔位置固定好架柱支撑装置，调整好钻孔角度，启动气动马达对， 压缩空气经气管由右阀体9中的进气管20进入进气腔16，瓦斯气体由排气口 32经开关35 和导管36至瓦斯检测报警仪34，由瓦斯检测报警仪34进行自动检测。此时按下右把手11， 进气阀芯15打开，排气阀芯17关闭，压缩空气进入进气腔16经进气口 19进入回转器6，驱 动气动马达M转动，气动马达M通过压缩空气驱动马达齿轮带动主动齿轮轴沈、一级被
5动齿轮四、二级主动齿轮30、二级被动齿轮31旋转，从而带动钻轴观正方向转动，驱动钻 头正方向旋转，此时回转器6中产生的废气经排气口 32排出至左阀体8中的进气口 19，由 于此时的左阀体8的进气阀芯15关闭，而排气阀芯17处于打开状态，废气经左阀体8中的 排气管22进入消音管13中，通过消音管13外壁上小孔排到大气中。当需要钻头退回时， 放下右把手11，此时，右阀体9中的进气阀芯15关闭进口，排气阀芯17打开，按下左把手 10，压缩空气从左阀体8中的进气管20进入到左阀体8中的进气腔16，左阀体8中的进气 阀芯15打开，排气阀芯17关闭，压缩空气由进气腔16经进气口 19进入回转器6，驱动气 动马达M转动，气动马达M通过齿轮带动主动齿轮轴沈、一级被动齿轮四、二级主动齿轮 30、二级被动齿轮31旋转，从而带动钻轴观反方向转动，驱动钻头反方向回转，此时回转器 6中产生的废气经排气口 32排出至右阀体9中的进气口 19，由于此时的右阀体9中的进气 阀芯15关闭，而排气阀芯17处于打开状态，废气经右阀体9中的排气管22进入消音管13 中，通过消音管13外壁上的小孔排出到大气中。在本实施例中，配置了先进的瓦斯检测报警仪34，该检测仪全数字显示，可提供声 光报警。该机型是矿山、煤矿探水探瓦斯作业的理想钻、探设备。在本实施例中，由于架柱支撑装置由滑轨4、可调右导柱3和固定块5组成，滑轨4 可以使钻机实现直线进给，保证了探测孔较好的直线定向能力；并承受较大的反力矩，取代 以往钻机由操作者承担反力矩带来的安全隐患，可调机构可以对角度和高度进行调节，以 适应任意高度和不同角度的排水排瓦斯孔作业，同时扩大了钻机的使用范围，钻机稳定牢 固，操作安全可靠，钻孔精度高，扭矩大，钻孔速度快，自动推进行程大，移动次数少，降低了 人工劳动强度。回转器6采用左阀体8和右阀体9两个阀体，可以驱动气动马达对正反方向 旋转，提高了钻机作业效率。本技术方案的架柱探水探瓦斯钻机，适合井下各种作业环境， 钻孔方位士45°，即顶孔、帮孔、底孔，钻孔深度，岩巷、半煤岩巷大于30m，煤巷大于40m、底 孔40m，适应巷道高度范围宽。
权利要求1.一种探水探瓦斯钻机，包括架柱支撑装置和活动固定在架柱支撑装置上的钻机以及 瓦斯检测报警仪(34)，其特征是所述架柱支撑装置是由支撑底座(1)、左导柱( 、右导柱 (3)和固定在左、右导柱(2、3)之间的滑轨(4)组成，左导柱O)与支撑底座(1)固定，右 导柱C3)活动固定在支撑底座(1)上，滑轨的左右两端分别通过活动固定在左右导柱 (2,3)上的固定块(5)固定在左右导柱(2、3)上；所述钻机活动固定在滑轨(4)上，是由扶圈组件和回转器(6)组成，扶圈组件是由扶 圈(7)、左阀体(8)、右阀体(9)、左把手(10)、右把手(11)和外壁上设有多个小孔的消音管 (13)组成，所述左右阀体(8、9)分别固定在扶圈(7)的左右两侧，左右把手(10、11)分别 通过销轴活动固定在扶圈(7)的左右两端，消音管(1 固定在扶圈(7)的一侧；左右阀体 (8,9)分别由阀座(14)、进气阀芯(15)、进气腔(16)、排气阀芯(17)、排气腔(18)、进气口 (19)、进气管00)和排气管0 组成，左右把手(10、11)的上下端分别通过销轴与进气阀 芯(15)和排气阀芯(17)活动连接，阀座(14)固定在扶圈(7)上，在阀座(14)内部的上下 端分别设有排气腔(18)和进气腔(16)，进气阀芯(15)和排气阀芯(17)分别活动固定在 阀座(14)内部的进气腔(16)和排气腔(18)内，在进气腔(16)内的进气阀芯(15)上固定 设有弹簧(21)，所述进气管OO)的一端外接压缩空气管路，另一端与进气腔(16)相通，排 气管0 通过气管与消音管(1 的内腔相通，进气口(19)与回转器(6)固定连接；所述 回转器(6)通过连接板与扶圈(7)固定，是由气动马达(M)、齿轮箱0 组成；气动 马达(24)是由连接板(23)、主动齿轮轴( )、副轴(27)组成，主动齿轮轴( )、副轴(27) 分别通过马达齿轮啮合，主动齿轮轴06)和副轴(XT)通过连接板分别固定在气动马 达04)轴承套内，所述的气动马达04)的侧壁上固定连接有排气口(32)，排气口(32)的 内部与气动马达04)的内腔相通，排气口(32)外接气管分别与左右阀体(8、9)中的进气 口(19)通过法兰连接，齿轮箱0 是由一级被动齿轮(四)、二级主动齿轮(30)、二级被动 齿轮(31)、钻轴08)组成；一级被动齿轮09)与二级主动齿轮(30)通过齿轮轴采用平健 固定连接，二级被动齿轮(31)与钻轴08)固定连接；固定在齿轮箱0 内的一级被动齿 轮09)与主动齿轮轴06)啮合，二级被动齿轮(31)与固定在一级被动齿轮09)的上端 的二级主动齿轮(30)啮合，所述钻轴08)通过轴承活动固定在齿轮箱0 的箱体上，在 钻轴08)的上端与中空钻头(3 固定；所述瓦斯检测报警仪(34)固定在回转器(6)下端 的连接板上，瓦斯检测报警仪(34)通过导管(36)与气动马达04)侧壁上的排气口 (32)连接，在导管(36)上设有开关(35)。
2.根据权利要求1所述的一种探水探瓦斯钻机，其特征是所述扶圈组件还包括注油 器(12)，注油器(12)通过连接管分别与左右阀体(8、9)的内部的进气腔(16)和压缩空气 管路相通。
专利摘要本实用新型公开了一种探水探瓦斯钻机，包括架柱支撑装置和活动固定在架柱支撑装置上的钻机以及瓦斯检测报警仪，架柱支撑装置是由滑轨和可调导柱组成，钻机是由扶圈组件和回转器组成。本实用新型的技术方案，以压缩空气为动力，通过扶圈组件中的注油器，操纵左、右阀体，压缩空气驱动气动马达旋转，经两级齿轮减速后驱动主轴正反方向旋转，进而带动钻头工作。采用本实用新型的技术方案，能有效进行探水探瓦斯作业，可以对角度和高度进行调节，保证了探测孔较好的直线定向能力，操作安全可靠，钻机稳定牢固，钻孔精度高，扭矩大，钻孔速度快，自动推进行程大，移动次数少，降低了人工劳动强度，提高了作业效率，适应煤矿巷道高度范围宽。
文档编号E21B7/04GK201865575SQ20102062580
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者储凯煜, 储银盘 申请人:安徽宏昌机电装备制造有限公司