本發(fā)明屬于煤礦坑道鉆探，涉及加卸鉆桿系統(tǒng)，具體涉及一種具有大容量存儲(chǔ)鉆桿功能的鉆機(jī)后部加卸鉆桿系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，根據(jù)煤礦智能化建設(shè)的需要，對(duì)于煤礦坑道鉆機(jī)加卸鉆桿裝置的研究取得了較大的發(fā)展。按照在坑道鉆機(jī)中加卸鉆桿的位置不同，加卸鉆桿裝置主要分為兩種類(lèi)型：中間加卸鉆桿方式和后部加卸鉆桿方式。中間加卸鉆桿方式是在鉆機(jī)動(dòng)力頭和夾持器之間加卸鉆桿，采用這種加卸鉆桿方式的鉆機(jī)夾持器均帶有卸扣功能，并且在鉆機(jī)動(dòng)力頭的中心管上安裝有送水器，因此，這種類(lèi)型的加卸鉆桿裝置的主要功能是：加鉆桿時(shí)將鉆桿從鉆桿倉(cāng)轉(zhuǎn)運(yùn)至鉆機(jī)動(dòng)力頭和夾持器之間，卸鉆桿時(shí)將鉆桿從鉆機(jī)動(dòng)力頭和夾持器之間取出并轉(zhuǎn)運(yùn)至鉆桿倉(cāng)。這種類(lèi)型的加卸鉆桿裝置不需要具有鉆桿上卸扣的功能，上卸扣動(dòng)作均是由鉆機(jī)動(dòng)力頭和夾持器配合完成，加卸鉆桿步驟相對(duì)簡(jiǎn)單，目前這種類(lèi)型的加卸鉆桿裝置研究較多。后部加卸鉆桿方式是在鉆機(jī)動(dòng)力頭后部加卸鉆桿，采用這種類(lèi)型的加卸鉆桿裝置均需要具有鉆桿上卸扣的功能，還需要具有裝拆送水器的功能，因此，整個(gè)裝置的功能和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加卸鉆桿的步驟也較多。兩種加卸鉆桿方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，中間加卸鉆桿方式在鉆進(jìn)過(guò)程中加鉆桿時(shí)效率較高，但鉆進(jìn)完成后卸鉆桿時(shí)效率較低，對(duì)鉆桿絲扣磨損較快，且對(duì)鉆場(chǎng)空間要求較高，不適合加卸鉆桿長(zhǎng)度超過(guò)鉆機(jī)給進(jìn)行程的長(zhǎng)鉆桿；后部加卸鉆桿方式卸鉆桿時(shí)效率較高，加卸鉆桿過(guò)程中均對(duì)鉆桿絲扣損失較小，且對(duì)鉆場(chǎng)空間要求較低，適用于坑道定向鉆進(jìn)施工中大量使用的長(zhǎng)度為3m的鉆桿，使用范圍廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種具有大容量存儲(chǔ)鉆桿功能的鉆機(jī)后部加卸鉆桿系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中的中間加卸鉆桿方式的卸鉆桿效率有待進(jìn)一步提升的技術(shù)問(wèn)題。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、一種具有大容量存儲(chǔ)鉆桿功能的鉆機(jī)后部加卸鉆桿系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括鉆桿倉(cāng)，所述的鉆桿倉(cāng)包括調(diào)平底座，調(diào)平底座上安裝有u型鉆桿架，u型鉆桿架為上部開(kāi)口的框形結(jié)構(gòu)，u型鉆桿架內(nèi)用于碼放鉆桿；所述的調(diào)平底座上還豎向安裝有升降組件。

4、所述的升降組件包括左軌道和右軌道，左軌道和右軌道的底端分別豎向固定安裝在調(diào)平底座上，左軌道和右軌道上安裝有上橫梁，上橫梁和右軌道之間安裝有移動(dòng)組件，上橫梁和左軌道之間設(shè)置有調(diào)角組件；在移動(dòng)組件的驅(qū)動(dòng)下，移動(dòng)組件沿右軌道上下移動(dòng)，調(diào)角組件沿左軌道上下移動(dòng)，上橫梁移動(dòng)至上端極限位置狀態(tài)下，調(diào)角組件能夠帶動(dòng)上橫梁轉(zhuǎn)動(dòng)。

5、所述的上橫梁上安裝有層碼桿組件。

6、所述的調(diào)平底座上還安裝有取放桿組件。

7、本發(fā)明還具有如下區(qū)別技術(shù)特征：

8、所述的層碼桿組件包括中心座，中心座的頂部與上橫梁的中心位置固定連接；中心座的底部通過(guò)一對(duì)縱向布設(shè)的第一油缸連接在滑移座的頂部。

9、所述的滑移座固定套裝在一對(duì)第一圓柱導(dǎo)軌上，一對(duì)第一圓柱導(dǎo)軌橫向布設(shè)，一對(duì)第一圓柱導(dǎo)軌的橫向兩端分別套裝有一個(gè)限位槽，兩個(gè)限位槽縱向布設(shè)，兩個(gè)限位槽和滑移座之間分別通過(guò)橫向布設(shè)的第二油缸連接，使得兩個(gè)限位槽能夠在一對(duì)第一圓柱導(dǎo)軌上橫向伸縮移動(dòng)。

10、所述的兩個(gè)限位槽均為側(cè)置的u型結(jié)構(gòu)，u型結(jié)構(gòu)的開(kāi)口朝橫向內(nèi)側(cè)開(kāi)設(shè)，u型結(jié)構(gòu)的底部朝橫向外側(cè)布設(shè)，u型結(jié)構(gòu)的底部開(kāi)設(shè)有多個(gè)定位孔，所述的兩個(gè)限位槽的橫向外側(cè)分別設(shè)置有錐形定位組件，錐形定位組件的錐形體與定位孔一一對(duì)應(yīng)配合設(shè)置，錐形定位組件和限位槽之間均通過(guò)橫向布設(shè)的第三油缸和滑軌滑套組件進(jìn)行連接。

11、所述的兩個(gè)限位槽的u型結(jié)構(gòu)的開(kāi)口內(nèi)嵌入式安裝有限位塊，限位塊上設(shè)置有內(nèi)圓弧面，內(nèi)圓弧面的中心軸線(xiàn)橫向設(shè)置，內(nèi)圓弧面的中心軸線(xiàn)、限位槽上的縱向最端部的定位孔的中心軸線(xiàn)以及錐形定位組件上的縱向最端部的錐形體的中心軸線(xiàn)重合。

12、所述的兩個(gè)限位槽上還設(shè)置有橫向布設(shè)的長(zhǎng)軸，長(zhǎng)軸伸出兩個(gè)限位槽的橫向外側(cè)，長(zhǎng)軸通過(guò)安裝在限位槽橫向外側(cè)的第一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，長(zhǎng)軸位于兩個(gè)限位槽之間的部分上安裝有弧形擋板。

13、所述的第一油缸的行程為鉆桿的橫截面的半徑值r。

14、所述的兩個(gè)限位槽的橫向外側(cè)還分別設(shè)置有一個(gè)彈簧安裝筒，兩個(gè)彈簧安裝筒套裝在長(zhǎng)軸上，彈簧安裝筒內(nèi)的長(zhǎng)軸上還套裝有第一彈簧，第一彈簧的一端頂在限位槽上，第一彈簧的另一端頂在彈簧安裝筒上。

15、所述的兩個(gè)限位槽之間通過(guò)橫向布設(shè)的擋桿穿裝在一起形成框架結(jié)構(gòu)。

16、所述的取放桿組件包括連接座，連接座為l型結(jié)構(gòu)，連接座的底端連接在調(diào)平底座的側(cè)壁上，連接座內(nèi)套裝有豎向設(shè)置的第一內(nèi)套筒，第一內(nèi)套筒和連接座之間設(shè)置有升降驅(qū)動(dòng)器，在升降驅(qū)動(dòng)器的帶動(dòng)下，第一內(nèi)套筒能夠上下移動(dòng)。

17、所述的第一內(nèi)套筒上端通過(guò)第二馬達(dá)鉸接有擺動(dòng)外套筒的一端，擺動(dòng)外套筒的另一端內(nèi)插裝有第二內(nèi)套筒，第二內(nèi)套筒和擺動(dòng)外套筒之間設(shè)置有第四油缸，第二內(nèi)套筒的端部與夾桿組件連接。

18、所述的夾桿組件包括安裝座，安裝座的頂部固定安裝在第二內(nèi)套筒的端部，安裝座的底部設(shè)置有兩根平行設(shè)置的第二圓柱導(dǎo)軌，第二圓柱導(dǎo)軌上套裝有兩個(gè)第一抓手，兩個(gè)第一抓手通過(guò)連接桿連接為一體；所述的安裝座下部還連接有第五油缸的缸筒端，第五油缸的缸桿端連接在一個(gè)第一抓手上。

19、還包括機(jī)械臂，所述的機(jī)械臂包括連接板，連接板固定連接在鉆機(jī)的機(jī)身后端；連接板通過(guò)回轉(zhuǎn)軸承連接有平移軌道，平移軌道內(nèi)卡裝有平移外套筒，平移外套筒垂直于平移軌道設(shè)置，平移外套筒中插裝有兩端伸出平移外套筒的第三內(nèi)套筒，第三內(nèi)套筒的頂部設(shè)置有抓手底座，抓手底座垂直于平移外套筒設(shè)置，抓手底座與平移軌道之間呈空間異面垂直布設(shè)，抓手底座上安裝有第二抓手。

20、還包括動(dòng)力送水器，所述的動(dòng)力送水器包括水便體，水便體上套裝有第二彈簧，第二彈簧的一端頂在水便體上的第一限位凸臺(tái)上，第二彈簧的另一端頂在殼體的一端上，殼體穿裝在水便體上且能夠沿著水便體移動(dòng)，殼體的另一端頂在水便體上的第二限位凸臺(tái)上。

21、所述的殼體內(nèi)的水便體上設(shè)置有低槽，低槽的槽底一側(cè)設(shè)置有齒面；所述的殼體外部設(shè)置第三馬達(dá)，所述的殼體內(nèi)部設(shè)置有齒輪，第三馬達(dá)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪的中心軸線(xiàn)與水便體的中心軸線(xiàn)平行設(shè)置；所述的齒輪位于所述的低槽內(nèi)，低槽的軸向?qū)挾却笥诘扔趦杀兜凝X輪的寬度。

22、所述的殼體外部對(duì)稱(chēng)設(shè)置有手把，通過(guò)手把軸向移動(dòng)殼體實(shí)現(xiàn)齒輪與齒面的嚙合與脫離；齒輪與齒面在嚙合狀態(tài)下能夠帶動(dòng)水便體在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。

23、本發(fā)明還保護(hù)一種鉆機(jī)后部加卸鉆桿方法，該方法采用如上所述的具有大容量存儲(chǔ)鉆桿功能的鉆機(jī)后部加卸鉆桿系統(tǒng)。

24、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：

25、(ⅰ)煤礦井下鉆探施工過(guò)程中，時(shí)常會(huì)發(fā)生加鉆桿功能和卸鉆桿功能頻繁轉(zhuǎn)換過(guò)程，例如，定向鉆進(jìn)時(shí)孔內(nèi)鉆遇頂/底板時(shí)，需要提鉆一定長(zhǎng)度的鉆桿，此時(shí)就需要由加鉆桿功能轉(zhuǎn)換為卸鉆桿功能，等到達(dá)預(yù)留分支點(diǎn)后需要鉆進(jìn)時(shí)，又需要由卸鉆桿功能轉(zhuǎn)換為加鉆桿功能，本發(fā)明的加卸鉆桿系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)加鉆桿功能和卸鉆桿功能的快速轉(zhuǎn)換，卸鉆桿效率高，更加適合煤礦井下鉆探施工的實(shí)際需求。

26、(ⅱ)本發(fā)明的鉆機(jī)后部加卸鉆桿系統(tǒng)適用于坑道鉆機(jī)在不同傾角鉆進(jìn)狀態(tài)下長(zhǎng)鉆桿的機(jī)械化加卸，提高了工作效率并的同時(shí)也減輕了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，具有較強(qiáng)的適用性。

27、(ⅲ)本發(fā)明的加卸鉆桿系統(tǒng)中的鉆桿倉(cāng)中儲(chǔ)存的鉆桿容量較大，在長(zhǎng)鉆孔施工過(guò)程中不需要頻繁向鉆桿倉(cāng)中補(bǔ)桿，使用方便。

28、(ⅳ)本發(fā)明的加卸鉆桿系統(tǒng)中的鉆桿在鉆桿倉(cāng)中采用交錯(cuò)擺放的形式，增大了相鄰鉆桿之間的接觸面積，鉆桿在鉆桿倉(cāng)中穩(wěn)定性較好。

29、(ⅴ)本發(fā)明的加卸鉆桿系統(tǒng)中的動(dòng)力送水器具有自動(dòng)擰卸絲扣功能，提高了工作效率，減輕了人工勞動(dòng)強(qiáng)度。