一种掘进机 【技术领域】
本发明涉及煤矿开采机械技术领域， 特别涉及一种掘进机。背景技术 随着我国经济建设的快速发展， 煤炭工业不断朝着机械化、 自动化的方向发展， 综 合机械采掘设备越来越广泛地应用于各种地质条件的煤炭生产之中。
在机械化采掘的作业中， 掘进机是主要的采掘设备之一， 通过截割头的旋转切割 实现巷道的开掘。在煤矿巷道的掘进过程中， 掘进机主要以开掘煤岩、 半煤岩或者岩巷为 主， 煤岩和半煤岩的硬度比较低， 掘进机通常能够正常开掘。
然而， 岩巷的硬度较大， 掘进机一般只能够经济性地开掘岩石硬度比较低地巷道， 目前岩巷掘进机主要针对普氏硬度系数为 8 以下的岩石表面压力设计的， 随着岩石普氏硬 度越高， 掘进机的开采效率越低， 并且在硬度比较高的采掘条件下， 掘进机的使用寿命比较 低； 当岩石硬度的普氏硬度系数高于 12 以上时， 一般通过先爆破的方式实现开掘， 也就是 在岩层中埋设预定强度的炸药， 引爆炸药时将岩石爆破， 以实现较硬岩层的掘进。
但是， 爆破工作危险性比较高， 爆破过程会有很多高速崩出的岩石碎块， 对掘进机 等采煤设备造成一定的损坏， 虽然可以采取遮挡或使机械后退等措施， 降低岩石对掘进机 等采煤设备的损伤， 但是由于爆破工作受比较多的未知因素影响， 而且容易破坏开挖工作 面， 危险性比较高， 容易造成人员伤亡， 存在比较大的安全隐患。
因此， 如何一种适用于开采硬度比较高的岩巷、 且具有比较高的安全性能的掘进 机， 是本领域的技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容 本发明的目的旨为提供一种掘进机， 该掘进机适用于开采硬度比较高的岩巷， 且 具有比较高的安全性能。
为解决上述技术问题， 本发明提供了一种掘进机， 包括掘进主体 ； 所述掘进主体上 设置有辅助钻孔装置， 所述辅助钻孔装置包括钻孔机和连接所述掘进主体的第一安装架， 所述钻孔机设于所述第一安装架上， 并且所述钻孔机的钻进方向与所述掘进机的掘进方向 相同， 所述掘进机还包括驱动所述钻孔机钻进的第一驱动装置。
优选地， 所述第一安装架包括与所述掘进主体刚性连接的第一固定座和与所述第 一固定座连接的第一支撑座， 所述钻孔机设于所述第一支撑座上 ； 所述辅助钻孔装置还包 括用于带动所述钻孔机在竖直面内转动的第一伸缩缸， 所述第一伸缩缸两端分别连接所述 第一支撑座和所述钻孔机。
优选地， 所述第一支撑座与所述第一固定座之间还设有第一纵梁， 所述第一纵梁 与所述第一支撑座铰接， 所述辅助钻孔装置还包括用于驱动所述第一支撑座绕其与所述第 一纵梁的铰接位置在水平面内转动的第二伸缩缸， 所述第二伸缩缸两端分别连接所述第一 支撑座和所述第一纵梁。
优选地， 所述第一纵梁为沿所述掘进机的长度方向可伸缩式纵梁。
优选地， 所述第一驱动装置为电动机或液压油路。
优选地， 所述掘进主体上还设有辅助破裂装置， 所述辅助破裂装置包括岩石分裂 机和连接所述掘进主体的第二安装架， 所述岩石分裂机设于所述第二安装架上 ； 所述辅助 破裂装置还包括驱动所述岩石分裂机动作的第二驱动装置。
优选地， 所述第二安装架包括与所述掘进主体刚性连接的第二固定座以及连接所 述第二固定座的第二支撑座， 所述岩石分裂机设于所述第二支撑座上 ； 所述辅助破裂装置 还包括用于带动所述岩石分裂机在竖直面内转动的第四伸缩缸， 所述第四伸缩缸两端分别 连接所述第二支撑座和所述岩石分裂机。
优选地， 所述第二支撑座与所述第二固定座之间还设有第二纵梁， 所述第二纵梁 与所述第二支撑座铰接， 所述辅助破裂装置还包括用于驱动所述第二支撑座绕其与所述第 二纵梁的铰接位置在水平面内转动的第五伸缩缸， 所述第五伸缩缸两端分别连接所述第二 支撑座和所述第二纵梁。
优选地， 所述第二纵梁为沿所述掘进机的长度方向可伸缩式纵梁。
优选地， 所述第二驱动装置为电动机或液压油路。 本发明公开了一种掘进机， 包括掘进主体 ； 所述掘进主体上设置有辅助钻孔装置， 所述辅助钻孔装置包括钻孔机和连接所述掘进主体的第一安装架， 所述钻孔机设于所述第 一安装架上， 并且所述钻孔机的钻进方向与所述掘进机的掘进方向相同， 所述掘进机还包 括驱动所述钻孔机钻进的第一驱动装置。
本发明的掘进机中设置有辅助钻孔装置， 当掘进机在掘进硬岩巷道时， 在掘进主 体的截割头掘进前， 可以先使用辅助钻孔装置在岩层上钻若干的孔， 其中孔的大小和数量 可以通过经验或计算机仿真岩层受力方式设定。
在硬岩表面钻孔比掘进要相对容易实现， 通过钻孔的方式可以破坏岩体结构平 衡， 在孔的周围形成应力集中区域， 增大了岩石表面的正应力， 此时掘进机的截割头比较容 易剥离岩层。
使用该掘进机对岩层进行掘进， 可以取消硬岩掘进前的爆破， 有利于保障设备和 操作人员的安全， 提高了掘进工作的安全性， 而且该掘进机可以应用于无法实施爆破的硬 岩巷道中， 具有比较广泛的应用范围。
在一种优选的实施方式中， 所述掘进主体上还设有辅助破裂装置， 所述辅助破裂 装置包括岩石分裂机和连接所述掘进机主体的第二安装架， 所述岩石分裂机设于所述第二 安装架上 ； 所述辅助破裂装置还包括驱动所述岩石分裂机动作的第二驱动装置。
当掘进机对硬度比较大的岩层掘进时， 首先可以利用辅助钻孔装置在硬岩表面开 凿若干个深孔， 然后由辅助破裂装置中的岩石分裂机逐一插入已经钻好的深孔中进行岩石 分裂工作， 将硬岩分裂成若干端面， 最后掘进主体的截割部对硬岩进行开掘工作。
掘进机上设置辅助破裂装置对硬岩表面进行进一步的破裂， 进一步破坏硬岩的组 织结构， 降低掘进开采的难度。
附图说明
图 1 为本发明所提供的一种掘进机的具体实施方式的结构示意图 ；图 2 为图 1 所示的掘进机的辅助钻孔装置的结构示意图 ；
图 3 为图 1 所示的掘进机的辅助分裂装置的结构示意图。
其中， 图 1 至图 3 中附图标记与部件名称之间的对应关系为 ：
1 掘进主体 ； 11 截割头 ； 21 钻孔机 ； 22 第一纵梁 ； 23 第一固定座 ； 24 第一伸缩缸 ； 25 第二伸缩缸 ； 26 第一支撑座 ； 27 第三伸缩缸 ； 31 岩石分裂机 ； 32 第二纵梁 ； 33 第二固定 座； 34 第四伸缩缸 ； 35 第五伸缩缸 ； 36 第二支撑座 ； 37 第六伸缩缸。 具体实施方式
本发明的核心旨为提供了一种掘进机， 该掘进机适用于开采硬度比较高的岩巷， 且具有比较高的安全性能。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案， 下面结合附图和具体实 施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图 1 至图 3， 图 1 为本发明所提供的一种掘进机的具体实施方式的结构示意 图； 图 2 为图 1 所示的掘进机的辅助钻孔装置的结构示意图 ； 图 3 为图 1 所示的掘进机的辅 助分裂装置的结构示意图。
本发明提供的掘进机， 包括掘进主体 1， 掘进主体 1 一般可以包括截割部、 铲板部、 第一运输机、 本体部、 行走部等， 各部分主要有以下作用 ： 当掘进机工作时， 截割部的截割头 11 在巷道端面上截割， 铲板收料， 第一运输机将碎料运出， 行走部主要用于掘进机在采煤工 作面上掘进或后退。
本发明所提供的掘进机的掘进主体 1 上还设置有辅助钻孔装置， 辅助钻孔装置包 括钻孔机 21 和连接掘进主体 1 的第一安装架， 且其钻孔机 21 的钻进方向与掘进机的掘进 方向相同， 辅助钻孔装置的安装位置可以根据掘进机的实际作业情况以及掘进主体 1 空间 布置情况， 选定合适位置。掘进机还包括驱动钻孔机 21 钻进的第一驱动装置， 驱动钻孔装 置钻进的第一驱动装置可以为液压驱动， 也可以为电力驱动。
本发明的掘进机中设置有辅助钻孔装置， 当掘进机在掘进硬岩巷道时， 在掘进主 体 1 的截割头 11 掘进前， 可以先使用辅助钻孔装置在岩层上钻若干的孔， 其中孔的大小和 数量可以通过经验或计算机仿真岩层受力方式设定。
在硬岩表面钻孔比掘进要相对容易实现， 通过钻孔的方式可以破坏岩体结构平 衡， 在孔的周围形成应力集中区域， 增大了岩石表面的正应力， 此时掘进机的截割头 11 比 较容易剥离岩层。
使用该掘进机对岩层进行掘进， 可以取消硬岩掘进前的爆破， 取消了现有技术对 硬岩掘进前的爆破， 有利于保障设备和操作人员的安全， 提高了掘进工作的安全性， 而且该 掘进机可以应用于无法实施爆破的硬岩巷道中， 具有比较广泛的应用范围。
在一种优选的实施方式中， 第一安装架可以包括与掘进主体 1 刚性连接的第一固 定座 23 和与第一固定座 23 连接的第一支撑座 26， 钻孔机 21 设于第一支撑座 26 上 ； 辅助 钻孔装置还包括用于带动钻孔机 21 在竖直面内转动的第一伸缩缸 24， 第一伸缩缸 24 两端 分别连接第一支撑座 26 和钻孔机 21 ； 第一伸缩缸 24 可以为气缸也可以为油缸。
当钻孔机 21 工作时， 钻孔机 21 可以在第一伸缩缸 24 的作用下在竖直平面内相对 转动， 以便于钻孔机 21 沿竖直方向对岩层进行打孔， 可以提高打孔作业的效率。在一种优选的实施方式中， 第一支撑座 26 与第一固定座 23 之间还设有第一纵梁 22， 第一纵梁 22 与第一支撑座 26 铰接， 辅助钻孔装置还包括用于驱动第一支撑座 26 绕其 与第一纵梁 22 的铰接位置在水平面内转动的第二伸缩缸 25， 第二伸缩缸 25 两端分别连接 所述第一支撑座和第一纵梁 22。
当钻孔机 21 工作时， 钻孔机 21 可以在第二伸缩缸 25 的作用下在水平面内相对转 动， 以便于钻孔机 21 沿水平方向对岩层进行打孔， 可以进一步提高打孔作业的效率。
上述各实施例中的第一纵梁 22 可以为沿掘进机的长度方向可伸缩式纵梁， 伸缩 方式的实现可以通过将第一纵梁 22 设计为相互嵌套的两部分， 在第三伸缩缸 27 的作用下 实现嵌套的两部分的相对伸缩 ； 通过设置可伸缩式纵梁可以适当调节钻孔机 21 的纵向位 置， 提高钻孔作业的灵活性。
上述各实施例中的第一驱动装置可以为电动机， 电动机驱动钻孔机 21， 这种方式 动力源比较独立， 不受掘进主体 1 驱动装置工况的影响， 可以根据需要随时启动电机提供 动力控制钻孔机 21 工作。
第一驱动装置也可以为液压油路， 液压油路驱动中各零部件使用寿命比较长， 并 且结构简单， 容易操作， 且液压操作运动平稳。 在一种优选的实施方式中， 掘进主体 1 上还可以设有辅助破裂装置， 辅助破裂装 置包括岩石分裂机 31 和连接掘进机主体的第二安装架， 岩石分裂机设于所述第二安装架 上； 辅助破裂装置还包括驱动所述岩石分裂机 31 动作的第二驱动装置。
辅助破裂装置与辅助钻孔装置可以分别安装于掘进主体 1 的左、 右两侧， 当掘进 机对硬度比较大的岩层掘进时， 首先可以利用辅助钻孔装置在硬岩表面开凿若干个深孔， 然后由辅助破裂装置中的岩石分裂机逐一插入已经钻好的深孔中进行岩石分裂工作， 将硬 岩分裂成若干端面， 最后掘进主体 1 的截割部对硬岩进行开掘工作。
掘进机上设置辅助破裂装置对硬岩表面进行进一步的破裂， 进一步破坏硬岩的组 织结构， 降低掘进开采的难度。
在一种更优的实施方式中， 第二安装架可以包括与掘进主体 1 刚性连接的第二固 定座 33 以及连接第二固定座 33 的第二支撑座 36， 岩石分裂机设于第二支撑座 36 上 ； 辅助 破裂装置还可以包括用于带动岩石分裂机 31 在竖直面内转动的第四伸缩缸 34， 第四伸缩 缸 34 两端分别连接第二支撑座 36 和岩石分裂机 31。
岩石分裂机 31 可以在第四伸缩缸 34 的作用下在竖直平面内相对转动， 可以调节 岩石分裂机在竖直平面内的位置， 便于其对竖直方向岩层进行破裂， 可以提高岩石分裂机 31 的作业效率。
在一种优选实施方式中， 第二支撑座 36 与第二固定座 33 之间还可以设有第二纵 梁 32， 第二纵梁 32 与第二支撑座 36 铰接， 辅助破裂装置还可以包括用于驱动第二支撑座绕 其与第二纵梁 32 的铰接位置在水平面内转动的第五伸缩缸 35， 第五伸缩缸 35 两端分别连 接第二支撑座 36 和第二纵梁 32。
岩石分裂机 31 可以在第五伸缩缸 35 的作用下在水平面内相对转动， 可以调节岩 石分裂机 31 在水平面内的位置， 便于其对水平方向岩层的破裂， 可以进一步提高岩石分裂 机 31 的作业效率。
上述各实施例中第二纵梁 32 为沿掘进机的长度方向可伸缩式纵梁， 伸缩方式的
实现可以通过将第二纵梁设计为相互嵌套的两部分， 在第六伸缩缸 37 的作用下实现嵌套 的两部分的相对伸缩 ； 可伸缩式纵梁进一步增加了岩石分裂机 31 纵向位置的可调节性， 方 便对岩层的破裂作业。
上述各实施例中第二驱动装置可以采用动力源为独立设置的电动机， 也可以为液 压油路， 各零部件在使用过程中可以得到润滑， 使用寿命比较长。
上述各实施例中所使用的各伸缩缸可以为伸缩油缸， 伸缩油缸的驱动力可以来自 掘进机主体的驱动装置， 不必额外设置单独的驱动装置， 节省空间 ； 各伸缩缸也可以为伸缩 气缸， 伸缩气缸的工作环境比较干净、 整洁。
需要说明的是， 本文中所使用的左、 右等方位词只是为了表述方案的简洁， 便于本 领域内技术人员理解， 因此不能限制本文的保护范围。
以上对本发明所提供的一种掘进机进行了详细介绍。 本文中应用了具体个例对本 发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及 其核心思想。 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提 下， 还可以对本发明进行若干改进和修饰， 这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护 范围内。