用于锚索锚杆的锚索处理设备的制作方法

本公开涉及地面加固系统，并且具体地是涉及与用于钻出钻孔并将锚索插入所钻出的钻孔中的钻机系统有关的改进。

背景技术：

1、在坑道挖掘操作(诸如采矿)中，通常加固或支撑坑道的坑顶和坑壁，以防止坑顶和坑壁的坍塌，这样的坍塌在某些情况下可能导致重大的生命和机械损失。为了加固坑顶和坑壁，已经开发了许多类型的加固方法和设施。一种这样的方法是使用各种形状和大小的锚固锚杆，所述锚固锚杆被插入到相应的钻孔中，并通过机械膨胀或使用灌浆/脂料来锚固。锚索、丝网(meshing)等被铺设在那些锚固锚杆的端部之间，以支撑坑顶或坑壁。

2、另一种方法是将钢缆等插入钻孔中，以作为对固定的刚性伸长锚固锚杆的增强或作为主要支撑措施。在这种方法中，矿工嵌入(insert)第一组灌浆或粘结材料等，然后迫使锚索进入钻孔中，并且当就位和预张紧时，将第二组灌浆、粘结材料等嵌入到钻孔中和锚索周围，以确保锚索被稳固地固定并锚固到周围的岩石上。加硬材料、驱动头等也可以被添加到锚索的前端或第一端，以辅助将锚索打入到钻孔中。当将锚索安装到钻孔中时，需要矿工的沉重手动处理，以将锚索推入钻孔。锚索的相对刚度和锚索的沉重重量意味着：手动处理非常困难、耗时并且容易导致矿工受伤。而且，在一些情况下，将锚索推入钻孔时所涉及的手动施加会导致锚索无法完全穿透钻孔，这可能导致矿井坑顶或坑壁上的锚固不够令人满意。

3、au2010200388a1涉及用于通过提供具有基于辊轮的驱动系统的锚索馈送器来缓解这样的锚索处理问题的技术。辊轮是可移动的，以适应不同直径的锚索。

4、然而，这种设备的缺点在于：仍然需要对锚索的大量手动处理才能使其进入所钻出的钻孔。

5、另一馈送设备示于pct/fi98/00338中。所述馈送设备用于馈送压花锚丝，而不是锚索，并且具有用于馈送锚丝的可移动辊轮。可移动辊轮被加载装置偏压在锚丝上，从而使得能够使用具有不同直径的不同类型的锚丝。

6、us9815660b2公开了一种锚索馈送设备，其被设计成安装在钻机的顶部，以将锚索锚杆馈送到钻孔中。锚索馈送设备包括要联接到钻机的钻头的变速器，其中，变速器在钻头旋转时将动力从钻头传输到锚索馈送设备的一个或多个驱动轮。这种锚索馈送设备的缺点在于：它增加了钻机的顶部上的高度。有时，钻机在其中操作的矿井坑道很小，使得该锚索馈送设备将不适合坑道。

7、因而，本发明的目标在于提供一种改进的装置，以促进锚索锚杆的安全和快速安装，而与坑道大小无关。

技术实现思路

1、根据本公开的第一方面，上述目标通过如所附独立权利要求1所述的一种用于地下采矿钻机的锚索处理设备实现。锚索处理设备包括第一馈送组件，该第一馈送组件包括锚索弯曲引导器和第一馈送设备。第一馈送设备被构造用以接收锚索、抓握锚索并将锚索沿第一方向馈送到锚索弯曲引导器中。锚索弯曲引导器被构造用以沿着弓形路径引导锚索，使得锚索在第二方向上离开锚索弯曲引导器，所述第二方向相对于第一方向偏移预定角度，诸如90度±10度。

2、锚索弯曲引导器可以包括弓形管，以引导锚索从第一馈送设备沿着所述弓形路径穿过弓形管。可替选地是，锚索弯曲引导器(4)可以包括沿弓形路径布置的多个引导轮，以沿弓形路径引导锚索。

3、在使用时，第一馈送设备接收附近的锚索卷筒或其它锚索存放设备的自由端。然后，第一馈送设备将锚索馈送通过锚索弯曲引导器，该锚索弯曲引导器使锚索逐渐弯曲，使得锚索在从第一方向偏移预定角度的第二方向上离开锚索弯曲引导器。由此，锚索的自由端可以容易地从锚索卷筒(或其它锚索存放设备)移动，然后被自动地重新定向到基于手头的任务而选择的第二方向。通常，第二方向平行于钻机的钻孔方向，使得锚索于是可以移动到所钻出的钻孔中，而没有任何大幅的进一步弯曲。弓形管提供了坚固耐用且简单的装置，以随着锚索被第一馈送设备进一步馈送到弓形管中而弯曲/重新定向锚索。

4、第一馈送设备可以被构造用以水平地接收锚索，或者在与水平面成±30度以内的方向上接收锚索，或者在与水平面成±45度以内的方向上接收锚索。通过将第一馈送设备构造成使得其能够基本水平地接收锚索，锚索的自由端可以容易地从附近的锚索卷筒(或其它锚索储存设备)被手动地移动并直入到第一馈送设备中，而不需要手动弯曲锚索。

5、锚索处理设备可以进一步包括第二馈送组件，该第二馈送组件包括以可移动方式悬挂在悬挂机构上的第二馈送设备，该悬挂机构被构造成使得第二馈送设备可在第一位置与第二位置之间来回移动，该第一位置用于接收在第二方向上离开锚索弯曲引导器的锚索，该第二位置关于第二方向横向于第一位置。第二馈送组件从锚索弯曲引导器接收锚索的自由端，然后移动锚索的自由端，使得锚索与钻机的钻孔轴线对齐。一旦锚索处于第二位置，则锚索可以由钻机或第二馈送组件进一步处理，并被馈送到所钻出的钻孔中。总之，该系统使锚索能够从第一馈送设备被自动处理并进入钻孔，以便减少对人类操作者的需要，由此提高了锚索打锚杆操作的整体安全性。

6、悬挂机构可以包括彼此铰接地连接的多个臂，使得第二馈送设备可在第一平面内移动，其中，每个铰接连接部设有相应的驱动装置，以使臂相对于彼此旋转，由此控制第二馈送设备在第一平面内的位置。

7、所述多个铰接连接的臂通过马达彼此相对地旋转，由此控制第二馈送组件在第一平面中的位置，以便锚索可以被悬挂机构移动，使之与钻机对齐，而不需要手动工作。

8、悬挂机构可以被构造成使得第一平面正交于第二方向。

9、通过将悬挂机构的移动对准第一馈送组件，以便第一平面正交于第二方向，锚索可以垂直于第二方向移动，即：向侧面移动一小段距离，直至锚索与钻机的钻孔轴线对齐。锚索进入第二位置的这种侧面/横向移动意味着：锚索处理设备可以被定位在钻机旁边，这意味着钻机的高度不受锚索处理设备的影响。

10、第二馈送组件可以包括抓握爪，该抓握爪被构造成可在闭合位置和打开位置之间来回移动，所述闭合位置用于抓握锚索，在打开位置中，锚索可侧向移出抓握爪。抓握爪设有机动化的馈送轮，以通过处于闭合位置的抓握爪可选地保持或馈送锚索。

11、机动化的抓握爪允许第二馈送组件接合锚索和脱开锚索，而不必通过馈送组件馈送锚索的端部。这又使得第二馈送组件能够移出钻机的任何机构的路径，使得钻机可以如正常那样工作，以将锚索馈送到所钻出的钻孔中。因此，本发明的锚索处理设备适合于改装到现有的钻机，而不会减少钻机的用于钻孔过程的钻孔行程。机动化的驱动轮使得第二馈送组件能够控制锚索在钻孔中的位置，并且将锚索馈送到钻孔中，而不需依赖于任何其它馈送设备。这允许将锚索的尾部馈送到这样的一个位置，在该位置处，锚索的尾部可以连接到钻头，以最终被钻机馈送到钻孔中，用于通过钻机旋转。

12、锚索弯曲引导器的曲率半径可以被选择得足够得大，使得锚索在被馈送通过弓形管时不会塑性变形。通过如此构造弓形管，减轻了锚索的塑性变形，这又使得离开锚索弯曲引导器的锚索随着越来越多的锚索被馈送通过而沿第二方向继续直线前进。

13、本公开的第二方面涉及一种包括地下采矿钻机和上述的锚索处理设备两者的钻机系统。

14、包括所述锚索馈送设备的钻机系统允许操作者容易地将锚索从附近的锚索卷筒(或其它锚索储存设备)上展开，并容易地将锚索移动到第一馈送组件中。然后，锚索处理设备自动地将锚索移动到钻机内的第二位置，在第二位置中，钻机处理锚索的进一步移动，以馈送到所钻出的钻孔中。

15、锚索处理设备(1)可以被构造成使得第二方向(d2)与钻机(2)的钻孔方向(d3)相差不超过±10度，或者使得第二方向平行于钻机的钻孔方向。

16、通过使第二方向平行于钻机的钻孔方向，仅锚索的自由端的向侧面平移是需要的，而不必旋转。这简化了悬挂机构的设计，因为悬挂机构不需要旋转或弯曲锚索以使锚索与钻孔方向对齐。

17、悬挂机构可以被构造成使得第二馈送设备在第二位置与钻机的钻孔轴线对齐。换言之，第二位置可以是这样的，即：使得由处于第二位置的第二馈送设备保持的锚索可由第二馈送设备直地移动到钻孔中。

18、本公开的第三方面涉及一种包括如上所述的钻机系统的采矿机器，其中，采矿机器可以是设置有打锚杆机的切割机器、移动式打锚杆机、打锚杆车、掘锚机或掘进机。

19、本公开的第四方面涉及一种使用如上所述的钻机系统安装锚索锚杆的方法。该方法包括下列步骤：

20、·将锚索的自由端移入到第一锚索馈送设备中，

21、·操作第一馈送设备，以将锚索馈送通过锚索弯曲引导器并进入第二馈送设备，

22、·操作悬挂机构，以将第二馈送设备移动到其第二位置，

23、·操作第二馈送设备，以将锚索馈送入钻孔，直至锚索的尾部可附接到钻机的钻头，

24、·将第二馈送设备与锚索脱开，

25、·操作悬挂机构，以将第二馈送设备移出钻头的路径，

26、·将锚索的尾部附接到钻头，以及

27、·操作钻机的钻头，使锚索进一步进入钻孔并旋转锚索。