煤矿井下大功率多排孔钻机的制作方法

本发明涉及煤矿机械的技术领域，尤其涉及一种具有人员、钻杆举升功能的煤矿井下大功率多排孔钻机。

背景技术：

随着煤炭开采深度增加、煤矿井下对新瓦斯孔布置方法的进一步探索，目前一些矿井进行多排孔施工，要求中心高达到3m，一方面目的在于一次稳固、多排抽采，提高抽采效率，另一方面新开采条件要求钻机必须具备施工多排孔能力。同时，受到地质构造和地层条件限制，要求钻机给进、起拔力大、扭矩大、事故处理能力强，要求起拔力达250kN，扭矩达10000Nm。目前，现有的大功率钻机不具备多排孔钻进能力，另外，由于多排孔施工时，中心钻孔较高，人员加、卸钻杆劳动强度大，辅助时间长，总体施工效率低。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种煤矿井下大功率多排孔钻机，以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种煤矿井下大功率多排孔钻机，解决现有技术中存在的大功率钻机多排孔施工的问题。其给进、起拔力大、扭矩大、事故处理能力强，可以进行多排孔施工，人员、钻杆举升还可辅助进行高位钻进时钻杆加、卸。

为解决上述问题，本发明公开了一种煤矿井下大功率多排孔钻机，包括一履带车体，所述履带车体的下方连接有实现煤矿井下走行功能的履带行走机构，其特征在于：

所述履带车体平台上呈三列式布置，强制冷却型油箱、电机泵组和冷却器位于前列，主机位于中间列，电磁启动器、可调式座椅、整体式操纵台和副操纵台位于后列，一体式可拆卸升降机构位于主机与电磁起动器之间的空档处，分体式升降钻杆车可根据现场加、卸钻杆位置灵活的自行行走。

其中：所述履带车体的下端设有多个斜撑式下稳固装置，所述多个斜撑式下稳固装置分别设于履带行走机构的两侧并向外倾斜。

其中：所述主机包含动力头、夹持器、升降大臂和给进装置，所述升降大臂设有大臂内层和大臂外层，以及至少一双作用多级伸缩油缸，其一端连接至大臂内层，另一端连接大臂外层，所述给进装置的侧面设有与大臂外层的轴套插接的旋转轴，所述动力头可拆卸的固定连接于所述给进装置的中部上缘，所述夹持器可拆卸的固定连接于所述给进装置的前部上缘，所述主机还包含一调角油缸，所述调角油缸为倾斜设置，其上端与升降大臂的大臂外层连接，其下端连接于给进装置。

其中：还包含一铰接式斜撑，所述铰接式斜撑的下端与履带车体固定，上端与给进装置下缘的一斜撑夹头进行伸缩式套接固定，还包含一倾斜设置的伸缩式辅助斜撑，其上端连接于升降大臂的大臂外层，下端与履带车体固定连接。

其中：所述双作用多级伸缩油缸设置于升降大臂的一侧，所述调角油缸和伸缩式辅助斜撑设置于升降大臂的另一侧，所述铰接式斜撑距离升降大臂的另一侧一定距离，铰接式斜撑、伸缩式辅助斜撑和调角油缸组合形成可调角四连杆式变幅装置来实现举升和调角。

其中：所述强制冷却型油箱包含高压钢管，所述高压钢管呈蛇形均匀布局在油箱内部，水管快接头焊接在强制冷却型油箱外侧。

其中：所述一体式可拆卸升降机构包含升降组件和平台组件，所述升降组件包含升降立柱、升降油缸和升降滑套，所述升降立柱固定于履带车体，所述升降油缸位于升降立柱内，所述升降滑套设于升降立柱的外缘并可沿升降立柱上下滑动，所述升降油缸的缸筒铰接于升降滑套以驱动其上下滑动，所述平台组件包含一升降平台，所述升降平台挂接在升降滑套，所述升降平台上内嵌有隔档型钻杆箱。

其中：所述升降平台上还固定有防护栏和旋转式梯子，所述旋转式梯子通过提拉链提拉至升降平台上方并通过一防护栏上的旋转卡扣而形成防护，还包含一升降操作台。

其中：还设有安全组件，所述安全组件包含安全铁链，所述安全铁链的一端挂在焊接在升降立柱的吊钩上，另一端挂在升降平台两侧的条形孔内，以及多个D型扣，所述D型扣扣接在安全铁链的环内。

其中：所述分体式升降钻杆车包含车体平台，一电机泵组位于车体平台前端内凹槽处，剪叉式升降装置螺接在车体平台后端，一钻杆箱位于车体平台中间位置，在电机泵组两侧固定有电磁启动器和油箱，行走升降操纵台和小钻杆箱固定在剪叉式升降装置内。

通过上述结构可知，本发明的煤矿井下大功率多排孔钻机具有如下效果：

1、具有人员、钻杆举升功能的，满足了在中心高达到3m时，一次稳固、多排抽采施工工况，解决了原有大功率钻机需要搭架才可完成的多排孔施工，减少了辅助时间，提高了抽采效率；

2、还解决了中心钻孔较高时，人员加、卸钻杆劳动强度大的难题，降低了工人劳动强度，提高了钻进效率，提高了钻进中的自动化水平。

3、另外分体式升降钻杆车不但能满足高位钻孔，人员、钻杆的举升问题，还解决了钻杆的运输问题，减少了煤矿井下运输钻杆的劳动强度。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明的煤矿井下大功率多排孔钻机的整体示意图。

图2显示了本发明的俯视图；

图3显示了本发明的主机示意图；

图4显示了本发明的举升机构示意图；

图5显示了本发明升降钻杆车的俯视图；

图6显示了本发明升降钻杆车的正视图；

图7显示了本发明强制冷却油箱的内部结构图。

附图标记：

1、强制冷却型油箱；2、电机泵组；3、冷却器；4、主机；52、分体式升降钻杆车；6、电磁启动器；7、可调式座椅；8、整体式操纵台；9、副操纵台；10、上稳固装置；11、履带车体；12、斜撑式下稳固装置；101、水管快接头；102、高压钢管；41、双作用多级伸缩油缸；42、调角油缸；43、动力头；44、夹持器；45、给进装置；46、斜撑夹头；47、铰接式斜撑；48、插销；49、伸缩式辅助斜撑；410、升降大臂；511、防尘盖；512、升降油缸；513、安全铁链513；514、升降立柱；515、升降滑套；516、隔档型钻杆箱；517、升降平台；518、旋转式梯子；519、提拉链；5110、防护栏；5111、升降操作台；5112、旋转卡扣；5113、D型扣；5114、吊钩；521、剪叉式升降装置；522、车体平台；523、钻杆箱；524、电磁起动器；525、电机泵组；526、油箱；527、行走升降操纵台；528、小钻杆箱。

具体实施方式

参见图1至图7，显示了本发明的煤矿井下大功率多排孔钻机。

所述煤矿井下大功率多排孔钻机包括一履带车体11，所述履带车体的下方连接有实现煤矿井下走行功能的履带行走机构。

参见图1和图2，所述履带车体11平台上呈三列式布置有大功率多排孔钻机的主体部分，其中，强制冷却型油箱1、电机泵组2和冷却器3以立体式布局位于前列，主机4位于中间列，电磁启动器6、可调式座椅7、整体式操纵台8和副操纵台9位于后列，设有一体式可拆卸升降机构和/或分体式升降钻杆车52，一体式可拆卸升降机构位于主机与电磁起动器之间的空档处，分体式升降钻杆车可根据现场加、卸钻杆位置灵活的自行行走。其中大功率多排孔钻机中的分体式升降钻杆车52与一体式可拆卸升降机构是两种人员、钻杆举升解决方法，使用中需选择一种举升方式即可。

其中，所述履带车体11的下端设有多个斜撑式下稳固装置12，优选的是，所述多个斜撑式下稳固装置12分别设于履带行走机构的两侧并向外倾斜，由此，所述多个斜撑式下稳固装置12在需要时可向外伸出以提供稳固的支撑。

参见图3，为实现主机4的稳固支撑和移动，所述主机4包含动力头43、夹持器44、升降大臂410和给进装置45，所述升降大臂410的末端与履带车体11通过螺接进行固定，所述升降大臂410设有大臂内层4101和大臂外层4102，以及至少一双作用多级伸缩油缸41，其一端连接至大臂内层4101，另一端连接大臂外层4102，所述给进装置45的侧面设有与大臂外层4102的轴套插接的旋转轴，从而通过该些结构绕大臂外层4102进行旋转，所述动力头43可拆卸的固定连接于所述给进装置45的中部上缘，所述夹持器44可拆卸的固定连接于所述给进装置45的前部上缘，所述主机还包含一调角油缸42，所述调角油缸42为倾斜设置，其上端与升降大臂410的大臂外层4102连接，其下端连接于给进装置45，优选的是，所述给进装置45的下缘设有支承座，所述调角油缸42的下端铰接于所述支承座，已提供更有效的支撑和角度调解，以及一铰接式斜撑47，所述铰接式斜撑47的下端与履带车体11通过螺接进行固定，上端与给进装置45下缘的一斜撑夹头46进行伸缩式套接固定，还包含一倾斜设置的伸缩式辅助斜撑49，其上端连接于升降大臂410的大臂外层4102，下端与履带车体11可通过螺接进行固定连接，优选的是，所述双作用多级伸缩油缸41设置于升降大臂410的一侧，所述调角油缸42和伸缩式辅助斜撑49设置于升降大臂410的另一侧，所述调角油缸42的上端连接处设置于伸缩式辅助斜撑49的上端连接处，所述铰接式斜撑47距离升降大臂410的另一侧一定距离，优选该一定距离为斜撑夹头46距离升降大臂410为整个升降大臂410长度的1/5-1/3，优选为1/4。铰接式斜撑47、伸缩式辅助斜撑49和调角油缸42组合形成可调角四连杆式变幅装置，实现钻机的举升和调角。

其中，所述伸缩式辅助斜撑49包含内套管和外套管，两者之间通过插销48实现可伸缩式的支撑和长度定位，即内套管和外套管其中之一上设置的多个间隔排列的定位孔和另一个设置的一个固定孔和插销进行伸缩定位。

所述的主机中双作用多级伸缩油缸41伸缩时将连接在大臂外层4101的给进装置45沿着升降大臂410举升，可升降范围为1.5m，可使钻机中心高从1.5-3m间无级调节，在升降大臂410升降过程中，连接在给进装置45上的铰接式斜撑47起导向作用，调角油缸42伸出或缩回可进行钻进倾角的调节，调角结束后，紧固好斜撑夹头46以保证调角四连杆式变幅装置稳固性。调角油缸42起到大臂410与给进装置45之间的夹角调节与固定作用。其中伸缩式辅助斜撑49是作为中心高大于2.3m后，对整个可调角四连杆式变幅装置的辅助加固。大臂410举升完成后，调节伸缩式辅助斜撑49伸出长度，并用插销48插接，再通过旋转伸缩杆上的螺纹正反丝扣来微调至可稳固合适长度，由此，通过上述结构设置，整个主机的结构更为合理，支撑平衡度更高，在移动和钻孔过程中实现了更为准确的定位和钻给。

参见图4，所述一体式可拆卸升降机构包含升降组件和平台组件，所述升降组件包含升降立柱514、升降油缸512和升降滑套515，所述升降立柱514可通过螺接来固定于履带车体11的平台上，所述升降油缸512位于升降立柱514内，且其缸杆端固定于升降立柱514内，所述升降滑套515设于升降立柱514的外缘并可沿升降立柱515上下滑动，可选的是，所述升降立柱515可为方形空心柱，其周缘设有多个导槽，所述升降滑套515设有多个嵌入导槽以上下滑动的导柱，且所述升降油缸512的缸筒铰接于升降滑套515以驱动其上下滑动，所述平台组件包含一升降平台517，所述升降平台517可通过挂钩结构挂接在升降滑套515上，可选的是，所述升降平台517上内嵌有隔档型钻杆箱516，可装有直径小于等于Φ89的5根钻杆。

其中，所述升降平台517上还固定有防护栏5110和旋转式梯子518，所述旋转式梯子518可通过提拉链519提拉至升降平台517上方并通过一防护栏5110上的旋转卡扣5112而形成防护，以及一升降操作台5111，所述升降操作台5111固定在防护栏5110上。

其中，还可设有安全组件，所述安全组件可包含安全铁链513，所述安全铁链513的一端挂在焊接在升降立柱514的吊钩5114上，另一端挂在升降平台517两侧的条形孔内，以及多个D型扣5113，所述D型扣5113扣接在安全铁链513的环内，可通过D型5113扣调节安全铁链513使用长度，以将D型扣5113接在安全铁链513的合适位置。

所述一体式可拆卸升降机构通过操纵升降操作台5111的手把完成升降。具体解决办法是：升降油缸512的伸出后，升降油缸512缸筒带动升降滑套515和升降平台517升降，从而实现平台上人员和钻杆的举升，升降平台517通过挂钩式方式挂接在升降滑套515上，运输尺寸受限时可以方便拆卸。旋转式梯子518旋转至防护栏位置后，通过旋转卡扣5112锁死。升降平台517上的防护栏5110和提拉后转换为护栏的旋转式梯子518，都是起人员的安全防护作用。安全铁链513一端挂在焊接在升降立柱514的吊钩5114上，另一端挂在升降平台517的条形孔内，D型扣5113扣接在安全铁链513的环内，通过D型5113扣调节安全铁链513使用长度，再将D型扣5113接在安全铁链513的合适位置，用于升降平台517升降结束后机械方式的安全保护。

操作人员通过一体式可拆卸升降机构上的旋转式梯子518爬上升降平台517，并将5根钻杆存放在隔档式钻杆箱516中，使用提拉链519拉起旋转式梯子518并用旋转卡扣5112锁死，再操纵升降操纵升降台5111手把使升降油缸512带动升降平台517至需要加、卸钻杆的位置，通过D型扣5113调节安全铁链513长度至合适位置，既可进行加、卸钻杆作业。

参见图5和图6，所述分体式升降钻杆车52包含车体平台522，一电机泵组525位于车体平台522前端内凹槽处，剪叉式升降装置521螺接在车体平台522后端，并可拆卸，一钻杆箱523位于车体平台522中间位置，可容纳长度为1.5m以内的200m钻杆，在电机泵组525两侧固定有电磁启动器524和油箱525。行走升降操纵台527和小钻杆箱528固定在剪叉式升降装置521内部。

分体式升降钻杆车52动作介绍：首先将装入小于钻杆箱容量的钻杆与钻杆箱内，人员通过车体爬上剪叉式升降装置521内，操纵行走升降操纵台527的行走手把使钻进行走至工作区域，再通过操纵行走升降操纵台527手把将人员和可盛放10根钻杆的小钻杆箱528举升至需要作业的高度。

所述的分体式升降钻杆车52是集人员、钻杆升降与大量钻杆运输为一体的自带动力、可独立行走的部件。行走升降操纵台527固定在剪叉式升降装置521内部，操纵行走升降操纵台527手柄可使分体式升降钻杆车52行走和剪叉式升降装置521的升降。

参见图7，所述强制冷却型油箱1包含高压钢管102，所述高压钢管102呈蛇形均匀布局在油箱内部，水管快接头101焊接在强制冷却型油箱1的外侧。

所述的强制冷却型油箱1中通过其上的进、出水管快接101向呈蛇形均匀布局在油箱内部高压钢管102内充入高压水压力不超过10MPA，从而实现对液压油的强制冷却。

所述的可调式座椅7可以按照操作人员的要求位置前后调节250mm。

当大功率多排孔钻机要进行具有一定倾角的高位多排孔施工时，先操纵副操纵台9履带行走手把，使钻机行走至工作区域，通过斜撑式下稳固装置12和上稳固装置10稳固好钻机。双作用多级伸缩缸41伸出推动升降大臂外层4102伸出从而带动给进装置45升高，再调节调角油缸42伸出或缩回完成倾角调节，紧固好斜撑夹头46上的紧固螺栓，再调节伸缩式辅助支撑49至合适稳固位置。

由此可见，本发明的煤矿井下大功率多排孔钻机具有如下优点：

1、具有人员、钻杆举升功能的，满足了在中心高达到3m时，一次稳固、多排抽采施工工况，解决了原有大功率钻机需要搭架才可完成的多排孔施工，减少了辅助时间，提高了抽采效率；

2、还解决了中心钻孔较高时，人员加、卸钻杆劳动强度大的难题，降低了工人劳动强度，提高了钻进效率，提高了钻进中的自动化水平。

3、另外分体式升降钻杆车不但能满足高位钻孔，人员、钻杆的举升问题，还解决了钻杆的运输问题，减少了煤矿井下运输钻杆的劳动强度。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。