技术领域
本发明涉及一种井下钻孔用钻机，特别是一种用于在具有轨道的巷道内施工专用瓦斯巷穿层钻孔、煤巷顺层钻孔的钻机。
背景技术：
煤炭在我国一次能源消费构成中占67%，而目前95%的煤矿均为地下开采，我国的近600座重点矿井中，高瓦斯矿井约占50%，是世界上煤矿瓦斯最严重的国家。近年来，随着煤炭产量增大和矿井向深部延伸，高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井日益增多，煤层瓦斯涌出量不断加大，煤与瓦斯突出问题在全世界主要产煤国家已成为影响安全生产的最主要因素。建立矿井瓦斯监测监控系统、完善矿井通风系统、建立矿井突出预警系统等均为矿井瓦斯治理的有力措施，但最根本的措施仍为瓦斯抽采，钻孔施工是进行瓦斯抽采前期准备工作的必经环节。目前，相关钻机生产厂家研制了诸多钻机，一些钻机能实现精确定位，但结构复杂、体积庞大，造价昂贵；一些钻机体积和重量较小，但定位精度较差、角度调整不方便，甚至不能进行角度调整或角度调整范围小；还有一些钻机能实现自移功能，如履带钻机等。但现有钻机尚无任何一种既适应带有一定倾角的瓦斯巷施工、又能实现自移、自行安装的功能。在带倾角的专用瓦斯巷施工穿层钻孔时，钻机移机所占的时间比例非常大、劳动轻度非常高。而履带钻机由于体积庞大、自身重量大，在巷道内的移机过程中会压坏巷道内轨道的轨枕，同时，在倾角较大的瓦斯巷使用时，受重力的下滑分力影响其自稳定性较差，因此，其不适宜在倾角较大的瓦斯巷内使用。为此，亟需一种既能在具有轨道的巷道内移动而不伤害轨道轨枕，又能利用自身动力实现自行安装的钻机。
技术实现要素：
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种能在较大倾角并设有轨道的专用瓦斯巷内自移、自行安装和钻孔的轮式车载钻机。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种轮式车载钻机，包括可自行走的机身，机身上设有包括液压系统的动力装置、活动机架和用于整机控制的控制系统，活动机架上设有施钻装置，动力装置的液压系统为活动机架和施钻装置提供液压动力，所述机身包括矿用平板车，矿用平板车上设有液压绞车，液压绞车由动力装置的液压系统提供绞用液压动力，液压绞车连接有绞索；矿用平板车上设有一支撑座，支撑座上设有可用于支撑所述活动机架且呈水平设置的支撑梁；矿用平板车上还设有用于与导轨形成固定连接的导轨卡持器；所述活动机架包括井字形框架，井字形框架的两横梁两端分别设有主支撑油缸，主支撑油缸设有分别从上端和下端伸出的上支腿和下支腿，两主支撑油缸的缸体与所述两横梁固定连接；所述井字形框架的两纵梁形成两平行导轨，井字形框架通过两平行导轨滑动配合有移动支架，移动支架与所述支撑梁外端形成铰接，移动支架与所述支撑座之间连接有一竖立油缸，竖立油缸可用于使活动机架竖立在矿用平板车的车体外；两主支撑油缸的缸体之间还固定连接有形门形框架，门形框架上设有可形成360度以上转位的钻机转盘，钻机转盘与所述施钻装置设置的跑道连接。
采用前述技术方案的本发明，由于钻机的动力装置、活动机架、施钻装置和用于整机控制的控制系统安装在矿用平板车，矿用平板车上设有液压绞车、绞索和导轨卡持器。当需要移动钻机时，可通过拖车拖拉矿用平板车在巷道内的轨道上移动，也可通过将绞索固定在钻机前方设定位置，通过液压绞车卷收绞索实现矿用平板车在巷道内的轨道上的移动，从而实现钻机移动的目的。当钻机移动到预定位置后，通过竖立油缸使活动机架竖立在矿用平板车的车体外，并由用于起支撑作用的主支撑油缸实现活动活动机架与航道顶板和底板的自安装顶持固定，通过导轨卡持器将矿用平板车与导轨固定，随即调整好施钻装置的跑道在竖直平面内的倾斜角度即可实施按设定方位钻孔。在倾斜巷道内，应先用导轨卡持器将矿用平板车与导轨固定，再进行活动机架的自安装固定。因此，即使巷道具有较大倾角，也可通过起支撑作用的主支撑油缸和导轨卡持器解决钻机的下滑问题，继而实现钻机的自稳定。经实践证明，本发明的钻机可在倾角不大于15度的巷道内固定牢固。同时，由于矿用平板车在导轨上移动，故不会对导轨轨枕造成损坏。另外，井字形框架通过移动支架与支撑梁连接，可有效避免在主支撑油缸的下活塞杆伸出末端顶持在底板上后，将矿用平板车向上抬起而带来的安全隐患。
本发明的主支撑油缸可才采用双从缸体两端伸出两活塞杆的双动油缸结构，也可采用同轴线的两个独立油缸，采用两个独立的油缸其活塞杆可单独控制分别伸出，便于自安装。其上下支腿端部可设置呈球节形式的活络结构，以适应顶板或底板在支撑点出局部不平，确保钻机安装更加稳固。
当钻机转盘与所述跑道之间通过一导轨副连接后，并相应设置一导轨伸缩油缸，可通过移动跑道实现跑道位置的调整，已构成钻机钻臂长度的调整，适应不同位置的钻孔。
优选的，所述门形框架包括门框横梁和两个第二纵梁，两个第二纵梁形成两个平行的导轨，门形框架通过两个第二纵梁形成的两平行导轨滑动配合有转盘支架，转盘支架与门框横梁之间连接有高度调节油缸；所述钻机转盘包括定盘和动盘，定盘固定连接在所述转盘支架上，动盘与所述施钻装置的跑道连接；定盘和动盘之间设有用于将二者锁紧的锁紧装置；转盘支架与第二纵梁之间设有用于将二者锁紧的锁紧机构。以通过高度调节油缸调整钻机转盘的回转中心高度，从而便于实现高度位置的不同钻孔施工；并提高定盘和动盘之间以及转盘支架与第二纵梁之间的连接刚度，从而确保钻机施钻时的整体刚度。
优选的，所述支撑座上端面设有滑槽，所述支撑梁通过所述滑槽可与支撑座形成滑动连接，支撑座与支撑梁之间还设有用于将二者锁紧的锁紧结构。以便于在锁紧时，竖立油缸使活动机架竖立或平放在支撑梁上，在解除锁紧后，竖立油缸使活动机架形成水平方向的移动，以使动机架平放在支撑梁上后移动至矿用平板车中部位置，保持钻机重心位于矿用平板车的前后轮中间，确保钻机移动的安全性。
进一步优选的，所述支撑座由固定座和可绕固定座的轴心水平转动的回转座组成；所述滑槽形成在回转座的上端面，回转座与支撑梁之间还设有用于将二者锁紧的锁紧结构；所述固定座固定连接在所述矿用平板车上，矿用平板车上还设有用于对回转座进行限位和锁紧的结构。以使钻机既能沿矿用平板车正前方伸出碰头前沿，也可按偏离矿用平板车正前方设定角度伸出，以便对巷道前壁按一定角度实施钻孔，从而拓宽钻机在巷道内的施钻范围。
更进一步优选的，所述限位和锁紧结构包括固定在矿用平板车上的两限位架框架，限位架框架对称位于支撑座外部，限位架框架螺合有螺杆，两螺杆顶持在所述支撑梁的两侧面。以简单的结构形式确保钻机的整体刚性。
更进一步优选的，所述固定座沿矿用平板车宽度方向呈可调节的固定连接在矿用平板车上。以便调整钻机重心位置，使其位于矿用平板车的左右两轮之间，进一步提高钻机移动的安全性。
本发明与现有技术相比的有益效果是，能在较大倾角并设有轨道的专用瓦斯巷内自移动、自行安装和钻孔。且移动安全，更不会伤害巷道内轨枕，钻机刚性好、钻孔位置调整方便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中活动机架3处于竖直状态的结构示意图。
图3是本发明中活动机架3结构示意图。
图4是本发明中活动机架3与施钻装置6的连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
参见图1、图2、图3，一种轮式车载钻机，包括可自行走的机身1，机身1上设有包括液压系统的动力装置2、活动机架3和用于整机控制的控制系统4，活动机架3上设有施钻装置6，动力装置2的液压系统为活动机架3和施钻装置6提供液压动力，所述机身1包括矿用平板车11，矿用平板车11上设有液压绞车12，液压绞车12由动力装置2的液压系统提供绞用液压动力，液压绞车12连接有绞索13；矿用平板车11上设有一支撑座14，支撑座14上设有可用于支撑所述活动机架3且呈水平设置的支撑梁15；矿用平板车11上还设有用于与导轨形成固定连接的导轨卡持器16；所述活动机架3包括井字形框架31，井字形框架31的两横梁31a两端分别设有主支撑油缸32，主支撑油缸32设有分别从上端和下端伸出的上支腿37和下支腿38，两主支撑油缸32的缸体与所述两横梁31a固定连接；所述井字形框架31的两纵梁31b形成两平行导轨，井字形框架31通过两平行导轨滑动配合有移动支架33，移动支架33与所述支撑梁15外端形成铰接，移动支架33与所述支撑座14之间连接有一竖立油缸34，竖立油缸34可用于使活动机架3竖立在矿用平板车11的车体外；两主支撑油缸32的缸体之间还固定连接有门形框架35，门形框架35上设有可形成360度以上转位的钻机转盘5，钻机转盘5与所述施钻装置6设置的跑道61连接。
所述施钻装置6装置还包括设在跑道61上的动力头62，动力头62上设有夹持钻杆63的液压卡盘64，跑道61前端还设有夹所述持钻杆63用液压夹持器65。
参见图4，所述门形框架35包括门框横梁35a和两个第二纵梁35b，两个第二纵梁35b形成两个平行的导轨，门形框架35通过两个第二纵梁35b形成的两平行导轨滑动配合有转盘支架36，转盘支架36与门框横梁35a之间连接有高度调节油缸36a；所述钻机转盘5包括定盘51和动盘52，定盘51固定连接在所述转盘支架36上，动盘52与所述施钻装置6的跑道61连接；定盘51和动盘52之间设有用于将二者锁紧的锁紧装置；转盘支架36与第二纵梁35b之间设有用于将二者锁紧的锁紧机构。
所述支撑座14上端面设有滑槽，所述支撑梁15通过所述滑槽可与支撑座14形成滑动连接，支撑座14与支撑梁15之间还设有用于将二者锁紧的锁紧结构。
所述支撑座14由固定座141和可绕固定座141的轴心水平转动的回转座142组成；所述滑槽形成在回转座142的上端面，回转座142与支撑梁15之间还设有用于将二者锁紧的锁紧结构；所述固定座141连接在所述矿用平板车11上，矿用平板车11上还设有用于对回转座142进行限位和锁紧的结构。
所述限位和锁紧结构包括固定在矿用平板车11上的两限位架框架7，限位架框架7对称位于支撑座14外部，限位架框架7螺合有螺杆71，两螺杆71顶持在所述支撑梁15的两侧面。
所述固定座141沿矿用平板车11宽度方向呈可调节的固定连接在矿用平板车11上。
所述动盘52上端面设有跑道滑槽；所述跑道61下端面设有与所述跑道滑槽形成滑动配合的跑道导轨61a，跑道61与动盘52之间设有跑道伸缩油缸8；跑道61与动盘52之间还设有用于锁紧跑道滑槽与跑道导轨61a的结构。
所述主支撑油缸32由上油缸321和下油缸322组成，上油缸321和下油缸322共用同一缸体，上油缸321和下油缸322的两活塞杆同轴线；所述上支腿37和下支腿38分别设在上油缸321和下油缸322的活塞杆末端。
所述上支腿37和下支腿38均设有球头杆39，球头杆39的球头端活动配合有球节座40。
所述球节座40由半球座40a和球面透盖40b组成，半球座40a和球面透盖40b通过螺栓40c固定连接。
所述动力装置2的液压系统包括电机21、齿轮泵22、油箱23和冷却器24。所述控制系统4设有多个操作手柄41。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。