专利名称：一种煤矿井下撬装定位钻机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种井下钻机，特别是一种用于精确施工巷道碛头钻孔、钻场穿层钻孔的煤矿井下撬装定位钻机。
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的先决条件。现有工艺条件下的钻孔施工主要采用方向夹角、倾角、终孔层位等参数来对钻孔终孔位置进行定位，而钻孔的方向夹角在操作中很难精确确定，对煤层进行穿层预抽时，经常出现钻孔偏移设计位置，造成出现预抽“空白带”，给矿井安全生产带来很大威胁。因此，精确施工抽采钻孔已成为决定矿井瓦斯抽采效果的关键技术之一。虽然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、角度调整值不直观，且测量不方便，甚至不能进行角度调整或角度调整范围小。例如撬杠式简易钻机亦称撬装式钻机，其测量水平转角时，需要辅助垂线等方式投射在地面上后再进行间接测量，其结果误差显然较大。目前尚无任何一种型号的钻机既具备体积小、重量轻而又能精确定位的功能。南方矿井地质构造复杂，井巷掘进断面一般较小，因此，亟需一种既适合于南方小断面井巷施工，又能精确定位的撬装钻机。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种可在小断面井巷内施钻，钻孔的方向夹角定位准确，其体积小、重量轻，便于移机和安装，进一步可确保安装牢固可靠的煤矿井下撬装定位钻机。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种煤矿井下撬装定位钻机，包括跑道、动力头、跑道安装部件、安装支架液压系统和控制装置，动力头固定于跑道上，跑道设于跑道安装部件上，跑道安装部件设于安装支架上，所述跑道安装部件包括固定于安装支架的横梁上且呈水平设置的底板，底板设有用于与所述跑道连接且可水平转动的转盘，底板上平面上设有角度刻度线和刻度示值，转盘设有角度指针，转盘上还设有用于实现跑道竖直方向转动的跑道转动装置，跑道转动装置与跑道之间设有滑动导轨副，跑道与跑道转动装置之间还连接有液压缸。采用前述技术方案的本发明，由于在跑道安装部件通过底板、转盘构成和跑道转动装置，底板和转盘上分别设有角度刻度线、刻度示值和角度指针，故跑道水平转角可直接读出，不需进行投射测量，可实现准确的水平角度调整；跑道转动装置用于跑道在竖直方向转动，借助底板或转盘上平面，通过量角器可直接测出跑道倾角；另外，由于跑道和跑道转动装置之间设有滑动导轨副，跑道和跑道转动装置之间连接有液压缸，将液压缸与钻机的液压系统和控制系统连接，可通过液压缸实现跑道伸缩，以减小钻杆悬伸长度，减少钻孔偏移或漂钻，从而可综合提闻钻孔的定位精度。进一步，所述跑道转动装置包括跑道安装座，跑道安装座与跑道之间形成所述滑动导轨副；所述液压缸连接在跑道安装座与跑道之间；所述跑道转动装置还包括在转盘上设有的分别位于所述跑道安装座前后两端的第一导柱组和第二导柱组，第一导柱组和第二导柱组分别由位于所述跑道安装座两侧的两第一导柱和两第二导柱构成，第一导柱组的两第一导柱通过下端同轴线铰接在所述转盘上，第二导柱组的两第二导柱通过下端同轴线铰接在所述转盘上；所述第一导柱可滑动地套接有第一导套，第一导套与第一导柱之间还设有锁紧结构；所述第二导柱可滑动地套接有第二导套，第二导套和第二导柱之间还设有锁紧结构；第一导套和第二导套均具有水平轴杆，第一导套和第二导套分别通过水平轴杆与所述跑道安装座连接；两第一导套的水平轴杆构建成一用于所述跑道安装座竖直方向转动的轴线，两第二导套的水平轴杆构建成另一用于所述跑道安装座竖直方向转动的轴线。当任一导柱组中的导套与跑道安装座锁紧固定后，竖直方向转动跑道安装座至设定倾角，使钻机跑道形成相应的俯角和仰角，再将另一组的导套与导柱锁紧即可。倾角大小可通过量角器直接测量，其结构简单、操作方便、倾角角度准确。更进一步，所述第一导套和第二导套的水平轴杆自由端呈球头结构；所述跑道安装座上固定连接有球座。确保跑道安装部件转动灵活，延长使用寿命。再进一步，所述第一导套和第二导套的套接部分呈抱箍结构，包括通过螺纹紧固件形成相互固定连接的固定半箍和活动半箍，固定半箍设有所述水平轴杆。固定半箍和活动半箍通过螺纹紧固件同时构成所述锁紧结构。结构简单，且连接固定牢固。进一步，所述安装支架包括两可调长度的主支撑立柱；所述横梁通过两端设有的横梁抱箍分别与两主支撑立柱形成可拆固定连接；所述底板通过两个底板抱箍与所述横梁形成可拆固定连接。确保装拆方便，且相互固定连接牢固。更进一步，所述主支撑立柱由上段柱和下段柱组成，上段柱和下段柱螺合连接。以通过方便转动下段柱实现钻机安拆。进一步，所述跑道尾端还设有用于钻机固定的八字形辅助支撑。本钻机使用时，通常通过安装支架两端分别顶持在巷道顶板和底板上，因此，当再通过辅助支撑的自由端支撑在巷道侧壁或底板上时，钻机安装固定的稳定性就会得到明显增强。更进一步，所述辅助支撑设有构成八字形的两个支撑脚，两个支撑脚分别由一端铰接于跑道尾端两 角，支撑脚自由端铰接有脚板；支撑脚之间设有用于调节两支撑脚开度的花篮螺栓。确保辅助支撑的方便和可靠性。最好支撑脚与脚板的铰接结构为球形铰接结构，以实现更加方便的支撑。再进一步，所述支撑脚包括构成伸缩连接的基本节和伸缩节，基本节与所述跑道铰接，伸缩节末端与所述脚板铰接，基本节和伸缩节之间设有固定用插销。本发明与现有技术相比的有益效果是，钻孔的方向夹角定位准确，其体积小、重量轻，便于移机和安装，且安装牢固可靠。
图1是本发明的结构示意主视图。图2是本发明的结构示意俯视图。图3是本发明的部分结构示意图。图4是本发明图1中的A部放大图。图5是本发明图2中的B部放大图。图6是本发明图3中的C部放大图。图7是本发明处于仰倾施钻状态的结构示意图。
具体实施例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。一种煤矿井下撬装定位钻机，包括跑道1、动力头2、跑道安装部件3、安装支架4液压系统和控制装置，动力头2固定于跑道I上，跑道I设于跑道安装部件3上，跑道安装部件3设于安装支架4上，所述跑道安装部件3包括固定于安装支架4的横梁41上且呈水平设置的底板31，底板31设有用于与所述跑道I连接且可水平转动的转盘32，底板31上平面上设有角度刻度线和刻度示值，转盘32设有角度指针321，转盘32上还设有用于实现跑道I竖直方向转动的跑道转动装置，跑道转动装置与跑道I之间设有滑动导轨副，跑道I与跑道转动装置之间还连接有液压缸5。
所述跑道转动装置包括跑道安装座33，跑道安装座33与跑道I之间形成所述滑动导轨副；所述液压缸5连接在跑道安装座33与跑道I之间；所述跑道转动装置还包括在转盘32上设有的分别位于所述跑道安装座33前后两端的第一导柱组和第二导柱组，第一导柱组和第二导柱组分别由位于所述跑道安装座33两侧的两第一导柱321和两第二导柱322构成，第一导柱组的两第一导柱321通过下端同轴线铰接在所述转盘32上，第二导柱组的两第二导柱322通过下端同轴线铰接在所述转盘32上；所述第一导柱321可滑动地套接有第一导套323,第一导套323与第一导柱321之间还设有锁紧结构；所述第二导柱322可滑动地套接有第二导套324，第二导套324和第二导柱322之间还设有锁紧结构；第一导套323和第二导套324均具有水平轴杆，第一导套323和第二导套324分别通过水平轴杆与所述跑道安装座33连接；两第一导套323的水平轴杆构建成一用于所述跑道安装座33竖直方向转动的轴线，两第二导套324的水平轴杆构建成另一用于所述跑道安装座33竖直方向转动的轴线。所述第一导套323和第二导套324的水平轴杆自由端呈球头结构；所述跑道安装座33上固定连接有球座34。所述第一导套323和第二导套324的套接部分呈抱箍结构，包括通过螺纹紧固件形成相互固定连接的固定半箍和活动半箍，固定半箍设有所述水平轴杆。所述安装支架4包括两可调长度的主支撑立柱42 ;所述横梁41通过两端设有的横梁抱箍43分别与两主支撑立柱42形成可拆固定连接；所述底板31通过两个底板抱箍311与所述横梁41形成可拆固定连接。所述主支撑立柱42由上段柱421和下段柱422组成，上段柱421和下段柱422螺合连接。所述跑道I尾端还设有用于钻机固定的八字形辅助支撑6。所述辅助支撑6设有构成八字形的两个支撑脚61，两个支撑脚61分别由一端球铰于跑道I尾端两角，支撑脚61自由端球铰有脚板62 ;支撑脚61之间设有用于调节两支撑脚61开度的花篮螺栓63。所述支撑脚61包括构成伸缩连接的基本节611和伸缩节612，基本节611与所述跑道I铰接，伸缩节612末端与所述脚板62铰接，基本节611和伸缩节612之间设有固定用插销64。
所述脚板62与伸缩节612末端的铰接结构为球形铰接结构。所述跑道I上还设有钻杆支撑架11。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。
权利要求
1.一种煤矿井下撬装定位钻机，包括跑道(I)、动力头(2)、跑道安装部件(3)、安装支架(4)液压系统和控制装置，动力头(2)固定于跑道(I)上，跑道(I)设于跑道安装部件(3)上，跑道安装部件(3)设于安装支架(4)上，其特征在于，所述跑道安装部件(3)包括固定于安装支架(4)的横梁(41)上且呈水平设置的底板(31)，底板(31)设有用于与所述跑道(I)连接且可水平转动的转盘(32)，底板(31)上平面上设有角度刻度线和刻度示值，转盘(32)设有角度指针(321)，转盘(32)上还设有用于实现跑道(I)竖直方向转动的跑道转动装置，跑道转动装置与跑道(I)之间设有滑动导轨副，跑道(I)与跑道转动装置之间还连接有液压缸(5)。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下撬装定位钻机，其特征在于，所述跑道转动装置包括跑道安装座(33)，跑道安装座(33)与跑道(I)之间形成所述滑动导轨副；所述液压缸(5)连接在跑道安装座(33 )与跑道(I)之间；所述跑道转动装置还包括在转盘(32 )上设有的分别位于所述跑道安装座(33)前后两端的第一导柱组和第二导柱组，第一导柱组和第二导柱组分别由位于所述跑道安装座(33)两侧的两第一导柱(321)和两第二导柱(322)构成，第一导柱组的两第一导柱(321)通过下端同轴线铰接在所述转盘(32)上，第二导柱组的两第二导柱(322)通过下端同轴线铰接在所述转盘(32)上；所述第一导柱(321)可滑动地套接有第一导套(323)，第一导套(323)与第一导柱(321)之间还设有锁紧结构；所述第二导柱(322)可滑动地套接有第二导套(324)，第二导套(324)和第二导柱(322)之间还设有锁紧结构；第一导套(323)和第二导套(324)均具有水平轴杆，第一导套(323)和第二导套(324)分别通过水平轴杆与所述跑道安装座(33)连接；两第一导套(323)的水平轴杆构建成一用于所述跑道安装座(33)竖直方向转动的轴线，两第二导套(324)的水平轴杆构建成另一用于所述跑道安装座(33)竖直方向转动的轴线。
3.根据权利要求2所述的煤矿井下撬装定位钻机，其特征在于:所述第一导套(323)和第二导套(324)的水平轴杆自由端呈球头结构；所述跑道安装座(33)上固定连接有球座(34)。
4.根据权 利要求3所述的煤矿井下撬装定位钻机，其特征在于，所述第一导套(323)和第二导套(324)的套接部分呈抱箍结构，包括通过螺纹紧固件形成相互固定连接的固定半箍和活动半箍，固定半箍设有所述水平轴杆。
5.根据权利要求1所述的煤矿井下撬装定位钻机，其特征在于，所述安装支架(4)包括两可调长度的主支撑立柱(42);所述横梁(41)通过两端设有的横梁抱箍(43)分别与两主支撑立柱(42)形成可拆固定连接；所述底板(31)通过两个底板抱箍(311)与所述横梁(41)形成可拆固定连接。
6.根据权利要求5所述的煤矿井下撬装定位钻机，其特征在于，所述主支撑立柱(42)由上段柱(421)和下段柱(422 )组成，上段柱(421)和下段柱(422 )螺合连接。
7.根据权利要求1 6中任意一项权利要求所述的煤矿井下撬装定位钻机，其特征在于，所述跑道(I)尾端还设有用于钻机固定的八字形辅助支撑(6 )。
8.根据权利要求7所述的煤矿井下撬装定位钻机，其特征在于，所述辅助支撑(6)设有构成八字形的两个支撑脚(61)，两个支撑脚(61)分别由一端铰接于跑道(I)尾端两角，支撑脚(61)自由端铰接有脚板(62 );支撑脚(61)之间设有用于调节两支撑脚(61)开度的花篮螺栓(63)。
9.根据权利要求8所述的煤矿井下撬装定位钻机，其特征在于，所述脚板(62)与支撑脚(61)的铰接结构为球形铰接结构。
10.根据权利要求8所述的煤矿井下撬装定位钻机，其特征在于，所述支撑脚(61)包括构成伸缩连接的基本节(611)和伸缩节(612)，基本节(611)与所述跑道(I)铰接，伸缩节(612)末端与所述脚 板(62)铰接，基本节(611)和伸缩节(612)之间设有固定用插销(64)。
全文摘要
本发明公开了一种煤矿井下撬装定位钻机，包括跑道、动力头、跑道安装部件、安装支架液压系统和控制装置，动力头固定于跑道上，跑道设于跑道安装部件上，跑道安装部件设于安装支架上，跑道安装部件包括固定于安装支架的横梁上且呈水平设置的底板，底板设有用于与所述跑道连接且可水平转动的转盘，底板上平面上设有角度刻度线和刻度示值，转盘设有角度指针，转盘上还设有用于实现跑道竖直方向转动的跑道转动装置，跑道转动装置与跑道之间设有滑动导轨副，跑道与跑道转动装置之间还连接有液压缸。优选，跑道尾端还设有用于钻机固定的八字形辅助支撑。本发明的有益效果是，钻孔的方向夹角定位准确，其体积小、重量轻，便于移机和安装，且安装牢固可靠。
文档编号E21B15/00GK103244058SQ20131021696
公开日2013年8月14日 申请日期2013年6月4日 优先权日2013年6月4日
发明者覃乐, 张凤舞, 张尚斌, 许刚, 龙念, 王永刚 申请人:重庆市能源投资集团科技有限责任公司, 重庆劲合机械有限公司