巷道钻车的制作方法

本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及到一种巷道钻车。

背景技术

目前国内煤矿岩巷普遍存在坡度大、岩石硬、穿层多等特点，尤其倾角在18-20°的岩巷掘进施工过程中，施工组织和安全管理上难度相当大，施工速度慢，导致采掘接续矛盾突出。目前，我国大坡度岩巷机械化施工无经验可以借鉴，大坡度岩巷施工过程中，靠人工施工炮眼孔难度增大，人员安全难以保证；作业工人每天上下坡行走，劳动强度大；物料辅助运输面临较大难题，这些都是制约大坡度岩巷快速掘进的重要因素。

煤矿岩巷中的掘进作业，主要内容包含钻孔、装药爆破、排矸等作业，通常台式钻车在完成钻孔后需要后撤以规避放炮落矸，由于装载机制和皮带通常设置在台式钻车后方，在小段面巷道中存在错车困难的问题，影响作业进程，降低了工作效率。

因此，亟待提供一种能够高效实现大坡度岩巷施工的技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中大倾角巷道中钻孔作业效率低、工人劳动强度大及小段面巷道错车困难的问题，提供了一种巷道单轨吊钻车及其施工方法。

本发明一方面提供一种巷道单轨吊钻车，包括：

悬吊装置，用于设置于巷道的顶部；

悬吊箱体，设置在所述悬吊装置的下方，并与所述悬吊装置滑动或滚动连接；

机组钻臂装置，设置在所述悬吊箱体上，用于实施巷道内钻孔作业；以及

稳机支撑装置，设置于所述悬吊箱体上，所述稳机支撑装置的两端均为可伸缩结构，用于与所述巷道相对的两侧侧壁形成支撑。

可选地，所述悬吊箱体包括箱体本体和与所述箱体本体可拆卸连接的箱体连接块，

所述箱体连接块设置有与所述箱体连接块横向摆动连接的摆动块，所述机组钻臂装置与所述摆动块连接；

所述稳机支撑装置与所述箱体连接块铰接。

可选地，所述稳机支撑装置包括支撑本体，

所述支撑本体长度方向的两端分别设置有第二油缸和第三油缸，所述第二油缸和所述第三油缸分别用于支撑所述巷道的顶部和底部。

可选地，所述稳机支撑装置还包括第一油缸，

所述第一油缸铰接于所述支撑本体的中部区域，用于支撑所述巷道的底部，以对所述支撑本体提供向前的支撑力。

可选地，还包括连接于所述箱体连接块与所述稳机支撑装置之间的第四油缸，所述第四油缸用于带动所述稳机支撑装置相对所述悬吊箱体转动。

可选地，还包括连接于所述第一油缸与所述第三油缸之间的第五油缸，所述第五油缸用于调节所述第一油缸与所述第三油缸之间的夹角。

可选地，所述机组钻臂装置包括上下调节组件、钻机连接块以及钻进组件，

所述钻进组件设置于所述钻机连接块上，用于实施巷道内钻孔作业，

所述上下调节组件的一端与所述钻机连接块连接，所述上下调节组件的另一端与所述摆动块铰接，用于调节所述钻进组件的高度。

可选地，所述上下调节组件包括第六油缸和第七油缸，

所述箱体连接块、所述第六油缸、所述钻机连接块以及第七油缸顺次铰接，并形成四连杆机构。

可选地，所述钻进组件包括钻架和钻机推进器，

所述钻机推进器设置于所述钻架上，并能够相对所述钻架的长度方向移动，在所述钻架的长度方向上，所述钻机推进器与所述钻架滑动配合连接；

所述钻机连接块上设置有滑移轨道，所述滑移轨道与所述钻架的滑动方向平行，所述钻架滑动设置在所述滑移轨道上。

可选地，所述机组钻臂装置和所述稳机支撑装置的数量均为两个，

两个所述机组钻臂装置分别设置于所述悬吊箱体的两侧，

两个所述稳机支撑装置分别设置于所述悬吊箱体的两侧。

本发明提供的巷道单轨吊钻车具有以下有益效果：

(1)本发明结合悬吊装置和机组钻臂装置的优点，可以有效适应目前的大倾角巷道，操作过程中噪声小，故障率低，易于检修维护，价格便宜，爬坡能力强，有效提高了掘进工作效率；

(2)本发明提供的巷道单轨吊钻车可采用的遥控远程控制系统，可以有效的降低人员伤害率，节约人力成本；

(3)本发明提供的巷道单轨吊钻车在实际操作中设置于巷道的顶部，前后移动方便，有效的解决了小段面巷道内空间紧促错车困难的问题，并且有效避免了爆破落矸砸伤设备的问题。

附图说明

图1是本发明的巷道单轨吊钻车的示意图；

图2是图1中箱体连接块、稳机支撑装置以及机组钻臂装置的连接关系示意图；

图3是图1中巷道单轨吊钻车在大倾角巷道内施工的示意图。

附图标记说明

1-巷道顶部，12-悬吊轨道连接装置，

2-悬吊轨道，

3-悬吊支架，31-吊车轮，32-悬吊耳座，

4-悬吊箱体，41-第一耳座，42-第二耳座，

5-箱体连接块，51-第三耳座，52-第四耳座，53-铰接轴，54-第五耳座，55-第六耳座，

6-稳机支撑装置，61-第七耳座，62-第八耳座，63-第四油缸，64-第二油缸，65-第一支撑座，66-第九耳座，67-第一油缸，68-第十耳座，69-第二支撑座，610-第五油缸，611-第十一耳座，612-第三油缸，613-第三支撑座，

7-机组钻臂装置，71-第六油缸，72-第七油缸，73-第十二耳座，74-第十三耳座，75-钻机连接块，76-转动连接轴，77-滑移轨道，78-钻架，79-钻机推进器，710-钻杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

单轨吊车是一种机动性强、运行速度快、载重量大、安全可靠的行驶于悬吊单轨系统的辅助运输设备，主要用于煤矿综采工作面安装、回撤。单轨吊车通常采用蓄电池为其提供动力，具有系统运行噪声小，故障率低，易于检修维护，价格便宜，爬坡能力强等特点，可实现整体运输液压支架等大型设备，在目前国内煤矿辅助运输作业中具有很重要的作用。本发明的核心思想在于利用单轨吊车进行巷道内施工作业，从而使单轨吊车不仅仅能够用于运输，同时还可用于巷道内施工作业，从而本发明提供一种巷道单轨吊钻车，以实现大倾角巷道中的高效稳定钻孔作业。

如图3所示，所示内容为巷道单轨吊钻车在大倾角巷道内施工的示意图。需要说明的，在此特定工况下的巷道倾角为18°，即巷道顶部1与水平方向夹角为18°，其中，悬吊轨道2与巷道顶部1平行架设。需要说明的是，仅对倾角具体度数的描述不可以理解为对本发明的限制，也就是说，倾角为18°的巷道只是一个可实施的应用环境，该倾角还可以为10°、15°、20°、25°等等。当然也可以用于没有倾角的巷道中(即倾角为0°)。

参阅图1-图2，具体地，本实施方式提供的巷道单轨吊钻车包括：悬吊装置2，悬吊装置2设置于巷道的顶部；悬吊箱体4，设置在所述悬吊装置2的下方，并与所述悬吊装置2滑动或滚动连接；机组钻臂装置7，设置在所述悬吊箱体4上，用于实施巷道内钻孔作业；以及稳机支撑装置6，设置于所述悬吊箱体4上，所述稳机支撑装置6的两端均为可伸缩结构，用于与所述巷道相对的两侧侧壁形成支撑。稳机支撑装置6可以支撑在巷道内的任意可支撑面上，所述支撑面可以是巷道的顶面、底面，侧面等，对于其它可以提供支撑点的位置均可作为稳机支撑装置的支撑面，本领域技术人员可根据实际的施工环境选择的合适的支撑面。通过上述方案，机组钻臂装置7通过设置于巷道顶部的悬吊箱体4承载，并进行巷道内施工作业，提高了机组钻臂装置7作业的自动化程度，解决了现有煤矿大倾角巷道施工困难，以及小段面巷道错车困难的问题，提高了岩巷掘进的工作效率。

其中，悬吊装置具体可为轨道，悬吊装置2分段设置，并架设于巷道顶部1上，相邻的悬吊装置2通过悬吊轨道连接装置12相接，悬吊装置2可在掘进完成一段距离后逐段安装，悬吊装置2与巷道顶部1平行，同时悬吊装置2可架设在巷道顶部1的左方或者右方。

结合图1，在悬吊装置2上设置有两个悬吊支架3，悬吊支架3具有吊车轮31和悬吊耳座32，悬吊支架3通过两个可以滚动的吊车轮31设置在悬吊轨道2上，在悬吊支架3上设置有悬吊耳座32，用于和悬吊箱体4相连，从而使悬吊支架3在移动的过程中带动悬吊箱体4一同移动。具体地，悬吊箱体4上具有第一耳座41和第二耳座42，第一耳座41和第二耳座42分别用于与两个悬吊耳座32铰接，同时为了方便悬吊箱体4的锁定和工作，还可在悬吊支架3上设置有锁止装置(图中未示出)。进一步，悬吊箱体4包括箱体本体和用于连接稳机支撑装置6和机组钻臂装置7的箱体连接块5，箱体连接块5可拆卸地连接于所述箱体本体上，在不需要钻孔作业时候可以通过箱体连接块5拆除稳机支撑装置6和机组钻臂装置7。所述箱体连接块5上设置有与所述箱体连接块5横向摆动连接的摆动块，所述机组钻臂装置与所述摆动块连接；所述稳机支撑装置与所述箱体连接块铰接。具体的，摆动块和箱体连接块之间通过铰接轴53连接，从而使机组钻臂装置可实现横向摆动，这种连接方式有利于巷道内全方位的施工作业。

进一步，所述稳机支撑装置6与所述悬吊箱体4铰接，以使所述稳机支撑装置6能够相对所述悬吊箱体4转动。稳机支撑装置6可在非作业过程中收起，以便于悬吊箱体4在巷道内的行走，在作业过程中打开，稳机支撑装置6呈支撑状态支撑在巷道内的支撑面上。如图1所示，稳机支撑装置6处于收起状态，如图3所示，稳机支撑装置6处于支撑状态。

参阅图2，所述稳机支撑装置包括支撑本体和第一油缸67，所述支撑本体沿长度方向的两端分别设置有第二油缸64和第三油缸612，所述第二油缸64和所述第三油缸612分别用于支撑所述巷道的顶部和底部，所述第一油缸67铰接于所述支撑本体的中部区域，用于支撑所述巷道的底部，以对所述支撑本体提供向前的支撑力，第一油缸67主要起到辅助支撑的作用，可用于抵消工作过程中产生的后作用力。当然若支撑本体具有足够的支撑力，或者在钻孔作业过程中的向后的后坐力较小，也可以不设置第一油缸67。

其中，所述巷道单轨吊钻车还包括连接于所述悬吊箱体4和所述稳机支撑装置6之间的第四油缸63，所述第四油缸6用于控制所述稳机支撑装置6相对所述悬吊箱体4转动；具体地，第四油缸6连接于箱体连接块5上。箱体连接块5具有第三耳座51，稳机支撑装置6与第三耳座51相铰接，第四油缸63伸出，将使稳机支撑装置6逆时针转动(按如图2的视角)，当转动至第二油缸64与巷道顶部1垂直时第四油缸63停止，此时第二油缸64、第三油缸612同时伸出，分别支撑在巷道的顶部和底部，完成初步支撑。为了便于快速的调节第一油缸67，还可以在所述第一油缸67和所述第三油缸612之间设置第五油缸610，所述第五油缸610用于控制所述第一油缸67和所述第三油缸612之间的夹角。初步支撑完成后，第五油缸610伸出，使第一油缸67逆时针转动，而后第一油缸67伸出。

为了实现更稳定的支撑，可在第二油缸64上设置第一支撑座65，在第三油缸612上设置第三支撑座613，在第一油缸67上设置第二支撑座69，第一支撑座65、第二支撑座69以及第三油缸612可分别铰接第二油缸64、第一油缸67和第三油缸612。

在上述关于稳机支撑装置的方案中，所涉及的铰接连接，均可设置用于铰接的耳座，具体如图2所示，包括箱体连接块5上的第四耳座52，支撑本体上的第七耳座61、第九耳座66、第十一耳座611，第一油缸67上的第十耳座68。

对于机组钻臂装置7，可以采用如下实施例方式来实施，具体地，所述机组钻臂装置包括上下调节组件、钻机连接块75以及钻进组件，所述钻进组件设置于所述钻机连接块75上，用于实施巷道内钻孔作业，所述上下调节组件的一端与所述钻机连接块75连接，所述上下调节组件的另一端与所述摆动块铰接，用于调节所述钻进组件的高度。

其中，所述上下调节组件包括：第六油缸71和第七油缸72，所述箱体连接块5、所述第六油缸71、所述钻机连接块75以及第七油缸72顺次铰接，并形成四连杆机构。通过控制第六油缸71和第七油缸72的伸缩可实现四连杆机构的上下摆动。第六油缸71的两端分别设置有第五耳座54和第十二耳座73，第七油缸72的两端分别设置有第十三耳座74和第六耳座55。

进一步，所述钻进组件包括钻架78和钻机推进器79，所述钻机推进器79设置于所述钻架78上，并能够相对所述钻架78的长度方向移动，在所述钻架78的长度方向上，所述钻机推进器79与所述钻架78滑动配合连接；所述钻机连接块75上设置有滑移轨道，所述滑移轨道与所述钻架78的滑动方向平行，所述钻架78滑动设置在所述滑移轨道上。钻架78可以设置为包括多条平行设置的滑杆，其中一滑杆与滑移轨道77配合，另一滑杆与钻机推进器79配合。钻机推进器79具有钻杆710，钻杆710的前端穿过钻架78前端的导向孔中，从而保证钻进的稳定性。在本实施例中钻架78可以沿着滑移轨道77前后滑动，从而对前进方向进行一个远近距离的微调，调整好距离后，由布置于钻架78上的钻机推进器79推动钻杆710对工作面进行作业。

在本实施方式中，所述7机组钻臂装置和所述稳机支撑装置6的数量均为两个，两个所述机组钻臂装置7分别设置于所述悬吊箱体4的两侧，两个所述稳机支撑装置6分别设置于所述悬吊箱体4的两侧。

本实施方式中所提供的巷道单轨吊钻车采用整机液压控制系统为各个液压缸和液压执行元件提供动力来源，采用电气控制装置为各个电气元件供电，并设置遥控远程控制系统，从而可远距离控制巷道单轨吊钻车的作业或者无人化操作，整个操作过程中以遥控为主。本实施方式优选采用整机液压控制系统、电气控制装置以及遥控远程控制系统结合使用，从而实现巷道内作业的智能化，机械自动化。当然本领域技术人员还可以采用其它方式来控制巷道单轨吊钻车上各个执行部件的工作。

进一步，结合上述巷道单轨吊钻车的描述，本实施方式还提供一种巷道单轨吊钻车的施工方法，依次包括以下步骤：

s1、控制所述巷道单轨吊钻车至施工位置；

s2、支撑所述稳机支撑装置于巷道内，以使所述机组钻臂装置固定于巷道内；

s3、利用所述机组钻臂装置实施巷道内作业。

具体地，在步骤s1中具体包括：在控制所述巷道单轨吊钻车至施工位置后，并确定该单轨吊钻车与工作面距离足以完成工作，通过悬吊装置上的锁止装置固定单轨吊钻车。

在步骤s2中具体包括：连接于悬吊箱体4两侧的第四油缸63缩紧使稳机支撑装置6的支撑本体垂直于巷道表面，布置于支撑本体上的第二油缸64和第三油缸612伸长使稳机支撑装置6摆开，各个支撑座分别以面面接触的形式抵住巷道的上下表面；布置于悬吊箱体4两侧连接块上的机组钻臂装置7可以铰接轴53为中心转动，并且通过第六油缸71和第七油缸72的伸缩作用来确定钻孔位置，布置于支撑臂底座上的钻机推进器79可以通过转动连接轴76转动，并且可以沿着滑移轨道77滑动来对距离进行微调，确定好位置后钻机可以开始钻孔作业。

在步骤s3中具体包括：利用钻机推进器79进行钻孔作业。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。