一种煤矿坚硬顶板分层爆破装置及其使用方法与流程

本发明涉及爆破装置，尤其涉及一种煤矿坚硬顶板分层爆破装置及其使用方法。

背景技术：

1、坚硬顶板指的是直接顶很薄或基本上没有，煤层上直接覆盖的是坚硬的砂岩、砾岩，而且厚度很大，在这类坚硬顶板下采煤后，可以形成几千平方米，甚至几万、几十万平方米的悬顶而不冒落，但是一旦垮塌，会引起强烈的暴风冲击，引起地层强烈震动，可将巷道和工作面摧毁，造成伤亡事故，目前我国这方面的处理技术有高压注水技术、煤柱支撑技术、局部填充技术、局域切割技术、深空、中深空、滞后爆破放顶技术，在这些技术中，预裂爆破技术能较快解决煤层开采后坚硬顶板悬露不垮的问题，也是目前处理坚硬顶板悬露不垮的主要技术手段，作为预裂爆破技术中的主要设备之一，钻孔设备的使用必不可少，但是现有的爆破设备在工作时，由于钻杆的长度较长，而不具备支撑功能，在钻孔过程中，钻杆两端的同轴度无法保持一致，影响钻孔精度，并且为了便于调整钻孔角度和位置，钻杆安装板端头采用悬空的设计，钻孔时抖动性较大。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种煤矿坚硬顶板分层爆破装置及其使用方法，该煤矿坚硬顶板分层爆破装置及其使用方法旨在解决现有技术下爆破时无法保证钻孔位置的精度，并且装置工作时抖动性较大的技术问题。

2、本发明的技术方案为：一种煤矿坚硬顶板分层爆破装置，包括有底架；还包括有行走机构、行走履带、升降机构、升降控制组件、升降板、安装架、转动杆、转动板、往复移动组件、导向组件、移动板、第二电机、导向环、钻杆、钻头、旋转支撑组件、第三电机和驱动装置；底架内转动连接有穿过底架向外延伸的行走机构；行走机构外侧啮合连接有行走履带；底架上端固定连接有前后对称分布的升降机构；升降机构和另一升降机构之间安装有升降控制组件；升降机构和另一升降机构上端固定连接有沿竖向移动的升降板；升降板上端固定连接有前后对称分布的安装架；安装架和另一安装架内转动连接有转动杆；转动杆外侧固定连接有转动板；转动板上端前后两侧分别固定连接有往复移动组件和导向组件；往复移动组件和导向组件上端固定连接有可移动的移动板；移动板上端固定连接有第二电机；转动板上端左侧固定连接有导向环；第二电机左端依次安装有和钻杆和钻头；钻杆插接于导向环内；升降板上端和转动板下端之间安装有旋转支撑组件；安装架后端安装有用于驱动转动杆的第三电机；底架内侧安装有用于驱动行走机构的驱动装置；往复移动组件包括左侧板和右侧板；左侧板和右侧板之间转动连接有滚珠丝杠；滚珠丝杠外侧安装有丝杠副；丝杠副与移动板固定连接。

3、作为优选，行走机构包括第一转轴、第二转轴和第三转轴；第一转轴和第三转轴外侧均安装有前后对称分布的履带轮；第二转轴外侧安装有前后对称分布的支撑轮；第一转轴、第二转轴和第三转轴外侧安装有前后对称分布的轴承；轴承上端固定连接有与底架相连的垂直连接杆，利用垂直连接杆实现与底架的连接，然后通过轴承，不影响第一转轴、第二转轴和第三转轴的转动。

4、作为优选，升降机构包括下滑槽、上滑槽、下u型架和上u型架；下滑槽内滑动连接有下滚动架；下滚动架内转动连接有下滑轮；下滚动架上端固定连接有下活动u型架，下滑轮可以降低下滚动架在下滑槽内的摩擦力，使其更好的滑动。

5、作为优选，上滑槽内滑动连接有上滚动架；上滚动架内转动连接有上滑轮；上滚动架下端固定连接有上活动u型架；上u型架和下活动u型架之间转动连接有内连接杆；下u型架和上活动u型架之间转动连接有外连接杆；内连接杆和外连接杆内插接有插销，通过上滑轮可以降低摩擦力，使上滚动架的移动更加顺畅。

6、作为优选，升降控制组件包括内横杆和外横杆；内横杆和外横杆外侧均转动连接有第一转动圆环；第一转动圆环和另一第一转动圆环之间安装有第一伸缩气缸；内横杆与内连接杆固定连接；外横杆和外连接杆固定连接，利用第一转动圆环的实用，不影响第一伸缩气缸的伸缩，不会与内横杆和外横杆形成抵触。

7、作为优选，往复移动组件还包括第一电机；第一电机输出轴外侧安装有第一主动齿轮；滚珠丝杠外侧安装有与第一主动齿轮啮合连接的第一从动齿轮；第一电机安装于右侧板内侧，利用第一从动齿轮和第一主动齿轮的啮合，将第一电机的动力传递给滚珠丝杠，驱动滚珠丝杠旋转。

8、作为优选，导向组件包括导向板；导向板和另一导向板之间固定连接有导向柱；导向柱外侧滑动连接有导向滑块；导向滑块和移动板固定连接，起到导向的作用，防止移动板倾斜。

9、作为优选，旋转支撑组件包括第一u型杆和第二u型杆；第一u型杆和第二u型杆外侧均转动连接有第二转动圆环；第二转动圆环和另一第二转动圆环之间安装有第二伸缩气缸，通过第二伸缩气缸对转动板进行旋转和支撑。

10、作为优选，驱动装置包括第二从动齿轮和第四电机；第四电机输出轴外侧安装有与第二从动齿轮啮合连接的第二主动齿轮；第二从动齿轮安装于第一转轴外侧，提供装置行走时所需的动力。

11、一种煤矿坚硬顶板分层爆破装置使用方法，其包括如上述中任一项所述的一种煤矿坚硬顶板分层爆破装置，其步骤如下：

12、步骤一：启动第四电机，通过第二从动齿轮和第二主动齿轮的啮合，将动力传递给第一转轴，驱动第一转轴在轴承内旋转，履带轮和支撑轮旋转，带动行走履带转动，实现装置的前后移动；

13、步骤二：第一伸缩气缸伸缩，带动内横杆和外横杆外侧的第一转动圆环转动，并调整内横杆和外横杆之间的直线距离，内连接杆的两端在上u型架和下活动u型架内转动，外连接杆在下u型架和上活动u型架之间转动，带动上滚动架内的上滑轮在上滑槽内滚动，同时下滚动架内的下滑轮在下滚动架内滚动，从而实现高度的调节；

14、步骤三：启动第三电机，带动安装架内的转动杆旋转，转动板同步旋转，此时，第二伸缩气缸启动，带动第一u型杆和第二u型杆外侧的第二转动圆环转动，对转动板左端进行支撑；

15、步骤四：移动至钻孔点时，第二电机启动，驱动钻杆和钻头旋转，右侧板内侧的第一电机启动，在第一主动齿轮和第一从动齿轮的作用下，驱动左侧板和右侧板之间的滚珠丝杠转动，丝杠副带动移动板向左移动，此时导向滑块在导向板和另一导向板之间的导向柱外侧滑动，钻杆在导向环内向左移动，在煤矿坚硬顶板钻孔，重复上述步骤，完成所有孔的钻孔作业；

16、步骤五：沿钻孔钻出楔形槽预裂缝把起爆药、炮土和木楔依次用木棍送入钻孔中，使木楔在钻孔中卡紧，然后封孔，连接雷管到导爆索上，封泥，最后连接爆破网络，完成分层爆破作业。

17、本发明的有益效果：

18、1、通过对钻孔电机和钻杆装置的直线移动，在保证钻孔角度的不变的情况下，且不需要移动爆破装置，避免出现钻孔位置偏移的问题，并且对钻杆装置具有支撑功能，限定钻杆转轴端头的位置，进一步保证钻杆两端的同轴度，从而保证了钻孔的精度，保证了后续的爆破效果，通过对钻孔部分的支撑作用，提高其稳定性，避免钻孔时抖动过大，造成钻孔精度低；

19、2、采用履带式行走机构，具有支承面积大，可以在有些凹凸的地面上行走，并且不易打滑，牵引附着性能好，高度和角度均可调节，从而可以实现对顶板的分层钻孔爆破。