一种单轨液压锚杆钻车及巷道掘进施工方法与流程

1.本发明涉及巷道掘进技术领域，特别是涉及一种单轨液压锚杆钻车及巷道掘进施工方法。


背景技术：

2.目前在我国巷道掘进施工过程中，岩巷大都是采用钻装一体机 锚杆钻机或凿岩台车 挖掘装载机 锚杆钻机等设备配套进行巷道掘进；而对于煤巷，则一般采用掘进机 锚杆钻机或掘锚一体 锚杆钻机等设备，总之不论是岩巷还是煤巷掘进，所采用的设备都是二台或多台，且这些设备都是采用履带或轮胎式在巷道地面行走，因此在具体施工过程中，每道工序的设备完成其工序作业后都要退出作业面，然后下一工序的设备进入作业，再然后又是再下一工序的设备进入作业，如此不断循环。所以在巷道的每个掘进循环过程中，要进行多次设备的进入和退出作业面，即有多次“错车”，而为了保证设备能顺利相互错车，就要求巷道有足够的宽度，而巷道上部的空间却没有得到充分利用；另外由于巷道内视线不好，每次“错车”都需要多人在设备前后看着或指挥倒车或避车等，因此占用人员多，辅助作业时间长，影响掘进效率，同时也存在安全隐患。
3.虽然掘锚一体机具有掘进、临时支护和打锚杆/锚索孔的功能，但由于受其结构限制，其支护范围和强度有限，不能全断面打锚杆锚索孔，还需要人工补打二帮部分锚杆锚索孔，劳动强度大且存在安全隐患。
4.因此，如何改变现有技术中，巷道掘进设备按工序交替进出导致的掘进效率低，操作人员劳动强度大的现状，成为了本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种单轨液压锚杆钻车及巷道掘进施工方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高巷道挖掘工作效率，降低操作人员劳动强度。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种单轨液压锚杆钻车，包括：
7.悬轨单元，所述悬轨单元固定于巷道的顶部；
8.主平台，所述主平台与主机架相连，所述主机架可滑动地设置于所述悬轨单元的底部；
9.支护平台，所述支护平台可转动地与所述主平台相连，沿巷道的掘进方向，所述支护平台位于所述主平台的前方；
10.工作平台，所述工作平台设置于所述主平台的底部，所述工作平台与所述主平台活动相连，所述工作平台相对于所述主平台的位移方向垂直于所述主平台相对于所述悬轨单元的滑动方向；
11.锚杆机单元，所述锚杆机单元能够对巷道进行锚杆支护，所述锚杆机单元可转动地固定于安装座上，所述安装座可滑动地设置于所述工作平台上；
12.龙门支腿，沿巷道的掘进方向，所述龙门支腿位于所述主平台的前方，所述龙门支腿包龙门座体、伸缩梁和支腿组件，所述龙门座体与所述主机架相连，所述伸缩梁可滑动地与所述龙门座体相连，所述伸缩梁相对于所述龙门座体滑动的方向垂直于所述主机架相对于所述悬轨单元滑动的方向；所述伸缩梁远离所述龙门座体的一端与所述支腿组件相连，所述支腿组件包括支腿内套和支腿外套，所述支腿外套可滑动地套装于所述支腿内套的外部，所述支腿外套远离所述支腿内套的一端与所述伸缩梁铰接相连；
13.驱动单元，所述驱动单元与所述主机架传动相连，所述驱动单元能够带动所述主机架沿所述悬轨单元所在方向往复运动。
14.优选地，所述伸缩梁和所述支腿组件的数量均为两组且二者一一对应，两组所述伸缩梁和所述支腿组件分别设置于所述龙门座体的两侧。
15.优选地，所述伸缩梁、所述支腿外套以及所述支腿内套的径向截面均为多边形。
16.优选地，所述工作平台利用升降机构与所述主平台相连，所述升降机构能够带动所述工作平台沿竖直方向运动。
17.优选地，所述主机架还连接有滑动座，所述滑动座可滑动地与所述主机架相连，所述滑动座相对于所述主机架的滑动方向平行于所述主机架相对于所述悬轨的滑动方向，所述工作平台与所述滑动座铰接相连。
18.优选地，所述主机架连接有导杆，所述滑动座具有与所述导杆相适配的导杆孔，所述滑动座可滑动地套装于所述导杆的外部。
19.优选地，所述导杆孔内设置有减摩套。
20.优选地，所述滑动座连接有滚轮，所述滚轮可转动地与所述滑动座相连，所述滚轮与所述主机架相抵。
21.本发明还提供一种巷道掘进施工方法，包括如下步骤：
22.步骤一、掘进机开进工作面迎头进行掘进作业时，单轨液压锚杆钻车吊挂在所述掘进机的后部；
23.步骤二、当所述掘进机完成一次割煤循环作业后，所述掘进机后退，启动所述单轨液压锚杆钻车，所述单轨液压锚杆钻车行走至迎头最前端指定位置，所述单轨液压锚杆钻车打开支腿进行支撑；
24.步骤三、利用锚网、钢带以及所述单轨液压锚杆钻车进行临时支护；
25.步骤四、操作所述单轨液压锚杆钻车进行支护作业，从而完成整个端面的锚杆锚索孔的钻进以及锚固作业，所述单轨液压锚杆钻车在一次停机的情况下，能够完成多排支护作业；
26.步骤五、支护作业后，所述单轨液压锚杆钻车后退到所述掘进机后部，一个掘进支护循环完成；
27.步骤六、重复进行步骤一至五，进入下一个掘进支护循环。
28.优选地，当需要增加悬轨时，利用所述单轨液压锚杆钻车的锁轨器支撑待固定的悬轨，令待固定的悬轨与原来的悬轨对接固定后，再进行掘进支护作业。
29.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的单轨液压锚杆钻车，包括悬轨单元、主平台、支护平台、工作平台、锚杆机单元、龙门支腿和驱动单元，其中，悬轨单元固定于巷道的顶部；主平台与主机架相连，主机架可滑动地设置于悬轨单元的底部；支护平
台可转动地与主平台相连，沿巷道的掘进方向，支护平台位于主平台的前方；工作平台设置于主平台的底部，工作平台与主平台活动相连，工作平台相对于主平台的位移方向垂直于主平台相对于悬轨单元的滑动方向；锚杆机单元，锚杆机单元能够对巷道进行锚杆支护，锚杆机单元可转动地固定于安装座上，安装座可滑动地设置于工作平台上；沿巷道的掘进方向，龙门支腿位于主平台的前方，龙门支腿包龙门座体、伸缩梁和支腿组件，龙门座体与主机架相连，伸缩梁可滑动地与龙门座体相连，伸缩梁相对于龙门座体滑动的方向垂直于主机架相对于悬轨单元滑动的方向；伸缩梁远离龙门座体的一端与支腿组件相连，支腿组件包括支腿内套和支腿外套，支腿外套可滑动地套装于支腿内套的外部，支腿外套远离支腿内套的一端与伸缩梁铰接相连；驱动单元与主机架传动相连，驱动单元能够带动主机架沿悬轨单元所在方向往复运动。
30.本发明的单轨液压锚杆钻车，驱动单元能够带动主机架运动，主机架能够沿着悬轨单元往复滑动，进而带动主平台、支护平台和工作平台前进或后退，在龙门支腿对主机架进行支撑后，锚杆机单元能够对巷道进行支护。本发明的单轨液压锚杆钻车，采用龙门支腿对主机架进行支撑，龙门座体与伸缩梁以及支腿组件相配合，增大支撑跨度，为主机架提供稳固支撑，还能够为掘进设备工作提供便利，当主机架需要移动时，伸缩梁以及支腿组件均“缩回”，同时支腿组件翻转，尽量避免影响主机架运动。
31.本发明还提供一种巷道掘进施工方法，包括如下步骤：步骤一、掘进机开进工作面迎头进行掘进作业时，单轨液压锚杆钻车吊挂在掘进机的后部；步骤二、当掘进机完成一次割煤循环作业后，掘进机后退，启动单轨液压锚杆钻车，单轨液压锚杆钻车行走至迎头最前端指定位置，单轨液压锚杆钻车打开支腿进行支撑；步骤三、利用锚网、钢带以及单轨液压锚杆钻车进行临时支护；步骤四、操作单轨液压锚杆钻车进行支护作业，从而完成整个端面的锚杆锚索孔的钻进以及锚固作业，单轨液压锚杆钻车在一次停机的情况下，能够完成多排支护作业；步骤五、支护作业后，单轨液压锚杆钻车后退到掘进机后部，一个掘进支护循环完成；步骤六、重复进行步骤一至五，进入下一个掘进支护循环。
32.本发明的巷道掘进施工方法，采用单轨液压锚杆钻车与掘进机相配合，解决了巷道掘进过程中掘进机与锚杆钻车“错车”的问题，降低了操作人员劳动负担，提高了巷道掘进工作效率，利用单轨液压锚杆钻车进行临时支护，符合煤矿安全规程中规定的“不能在空顶下作业”的要求，提高了施工安全性。
附图说明
33.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他的附图。
34.图1为本发明的单轨液压锚杆钻车的主视结构示意图；
35.图2为本发明的单轨液压锚杆钻车的俯视结构示意图；
36.图3为本发明的单轨液压锚杆钻车的龙门座体的结构示意图；
37.图4为本发明的单轨液压锚杆钻车的部分结构示意图；
38.图5为本发明的单轨液压锚杆钻车的滑动座的结构示意图；
39.图6为本发明的巷道掘进施工方法的示意图。
40.其中，1为悬轨单元，2为主平台，3为主机架，4为支护平台，5为工作平台，501为升降机构，6为锚杆机单元，7为龙门支腿，701为龙门座体，702为伸缩梁，703为支腿组件，8为驱动单元，9为滑动座，901为导杆，902为导杆孔，903为减摩套。
具体实施方式
41.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做出创造性劳动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。
42.本发明的目的是提供一种单轨液压锚杆钻车及巷道掘进施工方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高巷道挖掘工作效率，降低操作人员劳动强度。
43.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
44.请参考图1
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6，其中，图1为本发明的单轨液压锚杆钻车的主视结构示意图，图2为本发明的单轨液压锚杆钻车的俯视结构示意图，图3为本发明的单轨液压锚杆钻车的龙门座体的结构示意图，图4为本发明的单轨液压锚杆钻车的部分结构示意图，图5为本发明的单轨液压锚杆钻车的滑动座的结构示意图，图6为本发明的巷道掘进施工方法的示意图。
45.本发明提供一种单轨液压锚杆钻车，包括：
46.悬轨单元1，悬轨单元1固定于巷道的顶部；
47.主平台2，主平台2与主机架3相连，主机架3可滑动地设置于悬轨单元1的底部；
48.支护平台4，支护平台4可转动地与主平台2相连，沿巷道的掘进方向，支护平台4位于主平台2的前方；
49.工作平台5，工作平台5设置于主平台2的底部，工作平台5与主平台2活动相连，工作平台5相对于主平台2的位移方向垂直于主平台2相对于悬轨单元1的滑动方向；
50.锚杆机单元6，锚杆机单元6能够对巷道进行锚杆支护，锚杆机单元6可转动地固定于安装座上，安装座可滑动地设置于工作平台5上；
51.龙门支腿7，沿巷道的掘进方向，龙门支腿7位于主平台2的前方，龙门支腿7包龙门座体701、伸缩梁702和支腿组件703，龙门座体701与主机架3相连，伸缩梁702可滑动地与龙门座体701相连，伸缩梁702相对于龙门座体701滑动的方向垂直于主机架3相对于悬轨单元1滑动的方向；伸缩梁702远离龙门座体701的一端与支腿组件703相连，支腿组件703包括支腿内套和支腿外套，支腿外套可滑动地套装于支腿内套的外部，支腿外套远离支腿内套的一端与伸缩梁702铰接相连；
52.驱动单元8，驱动单元8与主机架3传动相连，驱动单元8能够带动主机架3沿悬轨单元1所在方向往复运动。
53.本发明的单轨液压锚杆钻车，驱动单元8能够带动主机架3运动，主机架3能够沿着悬轨单元1往复滑动，进而带动主平台2、支护平台4和工作平台5前进或后退，在龙门支腿7对主机架3进行支撑后，锚杆机单元6能够对巷道进行支护。本发明的单轨液压锚杆钻车，采用龙门支腿7对主机架3进行支撑，龙门座体701与伸缩梁702以及支腿组件703相配合，增大
支撑跨度，为主机架3提供稳固支撑，还能够为掘进设备工作提供便利，当主机架3需要移动时，伸缩梁702以及支腿组件703均“缩回”，同时支腿组件703翻转，尽量避免影响主机架3运动。
54.其中，伸缩梁702和支腿组件703的数量均为两组且二者一一对应，两组伸缩梁702和支腿组件703分别设置于龙门座体701的两侧，进一步提高支撑稳定性。在本发明的其他具体实施方式中，还可以根据实际施工情况具体设置龙门支腿7的位置和数量，提高龙门支腿7的适应性。
55.另外，伸缩梁702、支腿外套以及支腿内套的径向截面均为多边形，棱柱状或具有侧立面的结构能够避免伸缩梁702与龙门座体701以及支腿外套与支腿内套相对滑动过程中，发生相对转动，提高往复滑动精确度，保证装置工作可靠性。
56.具体地，工作平台5利用升降机构501与主平台2相连，升降机构501能够带动工作平台5沿竖直方向运动，升降机构501带动工作平台5运动，方便锚杆机单元6作业。利用“错位重合，扁平化”设计理念，不占用额外高度，与整机融为一体。
57.还需要说明的是，主机架3还连接有滑动座9，滑动座9可滑动地与主机架3相连，滑动座9相对于主机架3的滑动方向平行于主机架3相对于悬轨的滑动方向，工作平台5与滑动座9铰接相连。工作平台5与滑动座9铰接相连，滑动座9能够沿着主机架3往复滑动，工作时，滑动座9带动工作平台5沿悬轨单元1的方向前后滑动，以平衡主机架3前后吊挂点的受力情况，提高吊挂点的受力均匀性，当主机架3移动到作业面后，龙门支腿7支撑稳定后，前吊挂点的受力情况得到明显的改善，工作平台5继续向前移动，便于作业设备进行施工作业，解决了现有技术中单轨液压锚杆钻车存在“最危险吊挂点”的问题，提高了施工作业安全系数。
58.更具体地，主机架3连接有导杆901，滑动座9具有与导杆901相适配的导杆孔902，滑动座9可滑动地套装于导杆901的外部，设置导杆901和相配合的导杆孔902，能够更好地为滑动座9往复滑动提供限位作用，提高滑动座9的运动精确度。
59.为了减小滑动座9与导杆孔902之间的摩擦阻力，导杆孔902内设置有减摩套903，保证滑动座9滑动平稳顺畅。
60.除此之外，滑动座9连接有滚轮，滚轮可转动地与滑动座9相连，滚轮与主机架3相抵，滑动座9运动时，滚轮沿主机架3滚动，进一步降低滑动座9与主机架3的摩擦力，提高装置可靠性。
61.进一步地，本发明还提供一种巷道掘进施工方法，包括如下步骤：
62.步骤一、掘进机开进工作面迎头进行掘进作业时，单轨液压锚杆钻车吊挂在掘进机后方的悬轨上；
63.步骤二、当掘进机完成一次割煤循环(一排或多排锚杆距)作业后，掘进机后退，启动单轨液压锚杆钻车，操作单轨液压锚杆钻车沿轨道行走至迎头最前端指定位置，打开支撑装置使单轨液压锚杆钻车牢固；
64.步骤三、把锚网、钢带铺设到支护平台4上定位，操作支护平台4控制阀，举升支护平台4并与顶板接触，完成掘进工作面临时支护作业，保证工人在此临时支护平台4下安全作业；
65.步骤四、分别操作各锚杆钻机进行支护作业，通过控制工作平台5伸缩臂、螺旋摆
动油缸和升降油缸等，调整锚杆钻机的位置及状态，从而完成整个断面的锚杆锚索孔的钻进及锚固作业。锚杆钻车在一次停机的情况下，可完成多排的支护作业；
66.步骤五、支护作业完成后，操作锚杆钻机、支护平台4、支撑装置和工作平台5等缩回到初始位置，并操作单轨液压锚杆钻车后退到掘进机后部，则一个掘进支护循环完成；
67.步骤六、重复进行步骤一至五，进入下一个掘进支护循环。
68.本发明的巷道掘进施工方法，规范了巷道掘进施工工艺，能够更好地指导施工人员操作，采用“错位重合，扁平化”设计理念的单轨液压锚杆钻车与掘进机相配合，解决了巷道掘进过程中掘进机与锚杆钻车“错车”的问题，由“地面错车”改为“空中错车”，节约了与地面设备因错车产生的成本，降低了操作人员劳动负担，提高了巷道掘进工作效率，利用单轨液压锚杆钻车进行临时支护，符合煤矿安全规程中规定的“不能在空顶下作业”的要求，提高了施工安全性。
69.还需要说明的是，当需要增加悬轨时，可利用单轨液压锚杆钻车的锁轨器支撑待固定的悬轨，令待固定的悬轨与原来的悬轨对接固定后，再进行掘进支护作业。
70.本发明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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。