一种基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车及其锚护方法与流程

本发明涉及井下锚杆支护设备的，具体地，涉及一种基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车及其锚护方法。

背景技术：

1、现阶段井下煤矿巷道的支护自动化作业水平仍然较低，多采用机载锚杆钻架或单体钻机进行巷道支护，存在着支护时间长、作业人员数量多、劳动强度大、支护效率低、职业病危害严重和操作人员工作时间内需处于空顶区等多方面隐患与危险，从而导致采掘失衡严重，支护时间占用时间长，严重影响掘进工程进度和采煤效率。

技术实现思路

1、为解决目前井下锚杆支护使用的机载锚杆钻架或单体钻机，其为人工手动操作，锚护速度较慢、用人多、安全性差、效率低，导致采掘失衡严重，支护时间占用时间长，严重影响掘进工程进度和采煤效率的技术问题，本发明提供一种基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车及其锚护方法，锚杆钻车可对巷道进行锚杆全自动支护，提升巷道的支护效率，降低工人劳动强度。

2、本发明采用的技术方案是，一种基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车，包括单钻箱全自动锚杆钻机、车体和铺网装置，单钻箱全自动锚杆钻机包括送药机构、二级进给机构、转盘式锚杆仓、钻杆机械手组件和钻箱组件，钻杆机械手组件可进行钻杆的拆装，包括上机械手与下机械手，送药机构包括喷药钢管，喷药钢管活动连接在上机械手上，可随上机械手摆动对准二级进给机构顶部的夹钎机构的中心，并可提升插入已钻好孔内，转盘式锚杆仓内存储若干锚杆，包括分度转盘和锚杆机械手，分度转盘旋转将连续供给的锚杆转入锚杆机械手的抓取位，锚杆机械手可抓取锚杆并转入钻箱组件位置，二级进给机构连接钻箱组件，钻箱组件包括可连接钻杆与锚杆的钻箱本体，通过二级进给机构推进使钻箱本体推进钻杆或锚杆进给。

3、送药机构包括进气油缸、出气油缸、切换油缸、切换板、药卷仓、喷药软管以及喷药钢管提升油缸，进气油缸与出气油缸位于药卷仓的两端，可以将药卷仓中的某一根药卷存储管夹紧，喷药钢管通过喷药钢管提升油缸提升，进气油缸、药卷存储管、出气油缸、喷药软管、喷药钢管相连成封闭的通道，可将药卷存储管内的药卷通过封闭的通道送入钻好的孔内，进气油缸与出气油缸松开之后，通过切换油缸的伸缩带动切换板切换药卷存储管。

4、进气油缸的一端设有倒锥型的第一开口，可与药卷存储管一端的第一喇叭口对接，出气油缸的一端设有第二喇叭口，可与药卷存储管另一端的倒锥型的第二开口对接。

5、二级进给机构包括接顶装置、滑架、一级进给油缸、二级进给油缸和导向连接板，滑架中包括四根导向柱，两根导向柱滑动连接在接顶装置的滑槽中，两根导向柱滑动连接在导向连接板的滑槽中，一级进给油缸驱动滑架相对于接顶装置相对滑动，二级进给油缸驱动导向连接板相对于滑架滑动，钻箱组件安装在导向连接板上。

6、二级进给机构包括磁致伸缩位移传感器，磁致伸缩位移传感器的磁环套设在导向连接板上，测杆安装在导向连接板预设的孔内，可测取导向连接板的进给深度。

7、转盘式锚杆仓包括橡胶弹簧、旋转柱、旋转油缸以及马达，锚杆通过橡胶弹簧卡在分度转盘上，马达驱动分度转盘旋转实现锚杆的连续供给，锚杆机械手固定在第一旋转柱上，通过第一旋转油缸推动第一旋转柱的旋转，将锚杆抓出后摆动至钻箱本体的正上方。

8、钻杆机械手组件包括上机械手、下机械手、第二旋转柱、第二旋转油缸、喷药钢管导管和旋转柱固定板，上机械手和下机械手套设固定在第二旋转柱上，第二旋转柱通过旋转柱固定板固定在接顶装置上，第二旋转油缸的伸缩推动第二旋转柱转动一定的角度从而带动上机械手与下机械手转动，通过上机械手与下机械手上的机械手爪闭合实现钻杆的拆接。

9、钻箱组件包括钻套、锚套以及中转套，钻箱本体的输出轴连接钻套，钻套设置螺纹与钻杆螺纹连接传递扭矩到钻杆，中转套设置螺纹与钻套螺纹连接，锚套通过螺纹与中转套的另一端连接，锚套可与锚杆连接。

10、中转套上设有连通内部轴孔的自清洁杂物脱出孔。

11、本发明的一种基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车，具有以下有益效果：

12、1、锚杆机械手组件集送药和钻杆拆装于一体，将送药装置集成在钻杆机械手组件上，通过一根油缸实现钻杆避让位、钻杆对中位以及喷药位三个位置的识别，其结构紧凑且能够实现单钻箱全自动锚杆钻机的钻杆拆装以及送药自动化。

13、2、采用钻杆机械手组件与锚杆机械手交替作业实现钻杆与锚杆的切换，可实现锚护工序的自动化。

14、3、送药机构与转盘式锚杆仓能够实现药卷、锚杆的连续供给，从而实现锚杆支护流程的自动化。

15、4、将钻箱与锚箱集成一体，通过钻套螺纹可以与钻杆连接，锚套可与锚杆尾部连接，中转套连接钻套与锚套，从而实现了单个钻箱钻孔、锚固双重功能，避免了钻箱、锚箱分体式切换过程中出现卡顿而影响钻车自动化锚钻流程的成功率。

16、5、中转套上设有自清洁杂物脱出孔能够防止锚套内杂质堆积。

17、本发明提供的一种基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚护钻车的锚护方法，包括以下步骤：

18、s1、锚杆钻车停在巷道中轴线附近，前稳定油缸伸出稳定锚杆钻车，将网片放置在铺网装置的支撑架上，同时支撑架上的电磁铁通电将网片吸附在铺网装置上；

19、s2、控制铺网装置将网片按规定轨迹送至并扣合在巷道顶板上；

20、s3、单钻箱全自动锚杆钻机在车体上大臂的作用下将全自动锚杆钻机移动至需要打设锚杆位置，钻机整体向上移动直至与巷道顶板接触并产生一定的预紧力；

21、s4、单钻箱全自动锚杆钻机一级进给油缸伸出，钻箱本体下降，钻杆机械手组件内摆至钻箱本体的正上方，钻箱本体接杆后进行钻孔，先一级进给油缸进给完成后，钻杆机械手组件外摆至避让位后二级进给油缸继续进给；

22、s5、钻孔完成后，钻箱本体下降至最低，钻杆机械手组件内摆至钻箱本体的正上方，上机械手与下机械手抓紧钻杆，钻箱本体边旋转边下降将钻杆拆下，钻杆机械手组件继续内摆至喷药位，喷药钢管提升，进行送药后回落；

23、s6、钻杆机械手组件外摆至避让位，锚杆机械手在转盘式锚杆仓中抓取一根锚杆并在第一旋转油缸的作用下将锚杆摆动至钻箱本体正上方，钻箱本体上升与锚杆连接，并继续上升直至锚杆送至预定位置并搅拌药卷，等待锚杆锚固并紧固锚杆；

24、s7、将单钻箱全自动锚杆钻机收回，并继续移动至需要打设锚杆位置处，然后重复步骤s4至步骤s6，直至完成当排锚杆的锚护作业，将钢带和网片固定在巷道的顶板上；

25、s8、将锚杆钻车移动至下一锚护位置，然后重复步骤s1至步骤s7，完成巷道的支护。

26、本发明的一种基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车的锚护方法，具有以下有益效果：

27、实现了网片的自动铺设、锚杆的自动支护，降低了工人的劳动强度，进一步提升了自动锚固效率。

技术特征：

1.一种基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车，其特征在于，包括单钻箱全自动锚杆钻机、车体和铺网装置，单钻箱全自动锚杆钻机包括送药机构、二级进给机构、转盘式锚杆仓、钻杆机械手组件和钻箱组件，钻杆机械手组件可进行钻杆的拆装，包括上机械手与下机械手，送药机构包括喷药钢管，喷药钢管活动连接在上机械手上，可随上机械手摆动对准二级进给机构顶部的夹钎机构的中心，并可提升插入已钻好孔内，转盘式锚杆仓内存储若干锚杆，包括分度转盘和锚杆机械手，分度转盘旋转将连续供给的锚杆转入锚杆机械手的抓取位，锚杆机械手可抓取锚杆并转入钻箱组件位置，二级进给机构连接钻箱组件，钻箱组件包括可连接钻杆与锚杆的钻箱本体，通过二级进给机构推进使钻箱本体推进钻杆或锚杆进给。

2.根据权利要求1所述的基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车，其特征在于，送药机构包括进气油缸、出气油缸、切换油缸、切换板、药卷仓、喷药软管以及喷药钢管提升油缸，进气油缸与出气油缸位于药卷仓的两端，可以将药卷仓中的某一根药卷存储管夹紧，喷药钢管通过喷药钢管提升油缸提升，进气油缸、药卷存储管、出气油缸、喷药软管、喷药钢管相连成封闭的通道，可将药卷存储管内的药卷通过封闭的通道送入钻好的孔内，进气油缸与出气油缸松开之后，通过切换油缸的伸缩带动切换板切换药卷存储管。

3.根据权利要求2所述的基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车，其特征在于，进气油缸的一端设有倒锥型的第一开口，可与药卷存储管一端的第一喇叭口对接，出气油缸的一端设有第二喇叭口，可与药卷存储管另一端的倒锥型的第二开口对接。

4.根据权利要求1所述的基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车，其特征在于，二级进给机构包括接顶装置、滑架、一级进给油缸、二级进给油缸和导向连接板，滑架中包括四根导向柱，两根导向柱滑动连接在接顶装置的滑槽中，两根导向柱滑动连接在导向连接板的滑槽中，一级进给油缸驱动滑架相对于接顶装置相对滑动，二级进给油缸驱动导向连接板相对于滑架滑动，钻箱组件安装在导向连接板上。

5.根据权利要求4所述的基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车，其特征在于，二级进给机构包括磁致伸缩位移传感器，磁致伸缩位移传感器的磁环套设在导向连接板上，测杆安装在导向连接板预设的孔内，可测取导向连接板的进给深度。

6.根据权利要求1所述的基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车，其特征在于，转盘式锚杆仓包括橡胶弹簧、旋转柱、旋转油缸以及马达，锚杆通过橡胶弹簧卡在分度转盘上，马达驱动分度转盘旋转实现锚杆的连续供给，锚杆机械手固定在第一旋转柱上，通过第一旋转油缸推动第一旋转柱的旋转，将锚杆抓出后摆动至钻箱本体的正上方。

7.根据权利要求1所述的基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车，其特征在于，钻杆机械手组件包括上机械手、下机械手、第二旋转柱、第二旋转油缸、喷药钢管导管和旋转柱固定板，上机械手和下机械手套设固定在第二旋转柱上，第二旋转柱通过旋转柱固定板固定在接顶装置上，第二旋转油缸的伸缩推动第二旋转柱转动一定的角度从而带动上机械手与下机械手转动，通过上机械手与下机械手上的机械手爪闭合实现钻杆的拆接。

8.根据权利要求1所述的基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车，其特征在于，钻箱组件包括钻套、锚套以及中转套，钻箱本体的输出轴连接钻套，钻套设置螺纹与钻杆螺纹连接传递扭矩到钻杆，中转套设置螺纹与钻套螺纹连接，锚套通过螺纹与中转套的另一端连接，锚套可与锚杆连接。

9.根据权利要求8所述的基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车，其特征在于，中转套上设有连通内部轴孔的自清洁杂物脱出孔。

10.一种基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚护钻车的锚护方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种基于单钻箱全自动锚杆钻机的锚杆钻车及其锚护方法，包括单钻箱全自动锚杆钻机、车体和铺网装置，单钻箱全自动锚杆钻机包括钻杆机械手组件，可进行钻杆的拆装，送药机构包括喷药钢管，喷药钢管活动连接在上机械手上，可随上机械手摆动对准二级进给机构顶部的夹钎机构的中心，并可提升插入已钻好孔内，转盘式锚杆仓内存储若干锚杆，包括分度转盘和锚杆机械手，分度转盘旋转将连续供给的锚杆转入锚杆机械手的抓取位，锚杆机械手可抓取锚杆并转入钻箱组件位置，二级进给机构连接钻箱组件，钻箱组件包括可连接钻杆与锚杆的钻箱本体，通过二级进给机构推进使钻箱本体推进钻杆或锚杆进给。实现了锚杆的自动支护提升了自动锚固效率。技术研发人员：闫金宝,张云波,米豪鼎,兰辉敏,周旭,孟震宇,安四元,吕继双,张东宝,朱振天,张福祥,年魁,米雄伟受保护的技术使用者：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9