(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111894576 A(43)申请公布日 2020.11.06
(21)申请号 202010983322.8(22)申请日 2020.09.18
(71)申请人 张红梅
地址 314500 浙江省嘉兴市桐乡市梧桐街
道齐富路412号思科创业园(72)发明人 张红梅 (51)Int.Cl.
E21C 27/20(2006.01)E21B 15/00(2006.01)E21D 11/00(2006.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图2页
CN 111894576 A(54)发明名称
一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置及方法(57)摘要
本发明公开了矿道施工技术领域的一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置及方法，包括，托架组件，所述托架本体上设有传动轴，所述传动轴
且所述传动轴另一端固定连一端固定连接钻杆，
接推送块，所述推送块后端设有驱动机构；防崩塌组件，所述防崩塌组件设于托架的两侧，且所述防崩塌组件包括与托架本体侧壁固定连接的导向基座，所述导向基座上设有推送轨道；间隔卡位组件，所述间隔卡位组件设于推送轨道上；本发明随着钻杆的持续钻进，使得活动块带动卡钩杆不断向上层位置卡位板上的卡钩槽内移动，配合支撑杆和橡胶盘形成稳定的三角支撑结构，且随着钻进的深度增加，稳定性越高，降低了矿道内发生崩塌的危险性，提高了矿道内表面凿岩作业的安全性。
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权 利 要 求 书
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1.一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置，其特征在于：包括，托架组件(100)，包括托架本体(101)，所述托架本体(101)上设有传动轴(102)，所述传动轴(102)一端固定连接钻杆(103)，且所述传动轴(102)另一端固定连接推送块(104)，所述推送块(104)后端设有驱动机构(105)；
防崩塌组件(200)，所述防崩塌组件(200)设于托架本体(101)的两侧，且所述防崩塌组件(200)包括与托架本体(101)侧壁固定连接的导向基座(201)，所述导向基座(201)上设有推送轨道(202)；
间隔卡位组件(300)，所述间隔卡位组件(300)设于推送轨道(202)上。2.根据权利要求1所述的一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置，其特征在于：所述推送块(104)两端贯穿托架本体(101)侧壁且与冲撞块(106)固定连接，所述托架本体(101)表面开设有导向侧开口。
3.根据权利要求1所述的一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置，其特征在于：所述防崩塌组件(200)还包括设于推送轨道(202)上的空心支撑管件(203)，所述空心支撑管件(203)活动设于推送轨道(202)上，且所述空心支撑管件(203)一端活动插接有两组支撑杆(204)，所述支撑杆(204)端部固定连接橡胶盘(205)，所述橡胶盘(205)内表面均匀设有钢丝(206)，所述空心支撑管件(203)另一端活动插接有活塞推杆(207)。
4.根据权利要求3所述的一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置，其特征在于：所述空心支撑管件(203)呈弯形“Y”状结构，且所述空心支撑管件(203)内腔设有气腔，所述支撑杆(204)内腔开设有与空心支撑管件(203)连通的气道，所述活塞推杆(207)设于空心支撑管件(203)外侧的端部固定连接有活动块(208)。
5.根据权利要求4所述的一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置，其特征在于：所述间隔卡位组件(300)包括活动设于活动块(208)面向托架侧壁的卡钩杆(301)，所述活动块(208)内腔开设有弧形槽(303)，所述弧形槽(303)内设有复位弹簧(304)，所述复位弹簧(304)一端与卡钩杆(301)一体成型设置的凸块连接，所述活动块(208)顶面设有限位挡块(302)。
6.根据权利要求5所述的一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置，其特征在于：所述活动块(208)底面固定连接抵接块(305)，所述抵接块(305)底面固定连接伸缩弹簧(306)，且所述抵接块(305)活动设于导向槽(307)内，所述导向槽(307)开设于推送轨道(202)上。
7.根据权利要求6所述的一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置，其特征在于：所述推送轨道(202)面向托架一侧设有限位组件(400)，所述限位组件(400)包括矩形框架(401)，所述矩形框架(401)上设有卡位板(402)，所述卡位板(402)上均匀开设有与卡钩杆(301)相适配的卡钩槽，且所述卡位板(402)两端分别设有纵向油缸(405)和横向油缸(406)，所述卡位板(402)两端设有连接件(404)，所述矩形框架(401)内壁开设有L型凹槽(403)。
8.根据权利要求4所述的一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置，其特征在于：所述空心支撑管件(203)上设有辅助支撑组件(500)，所述辅助支撑组件(500)包括与空心支撑管件(203)固定连接的加固杆(501)，所述加固杆(501)一端活动插接于空管(502)内腔，所述空管(502)通过导气管(503)与空心支撑管件(203)内腔连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置的方法，其特征在于：具体包括以下步骤，
S1：通过驱动机构(105)驱使钻杆(103)于矿道内表面上方进行凿岩作业，随着钻杆
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权 利 要 求 书
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(103)的间歇性沿着托架向上钻进时，冲撞块(106)随同间歇性撞击抵接块(305)，冲击力使得活动块(208)沿着推送导轨向上移动；
S2：活动块(208)移动时，卡钩杆(301)向下转动，并使其脱离当前的卡位板(402)上的卡钩槽，当活动块(208)向上移动一段距离后，卡钩杆(301)在复位弹簧(304)的作用下复位，并重新卡在上方位置的卡钩槽内；
S3：活动块(208)的移动同步推使活塞杆于空心支撑管件(203)内向上移动，压缩其内腔的空气，使得橡胶盘(205)紧紧贴附于矿道内表面，对钻杆(103)周围的矿道内表面形成支护效果；
S4：随着钻杆(103)的持续钻进，卡钩杆(301)随同卡在更高位置的卡钩槽内，相应的空心支撑管件(203)同步移动，配合支撑杆(204)和橡胶盘(205)形成稳定的三角支撑结构，且随着钻进的深度增加，稳定性越高，在钻进结束后，可先行退出钻杆(103)，根据矿道内表面的结构强度，选择是否增设额外的支护结构来避免防崩塌的问题。
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说 明 书
一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置及方法
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技术领域
[0001]本发明涉及矿道施工技术领域，具体为一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置及方法。
背景技术
[0002]矿产资源是一种十分重要的非再生自然资源，是人类社会赖以生存和发展的不可或缺的物质基础。它既是人们生活资料的重要来源，又是极其重要的社会生产资料。据统计，当今我国95％以上的能源和80％以上的工业原料都取自矿产资源。新中国成立50多年来，矿产勘查工作取得了辉煌的成就,为国家探明了大批矿产资源，基本上保证了国民经济建设的需要。我国已成为世界上矿产资源总量丰富、矿种比较齐全的少数几个资源大国之一。
[0003]施工人员在矿道内进行凿岩作业时，容易出现崩塌的危险，特别是对矿道上表面作业时，缺少及时的防崩塌结构，可能会出现钻进处周围岩石面大面积崩塌的危险，从而导致安全事故的发生，为此，我们提出一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置及方法。发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置，包括，
[0006]托架组件，包括托架本体，所述托架本体上设有传动轴，所述传动轴一端固定连接钻杆，且所述传动轴另一端固定连接推送块，所述推送块后端设有驱动机构；[0007]防崩塌组件，所述防崩塌组件设于托架本体的两侧，且所述防崩塌组件包括与托架本体侧壁固定连接的导向基座，所述导向基座上设有推送轨道；[0008]间隔卡位组件，所述间隔卡位组件设于推送轨道上。[0009]进一步地，所述推送块两端贯穿托架本体侧壁且与冲撞块固定连接，所述托架本体表面开设有导向侧开口。[0010]进一步地，所述防崩塌组件还包括设于推送轨道上的空心支撑管件，所述空心支撑管件活动设于推送轨道上，且所述空心支撑管件一端活动插接有两组支撑杆，所述支撑杆端部固定连接橡胶盘，所述橡胶盘内表面均匀设有钢丝，所述空心支撑管件另一端活动插接有活塞推杆。[0011]进一步地，所述空心支撑管件呈弯形“Y”状结构，且所述空心支撑管件内腔设有气腔，所述支撑杆内腔开设有与空心支撑管件连通的气道，所述活塞推杆设于空心支撑管件外侧的端部固定连接有活动块。[0012]进一步地，所述间隔卡位组件包括活动设于活动块面向托架侧壁的卡钩杆，所述活动块内腔开设有弧形槽，所述弧形槽内设有复位弹簧，所述复位弹簧一端与卡钩杆一体
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说 明 书
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成型设置的凸块连接，所述活动块顶面设有限位挡块。[0013]进一步地，所述活动块底面固定连接抵接块，所述抵接块底面固定连接伸缩弹簧，且所述抵接块活动设于导向槽内，所述导向槽开设于推送轨道上。[0014]进一步地，所述推送轨道面向托架一侧设有限位组件，所述限位组件包括矩形框架，所述矩形框架上设有卡位板，所述卡位板上均匀开设有与卡钩杆相适配的卡钩槽，且所述卡位板两端分别设有纵向油缸和横向油缸，所述卡位板两端设有连接件，所述矩形框架内壁开设有L型凹槽。[0015]进一步地，所述空心支撑管件上设有辅助支撑组件，所述辅助支撑组件包括与空心支撑管件固定连接的加固杆，所述加固杆一端活动插接于空管内腔，所述空管通过导气管与空心支撑管件内腔连接。
[0016]一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置的方法，具体包括以下步骤，[0017]S1：通过驱动机构驱使钻杆于矿道内表面上方进行凿岩作业，随着钻杆的间歇性沿着托架向上钻进时，冲撞块随同间歇性撞击抵接块，冲击力使得活动块沿着推送导轨向上移动；[0018]S2：活动块移动时，卡钩杆向下转动，并使其脱离当前的卡位板上的卡钩槽，当活动块向上移动一段距离后，卡钩杆在复位弹簧的作用下复位，并重新卡在上方位置的卡钩槽内；
[0019]S3：活动块的移动同步推使活塞杆于空心支撑管件内向上移动，压缩其内腔的空气，使得橡胶盘紧紧贴附于矿道内表面，对钻杆周围的矿道内表面形成支护效果；[0020]S4：随着钻杆的持续钻进，卡钩杆随同卡在更高位置的卡钩槽内，相应的空心支撑管件同步移动，配合支撑杆和橡胶盘形成稳定的三角支撑结构，且随着钻进的深度增加，稳定性越高，在钻进结束后，可先行退出钻杆，根据矿道内表面的结构强度，选择是否增设额外的支护结构来避免防崩塌的问题。[0021]与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明随着钻杆的持续钻进，使得活动块带动卡钩杆不断向上层位置卡位板上的卡钩槽内移动，相应的空心支撑管件同步移动，配合支撑杆和橡胶盘形成稳定的三角支撑结构，且随着钻进的深度增加，稳定性越高，在钻进结束后，可先行退出钻杆，根据矿道内表面的结构强度，选择是否增设额外的支护结构来避免防崩塌的问题，在额外支护结构放置好之后，通过横向油缸和纵向油缸使得卡位板回缩，活动块在伸缩弹簧的作用带动卡钩杆复位至初始位置，降低了矿道内发生崩塌的危险性，提高了矿道内表面凿岩作业的安全性。
附图说明
[0022]图1为本发明结构示意图；
[0023]图2为本发明图1中A处结构放大剖面示意图；[0024]图3为本发明限位组件结构示意图；[0025]图4为本发明活动块剖面结构示意图。[0026]图中：100、托架组件；101、托架本体；102、传动轴；103、钻杆；104、推送块；105、驱动机构；106、冲撞块；200、防崩塌组件；201、导向基座；202、推送轨道；203、空心支撑管件；204、支撑杆；205、橡胶盘；206、钢丝；207、活塞推杆；208、活动块；300、间隔卡位组件；301、
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说 明 书
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卡钩杆；302、限位挡块；303、弧形槽；304、复位弹簧；305、抵接块；306、伸缩弹簧；307、导向槽；400、限位组件；401、矩形框架；402、卡位板；403、L型凹槽；404、连接件；405、纵向油缸；406、横向油缸；500、辅助支撑组件；501、加固杆；502、空管；503、导气管。[0027]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
具体实施方式
[0028]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。[0029]请参阅图1，本发明提供一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置，包括，托架组件100，包括托架本体101，托架本体101上设有传动轴102，传动轴102一端固定连接钻杆103，且传动轴102另一端固定连接推送块104，推送块104后端设有驱动机构105；防崩塌组件200，防崩塌组件200设于托架本体101的两侧，且防崩塌组件200包括与托架本体101侧壁固定连接的导向基座201，导向基座201上设有推送轨道202；间隔卡位组件300，间隔卡位组件300设于推送轨道202上。[0030]请参阅图2，推送块104两端贯穿托架本体101侧壁且与冲撞块106固定连接，托架本体101表面开设有导向侧开口。[0031]请参阅图2，防崩塌组件200还包括设于推送轨道202上的空心支撑管件203，空心支撑管件203内腔为气腔，空心支撑管件203活动设于推送轨道202上，且空心支撑管件203一端活动插接有两组支撑杆204，支撑杆204端部固定连接橡胶盘205，空心支撑管件203沿着推送轨道202移动时，能够同步驱使支撑杆204带动橡胶盘205与矿道内表面抵接，并随着空心支撑管件203的持续移动，使得支撑杆204对矿道内表面提供更加强有力的支护，橡胶盘205内表面均匀设有钢丝206，钢丝206的设置用于提高橡胶盘205的结构强度，空心支撑管件203另一端活动插接有活塞推杆207，活塞推杆207的移动，能够压缩空心支撑管件203内腔的空气，从而使得支撑杆204相应移动。[0032]请参阅图2，空心支撑管件203呈弯形“Y”状结构，且空心支撑管件203内腔设有气腔，支撑杆204内腔开设有与空心支撑管件203连通的气道，当橡胶盘205与矿道内表面抵接时，首先会排尽其中的空气，此时支撑杆204不移动，当橡胶盘205内的空气排尽后，形成封堵的气腔，从而使得空心支撑管件203的移动带动支撑杆204的移动，提供稳定的支护功能，活塞推杆207设于空心支撑管件203外侧的端部固定连接有活动块208。[0033]请参阅图2和图4，间隔卡位组件300包括活动设于活动块208面向托架侧壁的卡钩杆301，活动块208内腔开设有弧形槽303，弧形槽303内设有复位弹簧304，复位弹簧304一端与卡钩杆301一体成型设置的凸块连接，活动块208沿着推送轨道202上移动时，当卡钩杆301向上层卡钩槽内移动时，卡钩杆301处于向下转动状态，直至移动至上层卡钩槽处时，复位弹簧304驱使卡钩杆301复位，与卡钩槽接触，形成稳定的连接作用，活动块208顶面设有限位挡块302。
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说 明 书
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请参阅图2，活动块208底面固定连接抵接块305，抵接块305底面固定连接伸缩弹
簧306，伸缩弹簧306的作用用于在使得卡位板402撤销对卡钩杆301的限位后，辅助活动块208缓慢复位至初始位置，且抵接块305活动设于导向槽307内，导向槽307开设于推送轨道202上。
[0035]请参阅图2和图3，推送轨道202面向托架一侧设有限位组件400，限位组件400包括矩形框架401，矩形框架401上设有卡位板402，卡位板402上均匀开设有与卡钩杆301相适配的卡钩槽，随着钻杆103的持续钻进，卡钩杆301随同卡在更高位置的卡钩槽内，相应的空心支撑管件203同步移动，配合支撑杆204和橡胶盘205形成稳定的三角支撑结构，且随着钻进的深度增加，卡钩杆301卡位至越上层的卡钩槽内，使得稳定性越高，卡位板402两端分别设有纵向油缸405和横向油缸406，卡位板402两端设有连接件404，矩形框架401内壁开设有L型凹槽403，在钻进结束后，可先行退出钻杆103，根据矿道内表面的结构强度，选择是否增设额外的支护结构来避免防崩塌的问题，在额外支护结构放置好之后，通过横向油缸406和纵向油缸405使得卡位板402回缩，活动块208在伸缩弹簧306的作用带动卡钩杆301复位至初始位置，降低了矿道内发生崩塌的危险性，提高了矿道内表面凿岩作业的安全性。[0036]请参阅图1，空心支撑管件203上设有辅助支撑组件500，辅助支撑组件500包括与空心支撑管件203固定连接的加固杆501，空心支撑管件203内空气被压缩时，使得空管502内空气同步被压缩，使得加固杆501同步空心支撑管件203的移动，对空心支撑管件203提供有效的加固支撑，加固杆501一端活动插接于空管502内腔，空管502通过导气管503与空心支撑管件203内腔连接。
[0037]一种矿道内表面防崩塌的凿岩装置的方法，具体包括以下步骤，[0038]S1：通过驱动机构105驱使钻杆103于矿道内表面上方进行凿岩作业，随着钻杆103的间歇性沿着托架向上钻进时，冲撞块106随同间歇性撞击抵接块305，冲击力使得活动块208沿着推送导轨向上移动；[0039]S2：活动块208移动时，卡钩杆301向下转动，并使其脱离当前的卡位板402上的卡钩槽，当活动块208向上移动一段距离后，卡钩杆301在复位弹簧304的作用下复位，并重新卡在上方位置的卡钩槽内；[0040]S3：活动块208的移动同步推使活塞杆于空心支撑管件203内向上移动，压缩其内腔的空气，使得橡胶盘205紧紧贴附于矿道内表面，对钻杆103周围的矿道内表面形成支护效果；
[0041]S4：随着钻杆103的持续钻进，卡钩杆301随同卡在更高位置的卡钩槽内，相应的空心支撑管件203同步移动，配合支撑杆204和橡胶盘205形成稳定的三角支撑结构，且随着钻进的深度增加，稳定性越高，在钻进结束后，可先行退出钻杆103，根据矿道内表面的结构强度，选择是否增设额外的支护结构来避免防崩塌的问题。[0042]本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
[0043]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
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说 明 书
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和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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说 明 书 附 图
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图2
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说 明 书 附 图
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图3
图4
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