专利名称：矿井用钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿井用钻机。
背景技术：
现有的矿井用钻机主要包括底座，在底座上固设有支架，支架上设有滑轨，在滑轨上滑动装配有作为动力驱动装置的回转器，回转器在滑轨上做往复运动，在钻孔过程中回 转器夹紧固定钻杆并驱动钻杆旋转钻进，同时回转器随钻杆沿滑轨轴向滑动，当钻进某一 进度后回转器沿滑轨轴向退回一定距离，再次夹紧另一根钻杆并驱动其旋转钻进，重复上 述动作。钻杆由回转器驱动旋入煤层壁中，通过回转器的往复运动，从而将一根接一根等长 度的标准工作钻杆打入煤层壁中，实现钻孔目的。当需要将煤层壁钻孔中的标准工作钻杆 取出时，再由回转器将钻杆一根接一根的旋出，然后对钻好的钻孔进行深度测量。但因为钻 孔时孔壁存在一定压力，当将钻杆从钻孔中取出后，钻孔极容易出现塌孔，从而造成钻孔堵 塞，此时用于测量孔深的检测器将无法准确测量出钻孔深度，并且钻孔中常出现的弯曲或 者突出也会影响到检测器的测量准确度，使得工作人员无法准确的知道钻孔深度，从而给 正常生产造成影响。另外钻孔的深度关系到瓦斯抽采的效果，但对于松软煤层的煤矿，在 钻孔后易造成塌陷，进而影响到钻孔深度的检测。如果不能准确检测出钻孔深度，不只会 给后续的瓦斯抽放和煤层注水等造成影响，还会直接给后期的煤矿安全生产带来潜在的严 重隐患。因此准确测量钻孔深度对于正常生产来讲具有重要意义。
发明内容本实用新型的目的是提供一种矿井用钻机，以解决现有技术中无法准确测量钻孔 深度的技术问题。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案矿井用钻机，包括支架，在支架 上滑动设置有用于驱动钻杆的动力驱动装置，动力驱动装置在支架上做往复运动，所述支 架上还设置有用于检测钻杆相对于支架的总位移量的位移传感器。所述位移传感器的信号输出端通过传输线路连接有数据处理系统。所述支架上固设有用于与动力驱动装置配合支撑钻杆的支撑装置，支撑装置上设 有用于与钻杆滑动配合的支撑孔，所述位移传感器设置在支撑装置上。所述支撑装置上还设置有用于对通过支撑孔的钻杆计数的计数器，计数器的信号 输出端通过传输线路将所测数据传输至数据处理系统中。所述计数器为红外计数器。所述动力驱动装置为回转器，在支架上还设有用于检测回转器往复运动次数的接 近传感器，该接近传感器的信号输出端通过传输线路将所测数据传输至数据处理系统中。所述回转器由电机驱动，在电机输入电路上设置有用于检测电路中电流变化的电 流传感器，电流传感器的信号输出端将所测数据传输至数据处理系统中。所述回转器由液压动力驱动，在液压管路上设置有用于检测液压管路中液压油压力的压力传感器，压力传感器的信号输出端将所测数据传输至数据处理系统中本实用新型矿井用钻机在支架上设置用于检测钻杆总位移量的位移位移传感器， 通过检测由动力驱动装置向钻孔中打入的钻杆的总长度来测量钻孔的深度，从而实现对孔 深的准确测量。本实用新型结构简单，方便实用，在钻孔的时候实现对孔深的检测，避免了 钻孔的塌方或者矿井中的突出给钻孔后再检测孔深所带来的影响，保证了生产的正常进 行。并且通过这种在钻孔时进行测量孔深的方法，还可以有效防止工人因人为因素而造成 打孔深度不够的问题，保证钻孔的有效深度。
图1为本实用新型一种实施例结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，矿井用钻机，包括底座1，在底座1上固定有支架2，在支架2上设置 有滑轨3，在支架2的滑轨3上滑动装配有用于驱动钻杆4的动力驱动装置，动力驱动装置 在支架上做往复运动，在本实施例中动力驱动装置为回转器7，在支架2的前端固设有用于 与回转器7配合支撑钻杆4的支撑装置6，支撑装置6上设有用于与钻杆4滑动配合的支撑 孔，在支撑装置6上设置有用于检测钻杆4相对于支架2的总位移量的位移传感器5，在支 撑装置6上还设置有用于对通过支撑孔的标准钻杆4数量进行计数的计数器，本实施例中 的计数器采用的是红外计数器11，位移传感器5及红外计数器11的信号输出端通过传输线 路12将所测得的数据传输至数据处理系统13中，在支架2上的还设置有用于检测回转器 7往复运动次数的接近传感器8，该接近传感器8的信号输出端同样通过传输线路12将所 测得的数据传输至数据处理系统13中。上述实施例中的位移传感器5主要检测钻孔过程中钻杆往钻孔对象工作面移移 动的进度，在煤矿中的钻孔对象工作面为煤层壁。在钻孔过程中随着钻孔深度的增加而不 断增加钻杆，位移传感器5可以准确的测量出钻杆钻进时的轴向总位移数量，进而经过数 据处理系统13计算处理后得出钻孔的精确深度。上述实施例中的红外计数传感器11主要检测钻孔过程中所需的钻杆数目。在钻 孔过程中使用的均为标准长度的钻杆，每根钻杆的长度均为定值，通过红外计数器检测钻 杆及钻杆连接部位的数量换算出钻孔过程中所使用的钻杆数量，乘以钻杆的长度，进而计 算出钻孔的准确深度。红外计数器11既可以只对钻杆的数目进行检测计数，也可以只对钻 杆连接部位进行检测计数，或者同时对两者进行计数，均可以得出打入钻孔中的实际钻杆 数目，从而得出钻孔深度。上述实施例中的接近传感器8主要检测回转器的前后往复运动次数。通过记录回 转器的往复运动次数，经过数据处理系统13计算后得出回转器向钻孔中旋入的钻杆的数 目，然后乘以标准钻杆的长度值，即可得出钻孔深度。考虑到在钻孔过程中回转器7可能在无钻杆的非钻进状态下作往复动作，固在检 测回转器往复次数的同时检测回转器转动时的扭矩，当扭矩小于某一设定值时判断出此时 为非钻进状态，对于其往复次数直接忽略，不予计数。具体实施时，回转器7可由电机驱动，在电机输入电路10上设置用于检测电路中电流变化的电流传感器9，电流传感器的信号输出端将所测得的的数据传输至数据处理系统中。对于电机驱动的钻机来说，在电压稳定情况下，输入电机的电流基本可以决定电机的 输出功率，电流传感器将电路中的实时检测到的电流信号输入数据处理系统中，经过换算 得出电机的即时扭矩。电机的即时扭矩可由电机的即时功率和电机的即时角速度得出。具体实施时，回转器也可由液压动力驱动，液压马达的输入液与其扭矩具有正相 关性，通过设置在液压管路上的压力传感器实时检测工作过程中的液压管路中液压油的压 力，然后压力传感器的信号输出端将所测数据传输至数据处理系统中，经转换后计算获得 液压马达即回转器的扭矩。通常在通过记录回转器前后往复运动次数的方式来计算钻孔深度时，数据处理系 统13首先将系统根据从电路或液压管路上所测得数据而计算出来的回转器的扭矩与所设 定的扭矩两相对比，来判断此次往复运动次数是否为有效的工作次数，然后通过接近传感 器8将此次计数计入数据处理系统中，作为最后计算孔深的有效数据。具体实施时，如果操 作人员能保证回转器的往复运动次数均为有效次数，也可以不安装用于检测回转器即时扭 矩的仪器而将往复运动次数直接输入数据处理系统中。实施使用时，上述实施例中的三种测量孔深的方法可以同时使用，从而相互印证， 提高检测孔深的精确度。上述实施例中，用于驱动钻杆钻进的动力驱动装置采用的回转器，具体实施，也可 以采用其他的动力装置，如钻机上常用的动力头等装置来作为动力驱动装置。上述实施例中的数据处理系统可以采用常用的微机，在微机上预先设定要数据处 理软件，对各种输入数据处理系统中的数据进行常规处理，本实用新型中的数据处理较为 简单，不需要复杂的运算，对数据处理系统的整体要求也较低。
权利要求矿井用钻机，包括支架，在支架上滑动设置有用于驱动钻杆的动力驱动装置，动力驱动装置在支架上做往复运动，其特征在于所述支架上还设置有用于检测钻杆相对于支架的总位移量的位移传感器。
2.根据权利要求1所述的矿井用钻机，其特征在于所述位移传感器的信号输出端通 过传输线路连接有数据处理系统。
3.根据权利要求2所述的矿井用钻机，其特征在于所述支架上固设有用于与动力驱 动装置配合支撑钻杆的支撑装置，支撑装置上设有用于与钻杆滑动配合的支撑孔，所述位 移传感器设置在支撑装置上。
4.根据权利要求3所述的矿井用钻机，其特征在于所述支撑装置上还设置有用于对 通过支撑孔的钻杆计数的计数器，计数器的信号输出端通过传输线路将所测数据传输至数 据处理系统中。
5.根据权利要求4所述的矿井用钻机，其特征在于所述计数器为红外计数器。
6.根据权利要求2至5中任意一项所述的矿井用钻机，其特征在于所述动力驱动装 置为回转器，在支架上还设有用于检测回转器往复运动次数的接近传感器，该接近传感器 的信号输出端通过传输线路将所测数据传输至数据处理系统中。
7.根据权利要求6所述的矿井用钻机，其特征在于所述回转器由电机驱动，在电机输 入电路上设置有用于检测电路中电流变化的电流传感器，电流传感器的信号输出端将所测 数据传输至数据处理系统中。
8.根据权利要求6述的矿井用钻机，其特征在于所述回转器由液压动力驱动，在液压 管路上设置有用于检测液压管路中液压油压力的压力传感器，压力传感器的信号输出端将 所测数据传输至数据处理系统中。
专利摘要本实用新型公开了一种矿井用钻机，包括支架，在支架上滑动设置有用于驱动钻杆的动力驱动装置，动力驱动装置在支架上做往复运动，所述支架上还设置有用于检测钻杆相对于支架的总位移量的位移传感器。本实用新型矿井用钻机在支架上设置用于检测钻杆总位移量的位移位移传感器，通过检测由动力驱动装置向钻孔中打入的钻杆的总长度来测量钻孔的深度，从而实现对孔深的准确测量。本实用新型结构简单，方便实用，在钻孔的时候实现对孔深的检测，避免了钻孔的塌方或者矿井中的突出给钻孔后再检测孔深所带来的影响，保证了生产的正常进行。
文档编号E21B3/00GK201763236SQ20102053348
公开日2011年3月16日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者吴巍, 周慧峰, 张光辉, 赵彤宇, 郝志国 申请人:郑州市光力科技发展有限公司