專利名稱：履帶行走式鉆機的制作方法
技術領域：
本發明屬于采煤機械類，涉及煤礦井下作業，用于鉆孔抽放瓦斯的施工機械——履帶行走式鉆機。
背景技術：
隨著煤炭綜采現代化技術裝備的推廣和應用，高瓦斯礦井對瓦斯抽放提出了更高的要求，采用鉆孔機在煤層深出鉆孔并抽取瓦斯進行預排放，確保煤礦井下的安全生產。在煤層瓦斯預抽中橫向鉆孔深達200米之多。目前，使用的鉆機是MK系列的產品，如MK-5S型鉆機主要有機架、油箱泵站、液壓回轉器、夾持器等，不能移動，移動時需要對設備解體，使用運輸設備，耗時耗力，十分不便，并且容易造成液壓元器件損傷，施工效率很大程度上受到限制。
發明內容
本發明的目的是為了提高煤礦井下安全生產，對以上背景技術的抽放瓦斯的鉆機MK系列進行改造，完善結構和使用功能，提供一種適應煤礦井巷道搬遷、運輸，無需設備拆裝能夠自行走，操作使用十分方便，省時省力，結構緊湊合理，安全可靠，工作穩定，工作效率可大幅度提高的履帶行走式鉆機。
本發明的履帶行走式鉆機的技術方案是這樣實現的履帶行走式鉆機包括由機架、機架上連接的機座、機座上安裝的回轉器及夾持器組成的鉆機部分，履帶行走部分，履帶行走部分上安裝的鉆機平臺，以及鉆機平臺上安裝的行走操作裝置、鉆機操縱臺與液壓泵站。所述的鉆機部分由鉆機的機架固定在鉆機平臺上面的中間位置，鉆機裝置的鉆桿軸線與行走方向垂直；鉆機平臺的下方，在鉆機平臺的四個角下有四個下支撐裝置，在鉆機平臺上有四個上支撐裝置；及在鉆機平臺上還安裝一臺泥漿泵與儲水箱。
所述的鉆機平臺上的平面布置為一側安裝液壓泵站，另一側的角端為行走操作裝置及配置的工具箱，中部為鉆機操縱臺及開關箱，相對應的另一角上為安裝的泥漿泵；而四個上支撐裝置兩兩一對分別布置在鉆機平臺的中部。
履帶行走式鉆機的鉆機前面還固定有一個用于瓦斯氣體與冷切卻水進行汽水分離的汽水分離器。汽水分離器包括汽水分離箱，固定汽水分離箱的固定裝置；汽水分離箱上設有鉆桿穿過的同心鉆桿孔，一個鉆桿孔上裝有密封圈，一個鉆桿孔的前面固定有一個用于汽水分離器與煤幫之間密封的密封裝置；汽水分離箱頂設有氣體排出口及汽水分離箱底設有水煤粉排出口。
本發明履帶行走式鉆機與以上背景技術相比較，它是以MK-5S為基礎加上履帶行走部分，全液壓驅動，并配置了泥漿泵、工具箱，電纜自動卷取裝置等，具有的優點(1)結構緊湊合理，工作穩定和安全可靠，操作使用十分方便；(2)每班鉆探作業人員減少，由原來的5人減少到4人，人工效率提高；工作效率可大幅度提高；(3)實現了鉆機整體式行走，拋掉了安全系數較低的輔助運輸設備設施；(4)鉆機移機時間縮短，無需設備拆裝能夠自行走，解決了鉆機運輸困難的問題。本發明履帶行走式鉆機特別適應煤礦井巷道。
圖1是履帶行走式鉆機結構主視圖；圖2是履帶行走式鉆機結構側視圖；圖3是履帶行走式鉆機結構俯視圖；圖4是履帶行走式鉆機的上支撐裝置結構示意圖；圖5是履帶行走式鉆機的汽水分離器結構俯視圖；圖6是履帶行走式鉆機液壓傳動系統原理示意圖。
具體實施例方式
圖1、圖2所示，履帶行走式鉆機，包括由機架101、機架上連接的機座102、機座上安裝的回轉器103及夾持器104等主要組成的鉆機部分1，履帶行走部分2，履帶行走部分上安裝的鉆機平臺3，以及鉆機平臺上安裝的行走操作裝置4、鉆機操縱臺5與液壓泵站6。所述的鉆機部分由鉆機的機架固定在鉆機平臺上面的中間位置，鉆機裝置的鉆桿軸線與行走方向垂直。鉆機平臺的下方，在鉆機平臺的四個角下有四個下支撐裝置7，在鉆機平臺上有四個上支撐裝置11；及在鉆機平臺上還安裝一臺泥漿泵與儲水箱8。
圖3所示，鉆機平臺上的平面布置。鉆機平臺上一側安裝液壓泵站，另一側的角端為行走操作裝置及配置的工具箱9，中部為鉆機操縱臺及開關箱10，相對應的另一角上為安裝的泥漿泵與水箱8，而四個上支撐裝置11為兩對分別布置在鉆機平臺的中部。在鉆機部分的前面還固定有一個用于瓦斯氣體與冷切卻水進行汽水分離的汽水分離器12。
圖4所示，履帶行走式鉆機的上支撐裝置。鉆機平臺上的上支撐裝置11有固定在平臺上的支撐座110，插入支撐座的上支撐架11；上支撐架由插頭111、液壓油缸112、支撐桿113與護板114等組成；護板鉸接在支撐桿頂部，支撐桿與插頭分別固定連接在油缸的缸體與活塞桿端。
圖5所示，履帶行走式鉆機的汽水分離器。汽水分離器包括底部為漏斗形的汽水分離箱120，固定汽水分離箱的固定裝置121；汽水分離箱上設有鉆桿穿過的同心鉆桿孔122，一個鉆桿孔上裝有密封圈123，一個鉆桿孔的前面固定有一個用于汽水分離器與煤幫之間密封的密封裝置124；汽水分離箱頂設有氣體排出口125及汽水分離箱底設有水煤粉排出口126。
所述的密封裝置可為固定在汽水分離箱前鉆桿孔上的套筒1241。也可以由固定在汽水分離箱前鉆桿孔上的套筒1241，套筒前帶有的密封盤1242，及裝于密封盤上的密封環1243組成。密封環使用橡膠或軟塑料等彈塑性材料制成。
所述的汽水分離箱的固定裝置121，圖1、圖2所示，由鉸裝在鉆機部分1機座102上的兩個固定油缸1211及汽水分離箱上兩側的固定耳1212組成；油缸活塞由接頭與螺母在固定耳上。
本發明的履帶行走式鉆機結構部分履帶行走式鉆機利用CTH10-2F型掘進鉆車的行走底盤，在其上部加裝一個操作平臺，平臺上將MKD-5S鉆機所屬的主機、泵站、操作臺、泥漿泵及供電裝置集裝在一起，在平臺的四角下部加裝四個油缸穩定支腿，用于鉆探作業時將操作平臺穩固。
鉆探作業時四個油缸穩定支腿向下伸出，將行走部及平臺撐起，起到平穩固定鉆機的作用。行走時四個油缸穩定支腿收回，確保了鉆機正常行走。另外通過多路換向閥的中聯，用油缸來固定汽水分離器，解決了汽水分離器固定難的問題，杜絕了孔口瓦斯超限問題，使鉆探施工更為安全，為抽放鉆孔的施工提供了強有力的安全保證。
液壓傳動系統為了實現鉆機行走和鉆機施工分離，提高系統的安全性。我們將MKD-5S型鉆機的總回油管上串聯了一組用于鉆機行走的多路換向閥，改造后鉆機液壓系統；圖4所示。液壓傳動系統。
鉆機施工時的多路換向閥由三片閥20組成，一片用于控制旋轉馬達21的正、反轉，實現旋轉鉆進和擰卸鉆桿，一片用于控制汽水分離器的固定油缸1211，實現用固定油缸來固定和推進汽水分離器，使汽水分離器的套筒與煤幫緊貼并密封；一片用于推進油缸23，實現孔內鉆桿的給進和后退。
鉆機行走的多路換向閥由四片閥24組成，兩片用于控制左右兩個馬達25，實現鉆機的前進、后退及轉彎，兩片用于控制前后支撐油缸26，實現鉆機施工時的支撐、穩定。從整個液壓系統來看，系統設計合理，安全性能高。
履帶式行走鉆機工作原理1、鉆機工作原理首先，履帶行走式鉆機行至所需鉆孔煤幫(煤壁)處，汽水分離器12由固定油缸121將汽水分離箱前鉆桿孔上的套筒1241或是帶有的密封盤1242的套筒，頂在煤幫上。其次，從回轉器103后方插入一根鉆桿，穿過卡盤，頂在夾持器104端面上，打開夾持器，回轉器卡盤帶動鉆桿向前推進，推進一個行程后，夾持器夾緊鉆桿，打開回轉器卡盤，退回回轉器，打開夾持器，回轉器卡盤夾緊鉆桿并帶動鉆桿向前推進，如此循環。
注一根鉆桿推進完畢，直接在后方續接另一根鉆桿。
在以上履帶行走式鉆機鉆孔的同時，汽水分離器12將瓦斯氣體與冷卻水和煤風粉分離，瓦斯氣體經汽水分離箱頂設有氣體排出口125排出，而水煤粉經汽水分離箱底設有水煤粉排出口126返回水箱和泥漿泵8。
2、履帶行走部工作原理履帶行走部分的工作原理。履帶行走由液壓馬達帶動。當液壓系統向行走馬達供油時，同時向液壓制動離合器供油，推動活塞壓縮彈簧解除制動。此時行走油馬達通過液壓制動離合器、二級直齒圓柱齒輪及驅動輪帶動履帶使鉆機前進、后退和轉彎。
履帶行走式鉆機主要技術參數鉆孔深度m 200～300鉆孔直徑mm94鉆孔傾角度0～±10鉆桿直徑mm63.5鉆桿長度mm1500回轉速度r/min 10～300回轉扭矩N·m 1850給進能力kN115起拔能力kN79給進速度m/s 0～0.22副泵0～0.36起拔速度m/s 0～0.32給進行程mm600電動機功率KW YB225S～437油箱有效容積L 180爬坡能力度15行走速度m/s 0.8～1.0鉆機總質量Kg 5000適用巷道高度m ＞1.9履帶式行走鉆機整體性能好，剛性和強度大，結構緊湊科學合理。性能可靠，操作簡便安全，行走平穩快捷(3公里/小時)；爬坡能力強(約15度)，轉彎半徑小，靈活性好；采用液壓多片式離合器式剎車，停走安全可靠，適合于煤礦各巷道煤層瓦斯抽放鉆孔的施工。
從煤礦井下小型鉆探設備發展方向來看，履帶行走式鉆機，更為靈活機動，在現代化礦井中有很大的推廣前景和應用前景。
權利要求
1.履帶行走式鉆機，包括由機架(101)、機架上連接的機座(102)、機座上安裝的回轉器(103)及夾持器(104)組成的鉆機部分(1)，履帶行走部分(2)，履帶行走部分上安裝的鉆機平臺(3)，以及鉆機平臺上安裝的行走操作裝置(4)、鉆機操縱臺(5)與液壓泵站(6)。所述的鉆機部分由鉆機的機架固定在鉆機平臺上面的中間位置，鉆機裝置的鉆桿軸線與行走方向垂直；鉆機平臺的下方，在鉆機平臺的四個角下有四個下支撐裝置(7)，在鉆機平臺上有四個上支撐裝置(11)；及在鉆機平臺上還安裝一臺泥漿泵與儲水箱(8)。
2.按照權利要求1所述的履帶行走式鉆機，其特征是所述的鉆機平臺上鉆機部分的一側安裝液壓泵站，另一側的角端為行走操作裝置及配置的工具箱(9)，中部為鉆機操縱臺及開關箱(10)，相對應的另一角上為安裝的泥漿泵；而四個上支撐裝置兩兩一對分別布置在鉆機平臺的中部。
3.按照權利要求1或2所述的履帶行走式鉆機，其特征是所述的鉆機平臺上的上支撐裝置(11)有固定在平臺上的支撐座(110)，插入支撐座的上支撐架(11)；上支撐架由插頭(111)、液壓油缸(112)、支撐桿(113)與護板(114)組成；護板裝在支撐桿頂部，支撐桿與插頭分別固定連接在油缸的缸體與活塞桿端。
4.按照權利要求1所述的履帶行走式鉆機，其特征是在鉆機部分的前面還固定有一個用于瓦斯氣體與冷切卻水進行汽水分離的汽水分離器(12)。
5.按照權利要求1所述的履帶行走式鉆機，其特征是所述的汽水分離器包括汽水分離箱(120)，固定汽水分離箱的固定裝置(121)；汽水分離箱上設有鉆桿穿過的同心鉆桿孔(122)，一個鉆桿孔上裝有密封圈(123)，一個鉆桿孔的前面固定有一個用于汽水分離器與煤幫之間密封的密封裝置(124)；汽水分離箱頂設有氣體排出口(125)及汽水分離箱底設有水煤粉排出口(126)。
6.按照權利要求5所述的履帶行走式鉆機，其特征是所述的密封裝置為固定在汽水分離箱前鉆桿孔上的套筒(1241)。
7.按照權利要求5所述的履帶行走式鉆機，其特征是所述的密封裝置由固定在汽水分離箱前鉆桿孔上的套筒(1241)，套筒前帶有的密封盤(1242)，及裝于密封盤上的密封環(1243)組成。
8.按照權利要求5所述的履帶行走式鉆機，其特征是所述的汽水分離箱的底部為漏斗形。
9.按照權利要求5所述的履帶行走式鉆機，其特征是所述的汽水分離箱的固定裝置(121)由鉸裝在鉆機部分(1)機座(102)上的兩個固定油缸(1211)及汽水分離箱上兩側的固定耳(1212)組成；油缸活塞由接頭與螺母在固定耳上。
全文摘要
本發明的履帶行走式鉆機，包括由機架、機架上連接的機座、機座上安裝的回轉器及夾持器組成的鉆機部分；特點是還包括履帶行走部分，履帶行走部分上安裝的鉆機平臺，以及鉆機平臺上裝的行走操作裝置、鉆機操縱臺與液壓泵站；所述的鉆機部分由鉆機的機架固定在鉆機平臺上面的中間位置，鉆機裝置的鉆桿軸線與行走方向垂直。在鉆機平臺的上下設有支撐裝置，鉆機平臺上裝一臺泥漿泵，鉆機部分配有汽水分離器。它具有在煤礦井巷道內自行走，操作使用十分方便，省時省力，結構緊湊合理，安全可靠，工作穩定，工作效率高等優點。適合于煤礦各巷道煤層瓦斯抽放鉆孔的施工。從煤礦井下小型鉆探設備發展方向來看，履帶行走式鉆機，更為靈活機動，在現代化礦井中有很大的推廣前景和應用前景。
文檔編號E21F7/00GK1601055SQ20041001258
公開日2005年3月30日 申請日期2004年10月8日 優先權日2004年10月8日
發明者賀天才, 閻振東, 董文敏, 馬洪禮, 馮強, 劉憲閣, 趙向東, 趙建明, 陳沁東 申請人:山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司寺河礦