底臌防治錨管鉆的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種底臌防治錨管鉆機，包括底座、機架、頂起裝置和鉆機；所述底座支撐于地面；所述機架以前端樞接于所述底座上；所述頂起裝置一端固定于所述底座，另一端固定于所述機架；所述鉆機可滑動地安裝于所述機架，所述鉆機包括動力裝置、鉆管和鉆頭；所述頂起裝置驅動所述機架相對于所述底座樞轉，使所述機架上的鉆機達鉆進角度；所述鉆機的動力裝置通過鉆桿驅動所述鉆頭進行鉆進；鉆進中，所述鉆機沿所述機架向下滑進。鉆孔產生的巖碴在正壓的作用下通過雙壁鉆桿的貫通孔順利排出，從而能夠在巷道底部順利鉆進錨管孔。
【專利說明】底臌防治錨管鉆機
【技術領域】
[0001]本發明涉及底臌防治錨管鉆機【技術領域】，是一種能夠在軟巖巷道底部鉆進錨管孔從而通過安裝底角錨桿控制巷道底臌的鉆機設備。
【背景技術】
[0002]軟巖條件下巷道的支護重點之一就是巷道的底板，底臌是巷道破壞的主要形式。采用傳統的反拱底梁及灌注砼等常規方法是一種被動的支護方式，很難控制巷道底臌，容易造成巷道反復整修。目前控制底臌的有效措施是通過安裝底部錨管索來控制，通過在錨管內注漿及安設恒阻大變形錨索以形成高恒阻高預應力錨管索，巷道底板表面巖層膨脹載荷通過錨索被傳遞到巷道底板深部穩定的巖體，深部穩定巖層的自穩潛能得到充分發揮，真正實現了錨索對底板松軟巖層的主動支護，從而可以有效抑制巷道底板變形。
[0003]安設底部錨管首先需要鉆進錨管孔，但是在鉆錨管孔的過程中由于是在巷道底部鉆進，傳統的鉆機產生的巖碴無法有效的排出從而導致鉆孔深度達不到要求或難以鉆進。因此底部錨管索控制底臌技術的應用及推廣受到了很大的阻礙。
[0004]現有的錨桿鉆機有很多種，按動力分為電動、液壓和氣動三大類；按結構分為單體式、鉆車式、機載式三大類；按破巖方式分，有回轉式、沖擊式、沖擊回轉式及回轉沖擊式四大類。電動錨桿鉆機的輸出特性較差，實際鉆孔速度較低，電機可靠性及防水性能存在嚴重問題，尚無良好的推進方式。因此尚難大量用于井下錨桿支護。液壓錨桿鉆機輸出的扭矩高于氣動錨桿鉆機，在某些場合下應用較好，特別是與掘進機配套是較優越的工作方式。從目前已正式投入使用的支腿式液壓錨桿鉆機來看，鉆機輸出扭矩仍然偏低，液壓系統容易發熱。由于以礦物油為工作介質，在煤礦井下使用中存在安全隱患。已開發的鉆車式與機載式錨桿鉆機都具有一定特點，并取得一些效果，但因煤礦井下具體條件以及經濟上的原因，近期難以廣泛應用。因此，出`于安全考慮，目前煤礦井下多采用氣腿式氣動錨桿鉆機。例如，MQT系列氣動錨桿鉆機是硬度≤flO的各種巖巷、煤巷、半煤巷中進行錨桿作業的設備，主要用于頂部作業；ZQS系列氣動幫錨桿鉆機是硬度< f8的各種巖巷、煤巷、半煤巷進行錨桿作業的設備，主要用于幫部作業；MQTB系列氣動支腿式幫錨桿鉆機是硬度< HO的各種巖巷、煤巷、半煤巷進行錨桿作業的設備，主要用于半頂部與幫部作業。YT系列氣腿鑿巖機為沖擊回轉式鉆機，主要用于巷道掘進炮孔的鉆進及幫部錨桿孔的鉆進。現有的底板錨索鉆機有MSQ-100型底板錨索鉆機、DMZ-100型錨索鉆機等，均采用傳統的排渣方式，由于排渣不暢，造成鉆孔深度不深，不能滿足安裝底角錨管的要求，從而不能有效防治底臌。
[0005]目前尚無專門用于在巷道底部鉆進錨管孔的鉆機，現有的鉆機都是用于巷道頂部與幫部的錨桿支護，鉆進頂部及幫部錨桿孔時，通過水及氣壓，巖碴在重力及水力、氣壓的作用下很容易被排出。但是在鉆進底部錨管孔時，由于向下鉆孔，使用現有的鉆機無法將產生的巖碴排出，從而使得鉆孔深度不能滿足要求或難以鉆進，進而無法在巷道底部進行錨管索支護，不能防治巷道底臌。因此，研制一種能夠有效順利排出巖碴，專門用于在巷道底部鉆進符合要求的錨管孔從而防治底臌的鉆機具有十分重要的現實意義。
【發明內容】
[0006]為解決現有技術中沒有針對軟巖條件下底臌鉆機的問題，本發明目的在于提供一種在軟巖條件下可進行高效鉆進的底臌防治錨管鉆機。
[0007]為了實現上述目的，本發明提供一種底臌防治錨管鉆機，包括底座、機架、頂起裝置和鉆機；所述底座支撐于地面；所述機架以前端樞接于所述底座上；所述頂起裝置一端固定于所述底座，另一端固定于所述機架；所述鉆機可滑動地安裝于所述機架，所述鉆機包括動力裝置、鉆管和鉆頭；所述頂起裝置驅動所述機架相對于所述底座樞轉，使所述機架上的鉆機達鉆進角度；所述鉆機的動力裝置通過鉆桿驅動所述鉆頭進行鉆進；鉆進中，所述鉆機沿所述機架向下滑進。
[0008]通過分析本發明的技術方案可知，本發明相對于現有技術的有益效果在于:鉆孔產生的巖碴在正壓的作用下通過雙壁鉆桿的貫通孔順利排出，從而能夠在巷道底部順利鉆進錨管孔。
[0009]根據上述構思，所述機架后端具有支撐于地面的支架，所述支架支撐固定所述機架后端。
[0010]根據上述構思，所述機架具有推進回拔機構，所述推進回拔機構一端連接于所述鉆機的動力裝置，另一端固定于所述機架，以所述推進回拔機構帶動所述鉆機向下鉆進或退回。
[0011]根據上述構思，所述鉆機的動力裝置包括液壓馬達及減速箱，所述液壓馬達經減速箱帶動所述鉆管內的鉆桿轉動；所述鉆桿內通過通氣孔連接氣源。
[0012]根據上述構思，所述鉆管由兩層管組成，兩層管中間的中空部分用于氣壓通氣，夕卜管與內管的中空部分用于排渣，兩層管采用支座連接。
[0013]根據上述構思，所述機架上具有兩條導軌，所述鉆機的動力裝置具有卡合于導軌中的滾輪。
[0014]根據上述構思，所述支架包括外層管和內層管，內層管可在外層管內伸縮，在兩層管接口處設有鎖定裝置，調節好長度后進行鎖定。
[0015]根據上述構思，所述鉆頭包括連接管和切削器，所述切削器為焊接于所述連接管外周的至少兩個斜齒片，所述斜齒片在所述連接管前端連接成一個峰尖。
[0016]根據上述構思，所述液壓泵還包括壓力顯示裝置，所述斜齒片在內部形成錐角α，在峰尖位置形成峰角0，其中@ = 0+10°。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明底臌防治錨管鉆機的結構示意圖。
[0018]圖2為本發明鉆頭的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]體現本發明特征與優點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的范圍，且其中的說明及附圖在本質上是當作說明之用，而非用以限制本發明。[0020]如圖1所示，本發明提供一種底臌防治錨管鉆機，包括底座1、機架2、支架3、頂起裝置4、鉆機5和控制器6。
[0021]底座I可以是鋼框架或鋁合金框架，可以利用底面的多個定位腳穩固支撐于地面，以便于安裝于底座I上的設備能平穩的運行。底座I通過焊接或螺栓固定有樞座11，樞座11上端可安裝一個樞轉軸。
[0022]機架2可由兩個豎向主鋼梁和兩個主鋼梁之間的多個連接桿焊接而成。機架2以前端樞接于底座I上。
[0023]機架2上安裝有鉆管固定座21、夾持器22和推進回拔機構23。鉆管固定座21安裝于機架2前端，可以是一個固定于機架2上的鋼板，其上具有供鉆管穿過的孔。在鉆管固定座21前后各安裝一個夾持器22，通過鉆機的正轉和反轉方便在鉆進時安裝鉆管及拔出時拆卸鉆管。夾持器采用液壓作為動力，在操作臺上設有松開和夾緊控制裝置。夾持器22中間是空的，鉆管從中間穿過，通過操作臺控制夾緊及松開鉆管。由于鉆管較重(30kg左右)，設置夾持器22后，可大大減輕勞動強度，提高效率。安裝鉆管時，鉆管套在夾持器上，夾緊后，啟動馬達(正轉)，即可將鉆管安裝在鉆機上或者與其他鉆管相連接上；拆卸鉆管時，夾緊后，啟動馬達(反轉)，即可拆卸鉆管。
[0024]推進回拔機構23 —端連接于鉆機5的動力裝置，另一端固定于機架2，以推進回拔機構帶動鉆機5向下鉆進或退回。機架2上具有兩條導軌，鉆機5的動力裝置具有卡合于導軌中的滾輪。
[0025]機架2后端具有支撐于地面的支架3，支架3支撐固定機架2后端。支架3包括外層管31和內層管32，內層管32可在外層管31內伸縮，在兩層管接口處可設有鎖定裝置，調節好長度后進行鎖定。
[0026]頂起裝置4為一個液壓油缸,其一端固定于底座I,另一端固定于機架2 ;以便于頂起機架2至所需角度。頂起裝置4驅動機架2相對于底座I樞轉，使機架2上的鉆機5達鉆進角度。
[0027]鉆機5通過導軌可滑動地安裝于機架2，鉆機5包括動力裝置51、減速機52、鉆管53和鉆頭54 ;鉆機5的動力裝置通過鉆桿驅動鉆頭54進行鉆進；鉆進中，鉆機5沿機架2向下滑進。鉆管53由兩層管組成，兩層管中間的中空部分用于氣壓通氣或通鉆井液，外管與內管的中空部分用于排渣，兩層管可采用支座連接。鉆管53外的井筒環空同樣也可用于排渣，以這種正循環鉆井工藝對軟巖環境進行針對性作業。
[0028]鉆機5的動力裝置51可采用液壓馬達，液壓馬達經減速箱52帶動鉆管53內的鉆桿轉動；鉆桿還可通過通氣孔55連接氣源或鉆井液泵。
[0029]如圖2所示，鉆頭54包括連接管541和切削器542，切削器542為焊接于連接管541外周的至少兩個斜齒片，斜齒片在連接管前端連接成一個峰尖543。斜齒片內側中空在內部形成錐角α，在峰尖位置形成峰角β，其中β = α+10°。通過這種特種鉆頭54，可方便在軟巖環境中進行快速鉆進，并且可很好的利用正循環方式將巖碴排出。
[0030]另一種實施方式，切削器542也可為焊接于連接管541外周的三個斜齒片，平均間隔是120度。斜齒片在連接管前端同樣連接成一個峰尖543。
[0031]本發明還提供多種具體規格鉆頭54，如下表所示:
【權利要求】
1.一種底臌防治錨管鉆機，其特征在于，包括底座、機架、頂起裝置和鉆機； 所述底座支撐于地面； 所述機架以前端樞接于所述底座上； 所述頂起裝置一端固定于所述底座，另一端固定于所述機架； 所述鉆機可滑動地安裝于所述機架，所述鉆機包括動力裝置、鉆管和鉆頭； 所述頂起裝置驅動所述機架相對于所述底座樞轉，使所述機架上的鉆機達鉆進角度；所述鉆機的動力裝置通過鉆桿驅動所述鉆頭進行鉆進；鉆進中，所述鉆機沿所述機架向下滑進。
2.根據權利要求1所述的底臌防治錨管鉆機，其特征在于，所述機架后端具有支撐于地面的支架，所述支架支撐固定所述機架后端。
3.根據權利要求2所述的底臌防治錨管鉆機，其特征在于，所述機架具有推進回拔機構，所述推進回拔機構一端連接于所述鉆機的動力裝置，另一端固定于所述機架，以所述推進回拔機構帶動所述鉆機向下鉆進或退回。
4.根據權利要求3所述的底臌防治錨管鉆機，其特征在于，所述鉆機的動力裝置包括液壓馬達及減速箱，所述液壓馬達經減速箱帶動所述鉆管內的鉆桿轉動；所述鉆桿內通過通氣孔連接氣源。
5.根據權利要求4所述的底臌防治錨管鉆機，其特征在于，所述鉆管由兩層管組成，兩層管中間的中空部分用于氣壓通氣，外管與內管的中空部分用于排渣，兩層管采用支座連接。
6.根據權利要求1至5任一項所述的底臌防治錨管鉆機，其特征在于，所述機架上具有兩條導軌，所述鉆機的動力裝置具有卡合于導軌中的滾輪。
7.根據權利要求2至5任一項所述的底臌防治錨管鉆機，其特征在于，所述支架包括外層管和內層管，內層管可在外層管內伸縮，在兩層管接口處設有鎖定裝置，調節好長度后進行鎖定。
8.根據權利要求1至5任一項所述的底臌防治錨管鉆機，其特征在于，所述鉆頭包括連接管和切削器，所述切削器為焊接于所述連接管外周的至少兩個斜齒片，所述斜齒片在所述連接管前端連接成一個峰尖。
9.根據權利要求8所述的底臌防治錨管鉆機，其特征在于，所述斜齒片在內部形成錐角α，在峰尖位置形成峰角0，其中@ = 0+10°。
【文檔編號】E21B17/18GK103775000SQ201310526902
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月30日 優先權日:2013年10月30日
【發明者】何滿潮, 王曉磊, 孫曉明, 王炯 申請人:中國礦業大學(北京)