一种自动钻架和锚护系统的制作方法

    技术2025-07-19  24


    本公开属于井下锚杆支护设备,具体涉及一种自动钻架和锚护系统。


    背景技术:

    1、现阶段井下煤矿巷道的支护自动化作业水平仍然较低,多采用机载锚杆钻架或单体钻机,进行巷道支护,存在着支护时间长、作业人员数量多、劳动强度大、支护效率低、职业病危害严重和操作人员工作时间内需处于空顶区等多方面隐患与危险,从而导致采掘失衡严重,支护时间占用时间长,严重影响掘进工程进度和采煤效率。


    技术实现思路

    1、本公开的目的在于提供一种自动钻架和锚护系统,其可解决至少部分上述技术问题。

    2、本公开实施例的第一个方面提供了一种自动钻架,所述自动钻架包括:

    3、机架;

    4、钻箱,横向滑动设置于所述机架的下部,并通过钻杆实现钻孔;

    5、送药机构,设置于所述机架的中部,并通过喷药套管将锚固剂输送至所述钻孔中;

    6、锚箱,横向滑动设置于所述机架的中部,并与所述钻箱位于所述机架的同一侧,并用于将锚杆插入至已输送锚固剂的钻孔中;

    7、切换机构,设置于所述机架的下部,并用于驱动所述钻箱和锚箱横向滑动,以使得钻杆和锚杆依次位于工作位;

    8、对中机构,设置于所述机架的上部,并用于驱动所述喷药套管至所述工作位,以及带动处于所述工作位的钻杆移至钻孔避让位;

    9、其中,所述自动钻架具有钻孔状态、送药状态和锚杆状态;当所述自动钻架处于所述钻孔状态时,所述钻杆处于工作位,所述锚杆处于锚孔等待位,所述喷药套管处于锚固等待位;

    10、当所述自动钻架处于所述送药状态时,所述钻杆处于所述避让位,所述锚杆处于所述锚孔等待位,所述喷药套管处于所述工作位;

    11、当所述自动钻架处于所述锚杆状态时,所述钻杆处于钻孔等待位,所述锚杆处于所述工作位,所述喷药套管处于所述锚固等待位。

    12、可选的,所述切换机构包括切换框,包括竖板和连接在所述竖板两端的左固定台和右固定台;所述竖板与所述机架固定连接;

    13、切换油缸,安装于位于所述左固定台和右固定台之间;所述切换油缸与所述钻箱和所述锚箱连接,以驱动所述钻箱和所述锚箱横向移动;

    14、其中,所述钻箱的底端和所述锚箱的底端位于所述竖板的同一侧,并位于所述竖板和所述驱动件之间。

    15、可选的,所述切换油缸包括活塞杆和缸筒,所述活塞杆的两端分别与所述左固定台和右固定台连接;

    16、所述缸筒套设于所述活塞杆,并与所述活塞杆滑动连接;所述缸筒与所述钻箱和所述锚箱可拆卸连接;其中,所述缸筒包括筒体和设置于所述筒体上的第一连接部和第二连接部;其中,所述第一连接部与所述钻箱在竖向方向上滑动连接,所述第二连接部与所述锚箱在竖向方向上滑动连接。

    17、可选的,所述自动钻架还包括护杆件,沿与所述钻箱和锚箱的滑动方向横向滑动安装于所述机架;所述护杆件上设有防护缺口,所述钻箱中的钻杆竖向穿过所述防护缺口,和/或,所述锚箱中的锚杆竖向穿过所述防护缺口;

    18、所述对中机构在驱动所述喷药套筒移动的过程中,能够通过所述喷药套筒带动所述钻杆的顶端跟随其偏移,并在所述钻杆跟随喷药套筒偏移的过程中,所述喷药套筒还能够与所述护杆件抵接,以使得所述护杆件横向滑动,并最终使得所述钻杆脱离所述防护缺口。

    19、可选的,所述对中机构包括对中驱动件和摆动臂;所述摆动臂的一端与所述机架转动连接,其另一端与所述喷药套筒固定连接;所述对中驱动件用于驱动所述摆动臂转动。

    20、可选的,所述喷药套筒包括主体部以及设置在所述主体部上的叉形件和抵接面;所述抵接面用于与所述护杆件抵接;所述叉形件用于叉走所述钻杆;所述叉形件和所述护杆件位于不同高度;所述叉形件距离所述摆动臂摆动中心的距离小于所述抵接面距离所述摆动臂摆动中心的距离。

    21、可选的,所述送药机构包括驱绳器、储绳管和储药管;所述储药管的一端连接所述驱绳器,另一端穿过所述喷药套筒;所述储绳管与所述驱绳器连接,以向所述驱绳器提供钢丝绳,以使得驱绳器能够通过钢丝绳驱动锚固剂沿所述储药管进入所述钻孔内。

    22、可选的,所述自动钻架还包括设置于所述机架顶端的定位组件;所述定位组件用于对所述钻杆进行导向。

    23、可选的,所述定位组件包括夹钎油缸、摆杆和定心轴瓦;所述摆杆的一端与所述机架转动连接;所述摆杆的另一端与所述定心轴瓦固定连接;所述定心轴瓦上设有定位孔;当所述自动钻架处于所述钻孔状态时,所述夹钎油缸驱动所述摆杆摆动,以将所述定心轴瓦送至所述工作位,以供所述钻杆穿过。

    24、本公开实施例所达到的主要技术效果是:本公开中切换机构采用侧置式布置方式,结构形式更合理,减少了切换过程中出现的卡滞情况,可靠性更高;同时,在钻箱和锚箱滑动切换的基础上,还实现了送药和锚索功能,使得自动钻架功能多样化,可配备到任何锚杆支护设备上,适应性好。

    25、本公开实施例的第二个方面提供了一种自动锚护系统,所述自动锚护系统包括提升驱动件和如上所述的自动钻架;所述自动钻架包括设置于所述机架顶端的顶板以及设置于所述顶板上的顶锥和设置于所述机架上的提升机构;所述提升驱动件通过所述提升机构能够抬升所述自动钻架,并使得所述顶锥能够插入固定于所述自动钻架上方的煤岩。

    26、本公开实施例所达到的主要技术效果是:提升机构设在机架的另一侧,与提升驱动件连接,可以实现自动钻架本体一段距离的升降功能,进而通过顶锥插入自动钻架上方的煤岩实现自动钻架的固定,同时,提升机构集成在钻架上,可靠性高。



    技术特征:

    1.一种自动钻架,其特征在于,所述自动钻架包括:

    2.根据权利要求1所述的一种自动钻架,其特征在于,所述切换机构包括切换框,包括竖板和连接在所述竖板两端的左固定台和右固定台;所述竖板与所述机架固定连接;

    3.根据权利要求2所述的一种自动钻架,其特征在于,所述切换油缸包括活塞杆和缸筒,所述活塞杆的两端分别与所述左固定台和右固定台连接;

    4.根据权利要求1所述的一种自动钻架,其特征在于,所述自动钻架还包括护杆件,沿与所述钻箱和锚箱的滑动方向横向滑动安装于所述机架;所述护杆件上设有防护缺口,所述钻箱中的钻杆竖向穿过所述防护缺口,和/或,所述锚箱中的锚杆竖向穿过所述防护缺口;

    5.根据权利要求4所述的一种自动钻架,其特征在于,所述对中机构包括对中驱动件和摆动臂;所述摆动臂的一端与所述机架转动连接,其另一端与所述喷药套筒固定连接;所述对中驱动件用于驱动所述摆动臂转动。

    6.根据权利要求5所述的一种自动钻架,其特征在于,所述喷药套筒包括主体部以及设置在所述主体部上的叉形件和抵接面;所述抵接面用于与所述护杆件抵接;所述叉形件用于叉走所述钻杆;所述叉形件和所述护杆件位于不同高度;所述叉形件距离所述摆动臂摆动中心的距离小于所述抵接面距离所述摆动臂摆动中心的距离。

    7.根据权利要求1所述的一种自动钻架,其特征在于,所述送药机构包括驱绳器、储绳管和储药管;所述储药管的一端连接所述驱绳器,另一端穿过所述喷药套筒;所述储绳管与所述驱绳器连接,以向所述驱绳器提供钢丝绳,以使得驱绳器能够通过钢丝绳驱动锚固剂沿所述储药管进入所述钻孔内。

    8.根据权利要求1所述的一种自动钻架,其特征在于,所述自动钻架还包括设置于所述机架顶端的定位组件;所述定位组件用于对所述钻杆和锚杆进行导向。

    9.根据权利要求8所述的一种自动钻架,其特征在于,所述定位组件包括夹钎油缸、摆杆和定心轴瓦;所述摆杆的一端与所述机架转动连接;所述摆杆的另一端与所述定心轴瓦固定连接;所述定心轴瓦上设有定位孔;当所述自动钻架处于所述钻孔状态时,所述夹钎油缸驱动所述摆杆摆动,以将所述定心轴瓦送至所述工作位,以供所述钻杆穿过。

    10.一种自动锚护系统,其特征在于,所述自动锚护系统包括提升驱动件和如权利要求1-9中任一项所述的自动钻架;所述自动钻架包括设置于所述机架顶端的顶板以及设置于所述顶板上的顶锥和设置于所述机架上的提升机构;所述提升驱动件通过所述提升机构能够抬升所述自动钻架,并使得所述顶锥能够插入固定于所述自动钻架上方的煤岩。


    技术总结
    本公开了一种自动钻架和锚护系统。自动钻架包括机架和设置在机架上的钻箱、送药机构、锚箱、切换机构和对中机构。钻箱横向滑动设置于机架的下部,并通过钻杆实现钻孔;送药机构设置于机架的中部,并通过喷药套管将锚固剂输送至钻孔中;锚箱横向滑动设置于机架的中部,并与钻箱位于机架的同一侧,并用于将锚杆插入至已输送锚固剂的钻孔中;切换机构设置于机架的下部,并用于驱动钻箱和锚箱横向滑动,以使得钻杆和锚杆依次位于工作位;对中机构设置于机架的上部,并用于驱动喷药套管至工作位,以及带动处于工作位的钻杆移至钻孔避让位。本公开解决了现有自动钻架不能在钻孔状态、送药状态和锚杆状态依次切换的技术问题。

    技术研发人员:张东宝,吕继双,安四元,朱振天,刘长龙,金江,周倜,米雄伟,兰辉敏,米豪鼎,张云波,黄帅,任晓文,马祺杰,王婵娟
    受保护的技术使用者:中国煤炭科工集团太原研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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