全液压智能竖井伞钻.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921624648.0 (22)申请日 2019.09.27 (73)专利权人 中煤矿山建设集团有限责任公司 地址 230022 安徽省合肥市蜀山区政务区 习友路898号 专利权人 中国矿业大学 （北京） 常州威通矿山装备有限公司 中煤第三建设 （集团） 有限责任公 司 (72)发明人 徐辉东杨仁树周树清常龙 庞广峰刘宁刘林林李金斗 张伟国杨文会程同磊 (74)专利代理机构 合肥兴东知识产权代理有限 公司 34148 代理人 胡东升 (51)Int.Cl. E21B 15/。

2、00(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种全液压智能竖井伞钻 (57)摘要 本实用新型公开了一种全液压智能竖井伞 钻， 包括可伸缩式支撑柱以及设于支撑柱外部的 套筒， 所述套筒由回转油缸驱动能绕支撑柱轴线 转动， 套筒圆周方向上呈环形阵列分布有主臂， 各主臂与套筒铰接， 主臂的另一端铰接滑架； 还 设有俯仰油缸和翻转油缸等； 可通过控制阀控制 支撑油缸的升降和伸缩， 待设备调整到合适位置 时， 将三个侧支撑全部打开， 支撑在井筒的侧壁， 用来固定伞钻， 确保三个钻臂向下打孔时， 设备 稳定性满足工作要求。 三个钻臂采用液控平动方 案。 通过遥。

3、控器控制钻臂的升降、 俯仰、 左右摆 动， 凿岩机的推进， 旋转和冲击。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 210948511 U 2020.07.07 CN 210948511 U 1.一种全液压智能竖井伞钻， 其特征在于包括： 可伸缩式支撑柱(9)， 在所述支撑柱(9)的顶部设有工作平台， 在所述工作平台的两侧 分别铰接有侧支撑(6)； 设置两翻转油缸(4)， 翻转油缸(4)的一端与所述侧支撑(6)铰接， 另 一端铰接在所述支撑柱(9)上； 各所述侧支撑(6)内同轴设有伸缩油缸(5)， 在所述伸缩油缸 (5)的活塞杆端部连接有定位器(7)且所述定位器(7)能伸出所述侧支撑(6)；。

4、 在所述支撑柱(9)外部套接有套筒(21)， 所述套筒(21)由回转油缸(10)驱动能绕支撑 柱(9)轴线转动； 所述伞钻还具有平动系统， 所述平动系统包括： 滑架(8)、 主臂(11)、 升降油缸(12)以及 俯仰油缸(13)； 所述主臂(11)的前端铰接在套筒(21)上， 所述升降油缸(12)的一端同样铰接在套筒 (21)上； 所述主臂(11)的后端与所述滑架(8)铰接， 所述升降油缸(12)的另一端与所述主臂 (11)中部铰接； 所述平动系统还包括与主臂一体的主臂联动件(17)， 所述俯仰油缸(13)的下端与所述 主臂联动件(17)铰接， 俯仰油缸(13)的上端与所述滑架(8)铰接； 所。

5、述平动系统至少为三组呈环形阵列分布于支撑柱(9)的外周。 2.根据权利要求1所述的一种全液压智能竖井伞钻， 其特征在于， 所述套筒(21)与主臂(11)的铰接点为A点， 套筒(21)与升降油缸(12)的铰接点为B点， 升降油缸(12)与主臂(11)的铰接点为C点； 所述俯仰油缸(13)的上端与滑架(8)的铰接点为D点， 俯仰油缸(13)的下端与主臂联动 件(17)的铰接点为F点， 所述主臂(11)的后端与滑架(8)的铰接点为E点； 其中， 所述升降油缸(12)与所述俯仰油缸(13)采用串联的方式； 且， A、 B、 C三点连线构 成的ABC与D、 E、 F三点连线构成的DEF为相似三角形。 3。

6、.根据权利要求2所述的一种全液压智能竖井伞钻， 其特征在于， 所述ABC与DEF的相似比等同于升降油缸(12)的无杆腔面积与俯仰油缸(13)的有 杆腔面积的比值。 4.根据权利要求1所述的一种全液压智能竖井伞钻， 其特征在于， 所述平台上还设有智能泵站(2)、 电气系统(3)以及吊挂系统(1)， 所述吊挂系统(1)与 立井的绞车相连用于实现伞钻的调运工作； 所述智能泵站(2)为伞钻提供动力， 所述电气系 统(3)主要控制设备的运行。 5.根据权利要求1所述的一种全液压智能竖井伞钻， 其特征在于， 所述支撑柱(9)的底 部还设置有外筒(15)， 在所述外筒(15)内设有立柱伸缩油缸(14)， 所。

7、述立柱伸缩油缸(14) 的活塞杆前端连接有辅助定位机构(16)且所述辅助定位机构能同轴延伸出所述支撑柱(9) 的外部。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210948511 U 2 一种全液压智能竖井伞钻 技术领域： 0001 本实用新型涉及一种全液压智能竖井伞钻。 背景技术： 0002 目前煤矿立井主要采用钻爆法施工， 使用的设备主要是气动凿岩机， 用压缩空气 作为动力， 施工时将高压气体通过管道引入到立井中， 人工手持钻机进行打孔， 效率极为低 下且粉尘较大。 启动凿岩机工作时的噪音可达90分贝作用， 严重影响工人的身心健康。 随着 凿岩钻产品的不断进步。 部分施工项目已经开始采用气动伞钻。

8、作为立井开拓的设备， 气动 伞钻是将钻臂采用可折叠机械结构布置在立柱周围， 通过直线油缸或摆动刚带动钻臂实现 作用摆动。 虽然采用了机械装备， 但动力仍然为压缩气体， 粉尘和噪音大的缺陷仍然没有改 进， 工作面布满了灰尘， 钻孔效率较低。 实用新型内容： 0003 为克服现有技术的缺陷， 本实用新型的目的在于提供一种全液压智能竖井伞钻， 可实现一次定位， 多次钻孔的功能， 钻孔效率高。 0004 本实用新型解决技术问题采用如下技术方案： 0005 一种全液压智能竖井伞钻， 其包括： 0006 可伸缩式支撑柱， 在所述支撑柱的顶部设有工作平台， 在所述工作平台的两侧分 别铰接有侧支撑； 设置两翻。

9、转油缸， 翻转油缸的一端与所述侧支撑铰接， 另一端铰接在所述 支撑柱上； 各所述侧支撑内同轴设有伸缩油缸， 在所述伸缩油缸的活塞杆端部连接有定位 器且所述定位器能伸出所述侧支撑； 0007 在所述支撑柱外部套接有套筒， 所述套筒由回转油缸驱动能绕支撑柱轴线转动； 0008 所述伞钻还具有平动系统， 所述平动系统包括： 滑架、 主臂、 升降油缸以及俯仰油 缸； 0009 所述主臂的前端铰接在套筒上， 所述升降油缸的一端同样铰接在套筒上； 0010 所述主臂的后端与所述滑架铰接， 所述升降油缸的另一端与所述主臂中部铰接； 0011 所述平动系统还包括与主臂一体的主臂联动件， 所述俯仰油缸的下端与所。

10、述主臂 联动件铰接， 俯仰油缸的上端与所述滑架铰接； 0012 所述平动系统至少为三组呈环形阵列分布于支撑柱的外周。 0013 作为优选： 所述套筒与主臂的铰接点为A点， 套筒与升降油缸的铰接点为B点， 升降 油缸与主臂的铰接点为C点； 0014 所述俯仰油缸的上端与滑架的铰接点为D点， 俯仰油缸的下端与主臂联动件的铰 接点为F点， 所述主臂的后端与滑架的铰接点为E点； 0015 其中， 所述升降油缸与所述俯仰油缸采用串联的方式； 且， A、 B、 C三点连线构成的 ABC与D、 E、 F三点连线构成的DEF为相似三角形。 0016 所述ABC与DEF的相似比等同于升降油缸的无杆腔面积与俯仰油。

11、缸的有杆腔 说明书 1/4 页 3 CN 210948511 U 3 面积的比值。 0017 所述平台上还设有智能泵站、 电气系统以及吊挂系统， 所述吊挂系统与立井的绞 车相连用于实现伞钻的调运工作； 所述智能泵站为伞钻提供动力， 所述电气系统主要控制 设备的运行。 0018 所述支撑柱的底部还设置有外筒， 在所述外筒内设有立柱伸缩油缸， 所述立柱伸 缩油缸的活塞杆前端连接有辅助定位机构且所述辅助定位机构能同轴延伸出所述支撑柱 的外部。 0019 与已有技术相比， 本实用新型的有益效果体现在： 0020 本实用新型整机结构简单， 通过控制升降油缸无杆腔平衡阀锁定， 开启俯仰油缸 有杆腔平衡阀，。

12、 就可以实现钻臂的非平动工作。 仅有两个油缸和平衡阀就可以完成钻臂的 平动工作和反平动切换； 钻臂平动与反平动切换快， 系统无延迟。 0021 工作平台上的智能泵站， 可以分体式也可以整体式， 可根据现场实际使用情况进 行分体布局或合体装配， 实用性较高； 0022 液控平动钻臂， 可实现一次定位， 多次钻孔的功能， 钻孔效率高； 0023 整机遥控操作， 智能化程度高， 操作灵活； 0024 智能泵站系统设置水、 气联动保护措施， 可有效保护凿岩机和钎俱； 0025 对于串泵避免油泵悬臂长， 及加载后振动增加泵壳体的受力。 附图说明： 0026 图1为本实用新型的结构示意图。 0027 图中。

13、标号： 1吊挂系统， 2智能泵站， 3电气系统， 4翻转油缸， 5伸缩油缸， 6侧支撑， 7 定位器， 8滑架， 9支撑柱， 10回转油缸， 11主臂， 12升降油缸， 13俯仰油缸， 14立柱伸缩油缸， 15外筒， 16辅助定位机构， 17主臂联动件， 21套筒。 0028 以下通过具体实施方式， 并结合附图对本实用新型作进一步说明。 具体实施方式： 0029 实施例： 参见附图， 本实施例的全液压智能竖井伞钻， 其包括： 0030 可伸缩式支撑柱9， 在支撑柱9的顶部设有工作平台， 在工作平台的两侧分别铰接 有侧支撑6； 设置两翻转油缸4， 翻转油缸4的一端与侧支撑6铰接， 另一端铰接在支。

14、撑柱9上； 各侧支撑6内同轴设有伸缩油缸5， 在伸缩油缸5的活塞杆端部连接有定位器7且所述定位器 7能伸出侧支撑6； 0031 在支撑柱9外部套接有套筒21， 该套筒21由回转油缸10驱动能绕支撑柱9轴线转 动； 0032 该伞钻还具有平动系统， 其包括： 滑架8、 主臂11、 升降油缸12以及俯仰油缸13； 0033 主臂11的前端铰接在套筒21上， 升降油缸12的一端同样铰接在套筒21上； 0034 主臂11的后端与滑架8铰接， 升降油缸12的另一端与主臂11中部铰接； 0035 该平动系统还包括与主臂一体的主臂联动件17， 俯仰油缸13的下端与主臂联动件 17铰接， 俯仰油缸13的上端与。

15、滑架8铰接； 0036 平动系统至少为三组呈环形阵列分布于支撑柱9的外周。 说明书 2/4 页 4 CN 210948511 U 4 0037 参见附图， 设套筒21与主臂11的铰接点为A点， 套筒21与升降油缸12的铰接点为B 点， 升降油缸12与主臂11的铰接点为C点； 0038 设俯仰油缸13的上端与滑架8的铰接点为D点， 俯仰油缸13的下端与主臂联动件17 的铰接点为F点， 主臂11的后端与滑架8的铰接点为E点； 0039 其中， 升降油缸12与俯仰油缸13采用串联的方式； 且， A、 B、 C三点连线构成的ABC 与D、 E、 F三点连线构成的DEF为相似三角形。 0040 ABC与。

16、DEF的相似比等同于升降油缸12的无杆腔面积与俯仰油缸13的有杆腔 面积的比值。 0041 平台上还设有智能泵站2、 电气系统3以及吊挂系统1， 所述吊挂系统1与立井的绞 车相连用于实现伞钻的调运工作； 所述智能泵站2为伞钻提供动力， 所述电气系统3 主要控 制设备的运行。 在支撑柱9的底部还设置有外筒15， 在外筒15内设有立柱伸缩油缸14， 立柱 伸缩油缸14的活塞杆前端连接有辅助定位机构16且辅助定位机构能同轴延伸出支撑柱9的 外部。 0042 本实用新型采用液压系统作为动力， 使用液压凿岩机进行钻孔， 通过控制阀控制 立柱伸缩油缸14的升降和伸缩， 待设备调整到合适位置时， 将三个侧支。

17、撑6全部打开， 支撑 在井筒的侧壁， 用来固定伞钻， 确保三个钻臂向下打孔时， 设备稳定性满足工作要求。 三个 钻臂采用液控平动方案。 通过遥控器控制钻臂的升降、 俯仰、 左右摆动， 凿岩机的推进， 旋转 和冲击。 在液压系统里， 设置专用的防卡系统。 用来保护凿岩机和钎俱， 智能泵站系统具有 分体工作， 根据现场的需要， 可以采用分体式布局或整体式安装， 智能泵站系统里面设置有 油温、 油位等传感器， 对设备及系统实时监控和保护。 0043 整机采用装配式结构， 吊挂系统1主要与立井的绞车相连， 通过绞车实现伞钻的调 运工作， 智能泵站系统主要为伞钻提供动力， 智能泵站系统支持分体安装和整体。

18、安装两种 结构， 主要为了适应立井深度过大， 绞车不满足起吊要求时， 可以采用分体式安装， 将油泵、 油箱等组件安装在工作平台上， 既可以降低整机高度， 也减少了整机重量。 电气系统主要控 制设备的正常运行。 电控系统中的传感器， 可以实现信息采集。 翻转油缸 4可以实现侧支撑 6的收缩和支撑， 侧支撑里面安装有伸缩油缸5， 当侧支撑6处于水平状态时， 里面的伸缩油 缸5带动定位器7实现伸缩。 最终与立井的侧壁相接触， 实现伞钻在立井中的固定。 滑架8主 要实现钻孔功能， 滑架上安装有液压凿岩机和推进、 补偿油缸。 支撑柱9的主要功能是连接 伞钻钻臂和上端的智能泵站系统。 回转油缸10带动主臂。

19、11实现周向转动， 最终打孔范围覆 盖整改立井工作面。 主臂11主要用来连接滑架8和支撑柱9。 在升降油缸12带动下， 实现主臂 11的上下摆动。 俯仰油缸13主要用来调节滑架8的钻孔角度， 由于本实用新型的智能液压伞 钻采用了钻臂平动结构。 俯仰油缸13和升降油缸12将会联动控制， 实现钻臂的平动操作(升 降油缸12与俯仰油缸13采用串联的方式， 且升降油缸12的无杆腔面积与俯仰油缸13的有杆 腔面积的比值也满足K值， 这种条件下， 钻臂可实现平动， 通过控制升降油缸12的无杆腔平 衡阀锁定， 开启俯仰油缸13的有杆腔平衡阀， 就可以实现钻臂的非平动工作)。 遥控器的反 平动按钮就是钻臂平动。

20、与非平动的功能切换的按钮。 外筒15里面安装有立柱伸缩油缸 14， 在立柱伸缩油缸14的带动下， 实现辅助定位机构16与立井井底工作面相接触， 启动稳定设 备， 电气系统中的遥控器， 在启动后， 与标有数字的钻臂建立通信联系， 通过操作遥控器上 面的按钮， 将钻臂滑架8提起， 在未启动反平动按钮的情况下， 钻臂处于平动工作状态。 主要 说明书 3/4 页 5 CN 210948511 U 5 用于钻迎头的直孔。 在搬动反平动按钮的状态下， 此时钻臂处于反平动工作状态。 用来钻迎 头周边孔。 钻臂设置了自动退钎功能。 满足钻孔深度时， 凿岩机将实现自动退钎。 0044 智能液压泵站系统， 具备油温、 油位监测功能， 此为电控的常规技术， 在此不再赘 述。 说明书 4/4 页 6 CN 210948511 U 6 图1 说明书附图 1/1 页 7 CN 210948511 U 7 。