煤矿装药封孔迎脸防护一体机

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1.本发明涉及煤矿设备领域，具体涉及煤矿装药封孔迎脸防护一体机。


背景技术：

2.我国煤炭开采的综采工作面采用割煤机，液压支架、链板机、皮带运输等机械装备，已完全实现了机械化作业，有的矿井甚至利用5g技术，实现了智能化、无人化开采作业。对于软岩巷道掘进，由于岩石(f＜6)松软，采用综掘机，也基本实现了全断面机械化作业。但对于中硬岩巷道掘进，由于岩石(f≥6)硬，使用综掘机破岩效率极低，成本高，目前国内仍采用传统的钻眼爆破方法施工，具体包括破(岩)、装(矸)、运(输)、支(护) 四大主要工序，其中的钻孔、装矸、运输、支护通过液压钻车、钻装机等也基本实现了机械化作业。
3.目前，煤矿岩巷炮掘施工过程中，只有装药、封孔，迎脸防护、搭建装药施工平台等工作仍采用传统的人工作业，施工作业人员多，作业时间长，劳动强度大。虽然装药和封孔作业用的机械化装药机和封孔机已成功试用，但这两种机器仍需要人工运至迎头，特别是随着煤矿开采的深度增加，地压增大，地质条件更加复杂，易发生大面积片帮伤人事故，用塑料网在掌子面要求1m高的范围必须全覆盖才能保证装药施工的安全，防止片帮伤人，这就要求在迎头掌子面不仅要搭建施工平台，还要对掌子面进行迎脸防护，即人工进行锚网作业，在施工过程中本身就存在诸多安全隐患，且迎脸防护用的锚杆、防护网不可回收，且每一茬炮所需要的锚网材料成本高达500多元，还影响了巷道炮掘施工进度。
4.对于迎脸防护和施工平台，不仅要保证在装药和封孔施工过程中操作人员的安全，还要求联线方便，在拆卸防护网时，对雷管脚线和整个起爆网路不破坏，不允许出现短路和断路，更不能发生拒爆事故。
5.为此，发明一种煤矿硬岩或中硬岩装药封孔迎脸防护一体机，将装药机、封孔机、迎脸防护及爆破作业施工平台，操控系统通过气动履带车集成为一体机，且动力源不能有燃料油、电等产生静电、火花或有害气体的能源，以实现煤矿硬岩或中硬岩巷炮掘完全机械化作业，达到安全、减员、增效的目的，这也是满足我国煤矿炮掘实现作业现场的减员或无人化(智能化)发展的方向和必然要求。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本发明在于提供一种煤矿装药封孔迎脸防护一体机。
7.本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：煤矿装药封孔迎脸防护一体机，包括，气动履带车、装药机、炮泥封孔机、四连杆机构、施工操作平台及其迎脸防护网、操控系统，且集于一体设置在气动履带车上；
8.所述气动履带车一侧设置有装药机，所述气动履带车的另一侧设置有炮泥封孔机，所述气动履带车前端设置有四连杆机构，所述气动履带车后端设置有站人平台，所述四连杆机构前端设置有施工操作平台，所述施工操作平台前侧设置有迎脸防护网；
9.所述四连杆机构的前端设置有所述施工操作平台和迎脸防护网，所述施工操作平
台包括底板、通过铰链分别设置在所述底板两端的侧板，所述底板的上表面设置有一对围栏，所述围栏竖直设置在所述底板的内外两侧，位于外侧的所述围栏的顶部外壁设置有第一安装筒，位于内侧的所述围栏的顶部外壁设置有第一限位筒，所述围栏顶部设置有防护链，所述防护链的前端设置有限位件，所述第一安装筒内竖直设置有固定架，所述固定架为u型结构，且固定架外壁均匀设置有挂钩，两个所述侧板上表面的外侧均设置有安装环，且所述安装环等间距设置，所述底板内侧中间位置竖直设置有竖杆，所述竖杆的两侧壁分别设置有伸缩油缸，所述伸缩油缸的伸缩端分别与所述侧板连接；
10.所述迎脸防护网位于施工操作平台的正前方，所述迎脸防护网由多根内穿钢丝绳的胶管构成，且胶管呈等间隔分布，所述胶管两端分别固定于安装环上。
11.进一步的，所述四连杆机构设置在所述气动履带车的左侧顶端，所述气动履带车的左侧竖直设置有立柱，所述四连杆机构设置在所述立柱顶部，在所述四连杆机构的下方对应所述立柱的左侧设置有支撑油缸，所述支撑油缸的输出端与所述四连杆机构下表面铰接，所述四连杆机构的前端通过安装板与底板连接。
12.进一步的，所述侧板的前端设置有一对第二安装筒，所述第二安装筒内可拆卸式插设有防护架，所述防护架的侧壁设置有第二限位筒，所述第一限位筒与所述第二限位筒相对应，且第一限位筒与所述第二限位筒通过限位件连接。
13.进一步的，所述底板底壁右侧竖直设置有支撑杆，所述支撑杆设置两个，分布设置在所述底板的两端，所述支撑杆侧壁均匀设置有爬杆。
14.进一步的，所述胶管分别贯穿所述挂钩。
15.进一步的，所述底板表面均匀设置有第一通孔，所述侧板表面均匀设置有第二通孔。
16.进一步的，所述吊臂外壁沿长边方向设置有限位槽，所述限位槽内滑动设置有滑块，所述滑块外壁设置有固定板，所述固定板外壁设置有套管。
17.进一步的，所述连接板的两侧竖直设置有限位杆。本发明的有益效果：与现有技术相比，
18.与现有技术相比，本装置将装药机、炮泥封孔机、施工操作平台，迎脸防护网集成到一台履带车上，真正在一台车上完成装药、封孔、施工人员操作平台和迎脸防护四项功能。本装置中施工操作平台依靠履带车前方的四连杆机构实现自动起降，且保证施工操作平台升起过程中始终处在一个水平位置，在升起至2米以上时，四连杆机构下方的活动方管能够确保因液压油管爆裂造成平台骤降伤人，确保施工作业人员的安全，同时，通过伸缩油缸的伸缩完成施工操作平台两侧板的打开和收起，在打开时能保证施工平台的稳定性，收起时，不仅占地面积小，还能行走方便。迎脸防护网采用内穿钢丝绳的胶管确保防护网的强度，在装药和封孔施工作业过程中，能阻挡掌子面片帮伤人，迎脸防护网随施工操作平台一起撤离，对雷管脚线和整个起爆网路又不破坏，避免出现短路和断路以及发生拒爆事故，同时，迎脸防护无死角，防护效果好，且可重复利用，安全可靠，便于维修和更换。
附图说明：
19.图1为本发明的整体结构示意图；
20.图2为本发明施工操作平台展开状态的结构示意图；
21.图3为本发明施工操作平台的右视图；
22.图4为本发明施工操作平台的俯视图；
23.图5为本发明侧板的结构示意图；
24.图6为本发明四连杆机构侧面结构示意图；
25.图7为本发明套筒的结构示意图；
26.图8为深部煤矿某岩巷掌子面炮眼设计图；
27.图中标号：10、气动履带车；11、操控系统；12、装药机；13、炮泥封装机；14、站人平台；20、底座；30、立柱；31、回转台；32、第一铰接件； 33、吊臂；331、套管；332、滑块；333、固定板；334、限位槽；34、支撑油缸；35、活动方管；36、第二铰接件；37、连杆；38、安装板；39、连接板；391、限位杆；40、施工操作平台；41、底板；411、第一通孔；42、围栏；43、第一安装筒；44、固定架；45、挂钩；46、胶管；47、防护链；48、第一限位筒；49、限位件；50、侧板；51、安装环；52、铰链；53、防护架； 54、第二安装筒；55、第二限位筒；56、第二通孔；57、竖杆；58、伸缩油缸。
具体实施方式：
28.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
29.需要说明的是，当元件被成称为“固定于”另一个元件，它可以是另一个元件上或者也可以是存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”“右”以及类似的表达只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
30.实施例
31.如图1-7所示，本发明提供煤矿装药封孔迎脸防护一体机，包括，气动履带车10、装药机12、炮泥封孔机13、四连杆37机构、施工操作平台40及其迎脸防护网、操控系统11，且集于一体设置在气动履带车10上；
32.本实施例中，气动履带车10为mpcql-3d型矿用履带式平板车，mpcql-3d 型矿用履带式平板车是一种以井下气源为动力，集运输、吊装和安装为一体的井下运输设备，体积小，方便灵活，安全性高，适用于中小重量的各类部件的运输、吊装和安装。矿用履带式平板车具有结构合理，技术性能先进、工艺适应性强、操作省力、安全可靠、工作效率高等优点。
33.底盘总成主要由车架、履带总成、水平伸缩油缸和竖直伸缩油缸组成。车架由优质钢板组焊而成，与履带用螺栓连接成底盘总成，底盘具有刚度好、强度大、易拆卸等优点。履带总成由引导轮、支重轮、链轮、张紧装置等组成，是煤矿装药封孔迎脸防护一体机的重要部件。本机采用高强度合金钢制造的组合式密封履带链，保证了煤矿装药封孔迎脸防护一体机在恶劣环境下的正常工作。两组水平油缸和竖直油缸不仅直接承受机器的重量，还对吊装货物时增大受力面积，平衡和稳固车体。底盘是立柱总成、油箱总成、操纵总成、控制总成的连接部件，也是煤矿装药封孔迎脸防护一体机的受力部分，需要注意的是，一体机固定时，履带接触地面需进行清理，防止存在个别的凸点，造成主机固定不稳或履带板损坏。
34.高压空气驱动气动马达带动油泵，通过油泵再驱动液压马达，进而驱动履带车行走。同时四连杆机构通过油缸的伸缩完成施工平台的升降，以及施工平台左右侧板的打开
和收起。装药机通过气缸和逻辑门实现药卷料斗自动给药和装药管装入炮孔。封孔机通过气动马达搅拌炮泥，然后通过螺杆泵给炮孔封泥。
35.行走时应有专人梳理进气管路，严禁用车拖拽进气管。行走时，通过两阀杆分别控制两侧履带的行走，并时刻检查路径和路况。运输吊最大爬坡坡度为20
°
，严禁攀爬过大坡度；履带车窄小，路面倾斜20
°
及以上，严禁强行通行，应处理后方可通行；如货物中心偏高或偏某一侧，则可通过的倾斜路面的倾斜度相应减小。后退行走时，操作人员必须站在踏板上操作行走手柄。
36.所述气动履带车10一侧设置有装药机，所述气动履带车10的另一侧设置有炮泥封孔机，所述气动履带车10前端设置有四连杆37机构，所述气动履带车10后端设置有站人平台14，所述四连杆37机构前端设置有施工操作平台40，所述施工操作平台40前侧设置有迎脸防护网；
37.所述四连杆37机构的前端设置有所述施工操作平台40和迎脸防护网，所述施工操作平台40包括底板41、通过铰链52分别设置在所述底板41两端的侧板50，所述底板41的上表面设置有一对围栏42，所述围栏42竖直设置在所述底板41的内外两侧，位于外侧的所述围栏42的顶部外壁设置有第一安装筒43，位于内侧的所述围栏42的顶部外壁设置有第一限位筒48，所述围栏42顶部设置有防护链47，所述防护链47的前端设置有限位件49，所述第一安装筒43内竖直设置有固定架44，所述固定架44为u型结构，且固定架44外壁均匀设置有挂钩45，两个所述侧板50上表面的外侧均设置有安装环51，且所述安装环51 等间距设置，所述底板41内侧中间位置竖直设置有竖杆57，所述竖杆57的两侧壁分别设置有伸缩油缸58，所述伸缩油缸58的伸缩端分别与所述侧板50连接；
38.底板的宽度为0.9米，侧板50的宽度为1.6米，侧板50的宽度与施工操作平台的高度一致，工人站在施工操作平台上，基本能操作上面所有的炮眼。
39.具体实施时，左右侧板很重，用人工收起和打开很不方便，通过设置伸缩油缸58，方便打开和收起两个侧板，伸缩油缸58收缩时，总长为0.55米，伸出去时为0.45米，呈45
°
设置，左右各一个。
40.所述迎脸防护网位于施工操作平台40的正前方，所述迎脸防护网由多根内穿钢丝绳的胶管46构成，且胶管46呈等间隔分布，所述胶管46两端分别固定于安装环51上。
41.所述四连杆机构33设置在所述气动履带车10的左侧顶端，所述气动履带车10的左侧竖直设置有立柱，所述四连杆机构33设置在所述立柱30顶部，在所述四连杆机构33的下方对应所述立柱30的左侧设置有支撑油缸34，所述支撑油缸34的输出端57与所述四连杆机构33下表面铰接，所述四连杆机构33的前端通过安装板38与底板41连接。
42.所述侧板50的前端设置有一对第二安装筒54，所述第二安装筒54内可拆卸式插设有防护架53，所述防护架53的侧壁设置有第二限位筒55，所述第一限位筒48与所述第二限位筒55相对应，且第一限位筒48与所述第二限位筒55 通过限位件49连接。
43.所述底板41底壁右侧竖直设置有支撑杆36，所述支撑杆36设置两个，分布设置在所述底板41的两端，所述支撑杆36侧壁均匀设置有爬杆35。
44.所述胶管46分别贯穿所述挂钩45。
45.所述底板41表面均匀设置有第一通孔411，所述侧板50表面均匀设置有第二通孔56。
46.所述吊臂33外壁沿长边方向设置有限位槽334，所述限位槽334内滑动设置有滑块332，所述滑块332外壁设置有固定板333，所述固定板333外壁设置有套管331。所述连接板39的两侧竖直设置有限位杆391。
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表1直径35药卷装药参数
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本项目根据淮南矿区深部煤矿某岩巷掌子面炮眼设计图，见深部煤矿某岩巷掌子面炮眼设计图，爆破参数，见表1，现有的炮掘工艺，人工装药施工平台、人工迎脸防护方式，见图8，分析掌子面片帮影响因素和矸石崩塌规律，基于实用便捷、安全高效、稳定可靠的原则，设计集装药、封孔、装药施工平台、迎脸防护于一体的整体机的方案。
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以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。