一种具有安全支撑装置的钻机车.pdf

本发明公开了一种具有安全支撑装置的钻机车，所述钻机车用在反井钻机中，包括安全支撑装置，所述安全支撑装置包括钻架和液压支腿，所述液压支腿包括多个上液压支腿和多个下液压支腿，所述多个上液压支腿用于支撑巷道顶板并垂直设置在钻架上方，所述多个上液压支腿处于同一水平高度；所述多个下液压支腿用于支撑钻架，并以垂直于地面或与地面成一定角度的方式设置在钻架下方。本发明采用液压支腿解决了现有的上、下支撑调整困难，容易发生松动引起钻杆偏移等的问题，节省了大量人力物力，极大提高了工作效率，下液压支腿两种设置方式，即垂直方式和倾斜方式，使得在钻杆发生偏移时能够灵活调节，施工时钻架更加稳定且操作方便快捷。

1.  一种具有安全支撑装置的钻机车，所述钻机车用在反井钻机中，其特征在于，包括安全支撑装置，所述安全支撑装置包括钻架(9)和液压支腿，所述液压支腿包括多个用于支撑巷道顶板的上液压支腿(6)和多个用于支撑钻架(9)的下液压支腿(10)，
所述多个上液压支腿(6)垂直设置在钻架(9)上方，所述多个上液压支腿(6)处于同一水平高度；
所述多个下液压支腿(10)以垂直于地面的方式设置在钻架(9)下方，或以与地面成一定角度的倾斜方式设置在钻架(9)下方。

2.  根据权利要求1所述的具有安全支撑装置的钻机车，其特征在于，所述钻架(9)采用两个槽型架作立柱，上下用盖板通过高强螺栓相连，所述钻架(9)两侧设置有导向轨(8)。

3.  根据权利要求2所述的具有安全支撑装置的钻机车，其特征在于，所述多个下液压支腿(10)以与地面成45-60°的倾斜方式设置在钻架(9)下方。

4.  根据权利要求3所述的具有安全支撑装置的钻机车，其特征在于，所述钻机车(1)包括两个以倾斜方式设置的下液压支腿(10)，其中一个下液压支腿(10)设置在钻架(9)的一个立柱上，另一个下液压支腿(10)设置在钻架(9)的另一个立柱上，两个下液压支腿(10)以钻架(9)的中心轴为轴线对称设置。

5.  根据权利要求2或3所述的具有安全支撑装置的钻机车，其特征在于，所述钻机车(1)包括两组以倾斜方式设置的下液压支腿(10)，其中一组下液压支腿(10)设置在钻架(9)的一个立柱上，另一组下液压支腿(10)设置在钻架(9)的另一个立柱上，两组下液压支腿(10)以钻架(9) 的中心轴为轴线对称设置。

6.  根据权利要求5所述的具有安全支撑装置的钻机车，其特征在于，每组下液压支腿(10)包括两个下液压支腿(10)。

7.  根据权利要求4或6所述的具有安全支撑装置的钻机车，其特征在于，所述钻机车(1)还包括动力水龙头(7)，所述动力水龙头(7)包括液压马达、齿轮箱和轨衬，所述动力水龙头(7)能够在导向轨(8)内滑动。

8.  根据权利要求7所述的具有安全支撑装置的钻机车，其特征在于，所述钻机车(1)还包括主液压油缸(5)，所述主液压油缸(5)采用双作用主液压油缸(5)，工作时所述主液压油缸(5)的缸筒运动而活塞杆不动。

9.  根据权利要求8所述的具有安全支撑装置的钻机车，其特征在于，所述钻机车(1)还包括位移检测部件、处理部件和报警器，所述处理部件分别与位移检测部件和报警器相连，
所述位移检测部件用于检测钻头位置偏移量；
所述处理部件用于将钻头位置偏移量与预设值进行比较并将比较结果传输给报警器；
所述报警器用于当钻头偏移量超过预设值时进行报警。

10.  根据权利要求8或9所述的具有安全支撑装置的钻机车，其特征在于，所述液压支腿上设置有用于感测支腿压力的压敏传感器，所述液压支腿通过压敏传感器感测到的压力调整各支腿的支承压力。

一种具有安全支撑装置的钻机车
技术领域
本发明涉及反井钻机技术领域，尤其涉及一种具有安全支撑装置的钻机车。
背景技术
在软岩矿井施工中，采用传统人工开挖小导井法进行竖井和斜井施工，具有地下水排放困难、出渣难度大、通风条件差、上下立体交叉作业施工安全难以保证等缺点，使得竖井和斜井施工难度加大，尤其是高差或长度大于100m的竖井及斜井施工更是困难重重。采用反井钻机施工导井是一种安全、高效、经济、工期短、资源配置少的施工工艺。
反井钻机主要是由钻机车、泵车和操作车组成，另外还有钻具及辅助工具。1)钻机车是钻机的主机，钻架与钻机平车通过销轴铰接在一起，钻机竖立时，主液压缸反向推进，便将钻架竖立起来，用下支撑调平钻架并锁紧，再将上支撑顶牢，拆下起架拉杆，安装好转盘吊、机械手、前后拉杆，便可进行钻进。2)泵车由油箱、主液压泵、付液压泵、驱动电机、冷却器、吸回油过滤器、平车等组成，油泵系统将电能转换为液压能，不断地提供给操存台及各执行机构，完成钻进工作。3)操作车由操作台、座椅和平车组成，操作台为一框架结构，里面安装了多种控制阀、压力表，除转盘吊在钻机车上操作外，其它所有机构的动作均在此操作台上控制。4)钻具包括导孔钻头、扩孔钻头、开孔钻杆、稳定钻杆和普通钻杆等。5)辅助设备主要有：泥浆泵、潜水泵、水车等。6)其它相关设施包括：反井钻机砼基础，用来固定反井钻机并以此作为操作平台；沉渣池和泥浆循环池，用于导孔钻进排渣及循环供浆(水)；钢板水箱，主要用于主机冷却循环供水。
反井钻机钻进原理是通过钻机的电机带动液压马达，液压马达驱动水 龙头，并利用液压动力将扭矩传递给钻具系统，带动钻具旋转，导孔钻头或扩孔钻头上的滚刀在钻压的作用下，沿井底岩石工作面做纯滚动或微量滑移，同时主机油缸产生的轴向拉、压力，也通过动力头、钻杆作用在导孔钻头或扩孔钻头上，使导孔钻头的滚刀在钻压作用下滚动，产生冲击荷载，使滚刀齿对岩石产生冲击、挤压和剪切作用，破碎岩石。导孔施工时排渣：采用泥浆泵将高压洗井液注入钻杆内，再从钻头的排水孔压出，将石渣从钻杆与孔壁间的环形空间排至排渣槽。导孔贯通后再下平洞将导孔钻头卸下，并安装扩孔钻头，再右下向上扩孔，扩孔时的石渣经过冷却水的冲刷和自重坠落到下平洞。
此外，随着近水平定向钻进技术应用范围和领域的拓展，施工钻遇的地层呈现多样化，由单一的中硬及以上煤层变为不同类型煤岩层和顶底板岩层。近水平定向长钻孔在诸如松软破碎、水敏性等复杂地层中延伸时，存在孔壁稳定性差、成孔难度大，易发生卡钻等孔内事故的问题，严重影响钻孔轨迹控制和钻孔工程目的的实现。
钻机运作时，为防止其大幅的摆动，在钻杆的上端设有上支撑机构，其中部套设有导向架，其下部设有下支撑机构，而现有的支撑机构，仅仅是为了稳定钻杆的下部不发生摆动，但是钻杆下端的钻头开始钻孔时，有的钻孔内的扬尘易扬起，产生的碎石易飞溅，对周边环境造成极大的破坏；而有时下支撑机构会将钻孔堵塞，不利于钻机钻孔，另外，在回撤反井钻机施工中为了避免下支撑结构下滑，都是人工用扳手拆卸下支撑螺丝来固定下支撑，而在特殊地点经常遇到由于空间受限问题使得大扳手不能灵活卸下螺丝，浪费时间和人力物力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何克服现有的钻机运作时大幅度摆动造成的钻杆偏移、钻孔堵塞，在回撤反井钻机施工中下支撑结构容易下滑等缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有安全支撑装置的钻机车，包括安全支撑装置，所述安全支撑装置包括钻架和液压支腿，所述液 压支腿包括多个上液压支腿和多个下液压支腿，所述多个上液压支腿垂直设置在钻架上方且处于同一水平高度，用于支撑巷道顶板，所述多个下液压支腿以垂直于地面或与地面成一定角度的方式设置在钻架下方，并用于支撑钻架。
其中以垂直于地面并与地面接触的下液压支腿为垂直方式设置，以与地面成一定角度并与地面接触的下液压支腿为倾斜方式设置。
进一步地，所述钻架采用两个槽型架作立柱，上下用盖板通过高强螺栓相连，所述钻架两侧设置有导向轨。
进一步地，所述多个下液压支腿以与地面成45-60°的倾斜方式设置在钻架下方。
进一步地，所述钻机车包括两个以倾斜方式设置的下液压支腿，其中一个下液压支腿设置在钻架的一个立柱上，另一个下液压支腿设置在钻架的另一个立柱上，两个下液压支腿以钻架的中心轴为轴线对称设置。
进一步地，所述钻机车包括两组以倾斜方式设置的下液压支腿，其中一组下液压支腿设置在钻架的一个立柱上，另一组下液压支腿设置在钻架的另一个立柱上，两组下液压支腿以钻架的中心轴为轴线对称设置。
进一步地，每组下液压支腿包括两个下液压支腿。
进一步地，所述钻机车还包括能够在导向轨内滑动的动力水龙头，所述动力水龙头包括液压马达、齿轮箱和轨衬。
进一步地，所述钻机车还包括主液压油缸，所述主液压油缸采用双作用主液压油缸，工作时缸筒运动活塞杆不动。
进一步地，所述钻机车还包括用于检测钻头位置偏移量的位移检测部件、用于将钻头位置偏移量与预设值进行比较并将比较结果传输给报警器的处理部件和用于当钻头偏移量超过预设值时进行报警的报警器，所述处理部件分别与位移检测部件和报警器相连。
进一步地，所述液压支腿上设置有用于感测支腿压力的压敏传感器，所述液压支腿通过压敏传感器感测到的压力调整各支腿的支承压力。
其中，可以根据压敏传感器监测到的各支腿所承受的压力判断钻杆是否偏移，并对各支腿分布的支承压力进行调整。
本发明的具有安全支撑装置的钻机车，具有如下有益效果：
1、本发明采用液压支腿解决了现有的上、下支撑调整困难，容易发生松动引起钻杆偏移等的问题，节省了大量人力物力，极大提高了工作效率，下液压支腿两种设置方式，即垂直方式和倾斜方式，使得在钻杆发生偏移时能够灵活调节，施工时钻架更加稳定且操作方便快捷。
2、本发明的钻机车增添了位移检测部件、处理部件和报警器，增加了钻机车的智能性，且通过位移检测部件及时检测钻杆偏移量和处理部件的及时处理，报警器根据处理结果进行报警，使得防患于未然，在遭遇更大的损失之前及时检查钻杆位置并及时处理，减少施工成本、降低安全风险，同时也降低了成本。
3、本发明液压支腿上还设置有压敏传感器，可以根据压敏传感器监测到的各支腿所承受的压力判断钻杆是否偏移，从而调整各支腿的支承压力，增加钻架的稳定性，降低钻杆偏移的概率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明的反井钻机主要组成部件的结构示意图；
图2是本发明实施例一钻机车中下液压支腿垂直设置的结构示意图；
图3是本发明的钻机车的结构示意图；
图4是本发明实施例二中钻机车中下液压支腿倾斜设置的结构示意图。
图中：1-钻机车，2-操作车，3-泵车，4-钻具，5-主液压油缸5，6-上液压支腿，7-动力水龙头，8-导向轨，9-钻架，10-下液压支腿，11-钻机平车，12-转盘吊，13-机械手，14-后拉杆，15-前拉杆，16-卡盘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进 行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1所示，本发明的反井钻机包括钻机车1、泵车3、操作车2、钻具4和辅助工具。如图2和3所示，所述钻机车1是反井钻机的主机，本发明提供了一种具有安全支撑装置的钻机车，包括钻机平车11、安全支撑装置、动力水龙头7、主液压缸、位移检测部件、处理部件和报警器，所述安全支撑装置包括钻架9和液压支腿，钻架9采用两个槽型架作立柱，上下用盖板通过高强螺栓相连，钻架9两侧设置有导向轨8；
所述液压支腿包括两个上液压支腿6和两个下液压支腿10，所述两个上液压支腿6垂直设置在钻架9上方且处于同一水平高度，用于支撑巷道顶板，所述两个下液压支腿10以垂直于地面的方式设置在钻架9下方，并用于支撑钻架9，其中以垂直于地面并与地面接触的下液压支腿10为垂直方式设置；
所述液压支腿上设置有用于感测支腿压力的压敏传感器，所述液压支腿通过压敏传感器感测到的压力调整各支腿的支承压力。其中，可以根据压敏传感器监测到的各支腿所承受的压力判断钻杆是否偏移，并对各支腿分布的支承压力进行调整；
所述动力水龙头7包括液压马达、齿轮箱和轨衬，且能够在导向轨8内滑动；
所述主液压油缸5采用双作用主液压油缸5，工作时缸筒运动活塞杆不动；
所述位移检测部件用于检测钻头位置偏移量；所述处理部件用于将钻头位置偏移量与预设值进行比较，并将比较结果传输给报警器；所述报警器用于当钻头偏移量超过预设值时进行报警；其中，所述处理部件分别与位移检测部件和报警器相连。
所述钻机车1还包括转盘吊12和机械手13，所述转盘吊12由液压油 缸控制起升和下放，可在360°范围内吊运钻杆；所述机械手13将由转盘吊12运送的钻杆送至钻架9中间，其由钻杆抱卡、翻转板和液压油缸组成。
实施例二：
如图1所示，本发明的反井钻机包括钻机车1、泵车3、操作车2、钻具4和辅助工具。如图2个3所示，所述钻机车1是反井钻机的主机，本发明提供了一种具有安全支撑装置的钻机车，包括钻机平车11、安全支撑装置、动力水龙头7、主液压缸，所述安全支撑装置包括钻架9和液压支腿，钻架9采用两个槽型架作立柱，上下用盖板通过高强螺栓相连，钻架9两侧设置有导向轨8；
如图4所示，所述液压支腿包括两个上液压支腿6和四个下液压支腿10，所述两个上液压支腿6垂直设置在钻架9上方且处于同一水平高度，用于支撑巷道顶板，所述四个下液压支腿10以与地面成45°的方式设置在钻架9下方，并用于支撑钻架9，其中以与地面成45°角并与地面接触的下液压支腿10为倾斜方式设置，所述四个下液压支腿10为两组下液压支腿10，每组下液压支腿10具有两个下液压支腿10，一组下液压支腿10设置在钻架9的一个立柱上，另一组下液压支腿10设置在钻架的另一个立柱9上，两组下液压支腿10以钻架9的中心轴为轴线对称设置，即在钻架9的一个立柱上的一组下液压支腿10与地面倾斜角度为45°，在钻架9另一个立柱上的一组下液压支腿10与地面倾斜角度为135°；
所述液压支腿上设置有用于感测支腿压力的压敏传感器，所述液压支腿通过压敏传感器感测到的压力调整各支腿的支承压力。其中，可以根据压敏传感器监测到的各支腿所承受的压力判断钻杆是否偏移，并对各支腿分布的支承压力进行调整；
所述动力水龙头7包括液压马达、齿轮箱和轨衬，且能够在导向轨8内滑动；
所述主液压油缸5采用双作用主液压油缸5，工作时缸筒运动活塞杆不动；
所述位移检测部件用于检测钻头位置偏移量；所述处理部件用于将钻头位置偏移量与预设值进行比较，并将比较结果传输给报警器；所述报警 器用于当钻头偏移量超过预设值时进行报警；其中，所述处理部件分别与位移检测部件和报警器相连。
所述钻机车1还包括转盘吊12、机械手13、卡盘16、后拉杆14和前拉杆15，所述转盘吊12由液压油缸控制起升和下放，可在360°范围内吊运钻杆；所述机械手13将由转盘吊12运送的钻杆送至钻架9中间，其由钻杆抱卡、翻转板和液压油缸组成；所述卡盘16可满足拆卸钻杆的求药，其靠动力水龙头7的反扭矩，由油缸、导向滑道和棘爪组成，所述卡盘16的扭矩大于液压马达的扭矩，将钻杆抱死，使用时液压马达和卡盘16共同起作用。
在另一实施例中，所述液压支腿包括四个上液压支腿6和四个下液压支腿10，所述四个上液压支腿6垂直设置在钻架9上方且处于同一水平高度，用于支撑巷道顶板，所述四个下液压支腿10以与地面成60°的方式设置在钻架9下方，并用于支撑钻架9，其中以与地面成60°角并与地面接触的下液压支腿10为倾斜方式设置，所述四个下液压支腿10为两组下液压支腿10，每组下液压支腿10具有两个下液压支腿10，一组下液压支腿10设置在钻架9的一个立柱上，另一组下液压支腿10设置在钻架的另一个立柱9上，两组下液压支腿10以钻架9的中心轴为轴线对称设置，即在钻架9的一个立柱上的一组下液压支腿10与地面倾斜角度为60°，在钻架9另一个立柱上的一组下液压支腿10与地面倾斜角度为120°。
在另一实施例中，所述液压支腿包括四个上液压支腿6和四个下液压支腿10，所述四个上液压支腿6垂直设置在钻架9上方且处于同一水平高度，用于支撑巷道顶板，所述四个下液压支腿10以与地面成50°的方式设置在钻架9下方，并用于支撑钻架9，其中以与地面成50°角并与地面接触的下液压支腿10为倾斜方式设置，所述四个下液压支腿10为两组下液压支腿10，每组下液压支腿10具有两个下液压支腿10，一组下液压支腿10设置在钻架9的一个立柱上，另一组下液压支腿10设置在钻架的另一个立柱9上，两组下液压支腿10以钻架9的中心轴为轴线对称设置，即在钻架9的一个立柱上的一组下液压支腿10与地面倾斜角度为50°，在钻架9另一个立柱上的一组下液压支腿10与地面倾斜角度为130°。
本发明的具有安全支撑装置的钻机车，具有如下有益效果：
本发明采用液压支腿解决了现有的上、下支撑调整困难，容易发生松动引起钻杆偏移等的问题，节省了大量人力物力，极大提高了工作效率，下液压支腿两种设置方式，即垂直方式和倾斜方式，使得在钻杆发生偏移时能够灵活调节，施工时钻架更加稳定且操作方便快捷。
本发明的钻机车增添了位移检测部件、处理部件和报警器，增加了钻机车的智能性，且通过位移检测部件及时检测钻杆偏移量和处理部件的及时处理，报警器根据处理结果进行报警，使得防患于未然，在遭遇更大的损失之前及时检查钻杆位置并及时处理，减少施工成本、降低安全风险，同时也降低了成本。
本发明液压支腿上还设置有压敏传感器，可以根据压敏传感器监测到的各支腿所承受的压力判断钻杆是否偏移，从而调整各支腿的支承压力，增加钻架的稳定性，降低钻杆偏移的概率。
以上所述是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。