一种自掘进式的煤层卸压增透装置的制作方法

1.本发明涉及一种自掘进式的煤层卸压增透装置，属于煤矿开掘设备技术领域。


背景技术：

2.煤矿井下巷道布置错综复杂，喀斯特地貌下的巷道布置空间更为有限，在近距离煤层群开采过程中，尤其是高瓦斯、低透气性煤层开采，瓦斯治理措施的适用范围大大受限，使得煤层瓦斯难以有效解吸与释放，极易造成瓦斯积聚，引发瓦斯灾害事故的发生；同时，井下打钻过程中使用到的钻头上设置有破岩刀片，其破岩刀片在使用期间会逐渐被煤层磨的钝化，为了不影响煤层开掘的速度，需要定期将钻头上的破岩刀片更换，但是现有的破岩刀片安装方式通常采用螺栓、螺母将其固定，或是直接焊接，不便后期将钝化的刀片进行拆卸更换。针对上述技术难题，如何有效在有限空间内实现煤层的有效卸压、增透，并保证装置运作的快速性和可靠性，成为了快速、有效消除瓦斯空白区域，提升煤矿瓦斯治理的有效性和经济合理性的技术瓶颈；鉴于此，我们提出了一种自掘进式的煤层卸压增透装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种自掘进式的煤层卸压增透装置，实现有限空间内对煤层的有效卸压、增透，实现破岩刀片拆卸方便快捷，保证了装置运作的快速性和可靠性，提升煤矿瓦斯治理的有效性和经济合理性。
4.本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种自掘进式的煤层卸压增透装置，包括安装壳、破岩刀具组件、微型动力供应组件、动力传送组件、行走组件、钻屑排送组件和控制组件，所述安装壳的内部固定设置有安装组件，所述安装组件包括环形安装架、安装柱、主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述安装柱固定焊接于所述环形安装架的内侧，所述环形安装架的内部固定焊接有两个定位板，所述安装柱的内部开设有安装腔，所述安装腔的内部固定安装有两个固定板，两个所述固定板的内部之间转动安装有双向螺纹杆，所述主动锥齿轮的一侧固定安装有调节钮，所述双向螺纹杆的外表面螺纹连接有两个连接柱，两个所述连接柱均滑动安装于所述安装腔的内部，所述调节钮转动安装于所述安装柱的内部，所述从动锥齿轮固定连接于所述双向螺纹杆的外表面，所述主动锥齿轮与所述从动锥齿轮相互啮合，所述破岩刀具组件包括环形连接架和若干个破岩刀片，所述环形连接架的内部开设有两个连接孔。
5.优选的，为了方便将钻筒外表面的煤渣刮除，所述安装壳的右侧设置有清理组件，所述清理组件包括清理件和两个连接件，所述清理件分为环形板和环形刮料板，所述环形刮料板固定安装于所述环形板的内表面，所述连接件分为两个定位块和固定块，两个所述定位块均固定设置于所述安装壳的外表面，所述固定块固定安装于所述环形板的一侧，两个所述定位块的内部均开设有凹槽。
6.优选的，为了将环形刮料板更换，所述固定块的内部开设有固定腔，所述固定腔的内部滑动连接有内板，所述内板的正面固定安装有固定杆，所述内板的正面固定连接有两
个强力弹簧，所述固定杆的一端转动安装有转动板，所述转动板的背面固定连接有两个连接块。
7.优选的，为了方便带动钻筒前进且驱动破岩刀具组件旋转，所述微型动力供应组件包括电机、连接杆、支撑条和驱动杆，所述电机固定安装于所述安装壳的左侧，所述连接杆转动安装于所述安装壳的内部，所述支撑条固定安装于所述安装壳的内部。
8.优选的，为了在钻筒前进时能够始终被电机驱动，所述连接杆的外表面固定安装有第一齿轮，所述驱动杆转动连接于所述支撑条的内部，所述驱动杆的一端固定安装有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合，所述驱动杆的外表面滑动连接有驱动套筒。
9.优选的，为了方便推动破岩刀具组件前进开掘，所述动力传送组件包括齿牙圈、第三齿轮和连接条，所述驱动套筒转动设置于所述连接条的内部，所述第三齿轮转动安装于所述连接条的右侧，所述安装壳的内表面开设有连接槽。
10.优选的，为了防止使钻筒推进中能够实现转动，所述行走组件包括丝杆和钻筒，所述丝杆转动连接于所述连接槽的内部，所述钻筒活动连接于所述安装壳的内部，所述齿牙圈固定安装于所述钻筒的左侧，所述丝杆的外表面螺纹连接有移动块，所述钻筒转动安装于所述移动块的顶部。
11.优选的，为了将开掘的煤屑排出，所述钻屑排送组件包括排送筒，所述排送筒转动安装于所述钻筒的左侧，所述排送筒的内部通过固定架固定设置有小电机，所述小电机的右侧转动安装有螺旋输送杆。
12.优选的，为了进一步提升对煤体的卸压效果，所述安装壳的一侧设置有卸压组件，所述卸压组件包括高压气泵、输送管一和输送管二，所述钻筒的内部开设有输气腔，所述钻筒的右侧开设有若干个喷气孔。
13.本发明的有益效果是：通过在有限空间内对煤层的不断掘进，实现对煤层的有效卸压、增透；通过外界驱动机构插入孔带动调节钮旋转，从而主动锥齿轮通过从动锥齿轮带动双向螺纹杆旋转实现两个连接柱靠近，直至连接柱脱离连接孔即可将破岩刀片取下，拆卸方便快捷，便于后期将钝化的刀片更换。
附图说明
14.图1为本发明的整体结构示意图。
15.图2为本发明局部的拆分图。
16.图3为本发明中清理组件的局部剖面图。
17.图4为本发明的剖面图。
18.图5为本发明图4的左视图。
19.图6为本发明图4中a部的放大示意图。
20.图7为本发明图5中b部的放大示意图。
21.图8为本发明图5中c部的放大示意图。
22.图中：1、安装壳；
23.2、破岩刀具组件；201、环形连接架；202、破岩刀片；203、连接孔；
24.3、微型动力供应组件；301、电机；302、连接杆；303、支撑条；304、驱动杆；305、第一
齿轮；306、第二齿轮；307、驱动套筒；
25.4、动力传送组件；401、齿牙圈；402、第三齿轮；403、连接条；
26.5、行走组件；501、丝杆；502、钻筒；503、移动块；
27.6、钻屑排送组件；601、排送筒；602、小电机；603、螺旋输送杆；
28.7、控制组件；
29.8、安装组件；801、环形安装架；802、安装柱；803、主动锥齿轮；804、从动锥齿轮；805、定位板；806、安装腔；807、固定板；808、双向螺纹杆；809、调节钮；8010、连接柱；
30.9、清理组件；901、清理件；9011、环形板；9012、环形刮料板；902、连接件；9021、定位块；9022、固定块；9023、凹槽；9024、固定腔；9025、内板；9026、固定杆；9027、强力弹簧；9028、转动板；9029、连接块；
31.10、连接槽；
32.11、卸压组件；1101、高压气泵；1102、输送管一；1103、输送管二；
33.12、输气腔；13、喷气孔。
具体实施方式
34.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。
35.请参阅图1-8所示，一种自掘进式的煤层卸压增透装置，包括安装壳1、破岩刀具组件2、微型动力供应组件3、动力传送组件4、行走组件5、钻屑排送组件6和控制组件7，通过微型动力供应组件3给动力传送组件4提供动力，并将动力传递给前端的破岩刀具组件2和行走组件5，自掘进式的煤层卸压增透装置通过行走组件5不断提供向前行进，并提供向前的推力，结合破岩刀具组件2不断切削煤体，通过钻屑排送组件6将钻屑排出，以此往复，不断切削、排送和前进，已实现煤体的卸压、增透效果，控制组件7包括远程控制模块、空间定位模块以及配套平板装置，其中配套平板装置用以三维呈现位置信息和远程操作，自掘进式的煤层卸压增透装置通过内部空间定位模块实时反馈位置信息，并在平板装置三维显示，通过远程控制模块进行远程启、停动作和前进、后退动作，实现自掘进式的煤层卸压增透装置的远程操作与控制，安装壳1的内部固定设置有安装组件8，安装组件8包括环形安装架801、安装柱802、主动锥齿轮803和从动锥齿轮804，安装柱802固定焊接于环形安装架801的内侧，环形安装架801的内部固定焊接有两个定位板805；
36.定位板805起到将连接孔203和连接柱8010对位的作用，安装柱802的内部开设有安装腔806，安装腔806的内部固定安装有两个固定板807，两个固定板807起到将双向螺纹杆808支撑的作用，两个固定板807的内部之间转动安装有双向螺纹杆808，主动锥齿轮803的一侧固定安装有调节钮809，调节钮809上开设有孔，通过外界驱动机构插入孔中带动调节钮809旋转，以此带动主动锥齿轮803旋转，双向螺纹杆808的外表面螺纹连接有两个连接柱8010，两个连接柱8010相离的一端均贯穿并延伸至环形安装架801的内部，且贯穿处均为滑动连接，两个连接柱8010均滑动安装于安装腔806的内部，调节钮809转动安装于安装柱802的内部，从动锥齿轮804固定连接于双向螺纹杆808的外表面，主动锥齿轮803与从动锥
齿轮804相互啮合，破岩刀具组件2包括环形连接架201和若干个破岩刀片202，环形连接架201的内部开设有两个连接孔203，且环形连接架201的一侧开设有两个定位槽，定位板805对应定位槽插入，能够帮助连接孔203和连接柱8010之间对位。
37.如图2和图3所示，安装壳1的右侧设置有清理组件9，清理组件9包括清理件901和两个连接件902，清理件901分为环形板9011和环形刮料板9012，环形刮料板9012安装在安装壳1的右侧后，内侧和钻筒502的外表面，环形刮料板9012固定安装于环形板9011的内表面，连接件902分为两个定位块9021和固定块9022，两个定位块9021均固定设置于安装壳1的外表面，两个连接件902等距分布，固定块9022固定安装于环形板9011的一侧，两个定位块9021的内部均开设有凹槽9023。
38.如图3所示，固定块9022的内部开设有固定腔9024，固定腔9024的内部滑动连接有内板9025，内板9025的正面固定安装有固定杆9026，固定杆9026的一端贯穿并延伸至固定块9022的外部，且贯穿处为滑动连接，固定杆9026为连接内板9025和转动板9028之间联合运动的桥梁，内板9025的正面固定连接有两个强力弹簧9027，强力弹簧9027处于原长时，内板9025紧贴在固定腔9024的内壁，固定杆9026处于固定腔9024中，固定杆9026的一端转动安装有转动板9028，转动板9028的背面固定连接有两个连接块9029，转动板9028上固定连接有调节把，调节把带动转动板9028转动用于改变连接块9029的方向，使连接块9029偏离凹槽9023或者和凹槽9023对应。
39.如图7和图8所示，微型动力供应组件3包括电机301、连接杆302、支撑条303和驱动杆304，电机301通过现有技术和外部控制开关相连接，且输出轴的一端和连接杆302的一端固定安装，电机301固定安装于安装壳1的左侧，连接杆302转动安装于安装壳1的内部，支撑条303固定安装于安装壳1的内部，连接杆302的外表面固定安装有第一齿轮305，安装壳1的内表面开设有槽体，第一齿轮305位于槽体中，不妨碍第一齿轮305的转动，驱动杆304转动连接于支撑条303的内部，驱动杆304的一端固定安装有第二齿轮306，第一齿轮305与第二齿轮306相互啮合，驱动杆304的外表面滑动连接有驱动套筒307，第一齿轮305和第二齿轮306通过驱动杆304带动驱动套筒307旋转，以此带动第三齿轮402旋转。
40.如图7所示，动力传送组件4包括齿牙圈401、第三齿轮402和连接条403，连接条403固定安装在排送筒601的底部，保持平直滑动，进而使第三齿轮402始终保持和驱动杆304一条直线，驱动套筒307转动设置于连接条403的内部，驱动套筒307的右端和第三齿轮402的左侧固定连接，第三齿轮402转动安装于连接条403的右侧，安装壳1的内表面开设有连接槽10。
41.如图7所示，行走组件5包括丝杆501和钻筒502，丝杆501转动连接于连接槽10的内部，钻筒502活动连接于安装壳1的内部，齿牙圈401固定安装于钻筒502的左侧，丝杆501的外表面螺纹连接有移动块503，钻筒502转动安装于移动块503的顶部，丝杆501的左端和连接杆302的右端连接，丝杆501旋转将带动移动块503顺着丝杆501移动，以此推动钻筒502在安装壳1中移出移进，以此将破岩刀具组件2推进煤层开掘。
42.如图4所示，钻屑排送组件6包括排送筒601，排送筒601转动安装于钻筒502的左侧，且排送筒601的左端滑动连接在安装壳1中，起到将排送筒601滑动时支撑的作用，排送筒601的内部通过固定架固定设置有小电机602，小电机602通过现有技术和外部控制开关相连接，用于驱动螺旋输送杆603将煤屑排出，防止排送中堵塞，小电机602的右侧转动安装
有螺旋输送杆603。
43.如图4和图6所示，安装壳1的一侧设置有卸压组件11，卸压组件11包括高压气泵1101、输送管一1102和输送管二1103，输送管二1103滑动连接在输送管一1102的外表面，输送管一1102的一端连通在高压气泵1101的一侧，钻筒502的内部开设有输气腔12，钻筒502的左侧设置有旋转接头，输送管二1103的一端和旋转接头连接，钻筒502的右侧开设有若干个喷气孔13。
44.本发明在使用时，将破岩刀具组件2的一端对着开掘煤层的位置后，通过微型动力供应组件3中的电机301带动连接杆302转动，连接杆302则带动第一齿轮305旋转，第一齿轮305带动丝杆501和第二齿轮306旋转，丝杆501旋转使移动块503在丝杆501上右移，移动块503则带动钻筒502右移，钻筒502推动破岩刀具组件2钻进煤层深处，钻筒502移动带动排送筒601移动，排送筒601通过连接条403带动第三齿轮402移动，且始终保持和齿牙圈401啮合的状态，同时，第二齿轮306带动驱动杆304和驱动套筒307旋转，驱动套筒307旋转中，被连接条403拉动，驱动套筒307带动第三齿轮402旋转，从而齿牙圈401被第三齿轮402的齿牙带动旋转，进而钻筒502旋转，钻筒502带动破岩刀具组件2旋转并开掘煤层，与此同时，高压气泵1101将气流通过输送管一1102和输送管二1103充入输气腔12中，通过喷气孔13喷出，对开掘煤层周围进行冲孔卸压，钻掉的煤屑将进入钻筒502，随后通过小电机602启动螺旋输送杆603，将钻筒502内部积攒的煤屑排送出排送筒601，以此往复，不断切削-排送-前进，已实现煤体的卸压、增透效果。
45.在煤层开掘完成后，电机301反转带动连接杆302和丝杆501反转，以此带动钻筒502移进安装壳1，在钻筒502移进安装壳1的过程中，环形刮料板9012将钻筒502外表面粘附的煤屑刮除，防止粘附的煤屑进入安装壳1中落进连接槽10，妨碍了移动块503的移动，在破岩刀片202使用一定的期限后，刀片会变得钝化，此时可通过外界驱动机构插入孔中带动调节钮809旋转，调节钮809则带动主动锥齿轮803转动，主动锥齿轮803带动从动锥齿轮804旋转，进而实现双向螺纹杆808旋转，双向螺纹杆808则带动将两个连接柱8010相互靠近，直至连接柱8010脱离连接孔203解除对环形连接架201的限位即可将破岩刀片202取下更换，安装时将环形连接架201上的定位槽对应定位板805插上，通过外界驱动机构插入孔中带动调节钮809反向旋转即可使两个连接柱8010相互远离，直至连接柱8010卡进连接孔203中便可。
46.对于环形刮料板9012，可以通过拉动调节把带动转动板9028远离定位块9021，直至转动板9028带动两个连接块9029脱离凹槽9023，同时转动板9028拉动固定杆9026滑出固定腔9024，固定杆9026将拉动内板9025滑动并将两个强力弹簧9027挤压，随后转动调节把，转动板9028随之转动，直至将两个连接块9029转动至偏离凹槽9023即可，便能将固定块9022和环形板9011拆离安装壳1，将环形刮料板9012拆除，若是环形刮料板9012损坏，能够快速拆卸更换，安装时，只需要将两个固定块9022分别对应两个定位块9021之间的空隙插入，拉动调节把直至转动板9028带动连接块9029远离定位块9021后转动转动板9028，将连接块9029对应凹槽9023松开调节把即可，强力弹簧9027将推动内板9025复位，内板9025通过固定杆9026拉动转动板9028和连接块9029复位卡进凹槽9023完成安装。
47.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论
从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
48.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种自掘进式的煤层卸压增透装置，其特征在于：包括安装壳(1)、破岩刀具组件(2)、微型动力供应组件(3)、动力传送组件(4)、行走组件(5)、钻屑排送组件(6)和控制组件(7)，所述安装壳(1)的内部固定设置有安装组件(8)，所述安装组件(8)包括环形安装架(801)、安装柱(802)、主动锥齿轮(803)和从动锥齿轮(804)，所述安装柱(802)固定焊接于所述环形安装架(801)的内侧，所述环形安装架(801)的内部固定焊接有两个定位板(805)，所述安装柱(802)的内部开设有安装腔(806)，所述安装腔(806)的内部固定安装有两个固定板(807)，两个所述固定板(807)的内部之间转动安装有双向螺纹杆(808)，所述主动锥齿轮(803)的一侧固定安装有调节钮(809)，所述双向螺纹杆(808)的外表面螺纹连接有两个连接柱(8010)，两个所述连接柱(8010)均滑动安装于所述安装腔(806)的内部，所述调节钮(809)转动安装于所述安装柱(802)的内部，所述从动锥齿轮(804)固定连接于所述双向螺纹杆(808)的外表面，所述主动锥齿轮(803)与所述从动锥齿轮(804)相互啮合，所述破岩刀具组件(2)包括环形连接架(201)和若干个破岩刀片(202)，所述环形连接架(201)的内部开设有两个连接孔(203)。2.根据权利要求1所述的一种自掘进式的煤层卸压增透装置，其特征在于：所述安装壳(1)的右侧设置有清理组件(9)，所述清理组件(9)包括清理件(901)和两个连接件(902)，所述清理件(901)分为环形板(9011)和环形刮料板(9012)，所述环形刮料板(9012)固定安装于所述环形板(9011)的内表面，所述连接件(902)分为两个定位块(9021)和固定块(9022)，两个所述定位块(9021)均固定设置于所述安装壳(1)的外表面，所述固定块(9022)固定安装于所述环形板(9011)的一侧，两个所述定位块(9021)的内部均开设有凹槽(9023)。3.根据权利要求2所述的一种自掘进式的煤层卸压增透装置，其特征在于：所述固定块(9022)的内部开设有固定腔(9024)，所述固定腔(9024)的内部滑动连接有内板(9025)，所述内板(9025)的正面固定安装有固定杆(9026)，所述内板(9025)的正面固定连接有两个强力弹簧(9027)，所述固定杆(9026)的一端转动安装有转动板(9028)，所述转动板(9028)的背面固定连接有两个连接块(9029)。4.根据权利要求3所述的一种自掘进式的煤层卸压增透装置，其特征在于：所述微型动力供应组件(3)包括电机(301)、连接杆(302)、支撑条(303)和驱动杆(304)，所述电机(301)固定安装于所述安装壳(1)的左侧，所述连接杆(302)转动安装于所述安装壳(1)的内部，所述支撑条(303)固定安装于所述安装壳(1)的内部。5.根据权利要求4所述的一种自掘进式的煤层卸压增透装置，其特征在于：所述连接杆(302)的外表面固定安装有第一齿轮(305)，所述驱动杆(304)转动连接于所述支撑条(303)的内部，所述驱动杆(304)的一端固定安装有第二齿轮(306)，所述第一齿轮(305)与所述第二齿轮(306)相互啮合，所述驱动杆(304)的外表面滑动连接有驱动套筒(307)。6.根据权利要求5所述的一种自掘进式的煤层卸压增透装置，其特征在于：所述动力传送组件(4)包括齿牙圈(401)、第三齿轮(402)和连接条(403)，所述驱动套筒(307)转动设置于所述连接条(403)的内部，所述第三齿轮(402)转动安装于所述连接条(403)的右侧，所述安装壳(1)的内表面开设有连接槽(10)。7.根据权利要求6所述的一种自掘进式的煤层卸压增透装置，其特征在于：所述行走组件(5)包括丝杆(501)和钻筒(502)，所述丝杆(501)转动连接于所述连接槽(10)的内部，所述钻筒(502)活动连接于所述安装壳(1)的内部，所述齿牙圈(401)固定安装于所述钻筒
(502)的左侧，所述丝杆(501)的外表面螺纹连接有移动块(503)，所述钻筒(502)转动安装于所述移动块(503)的顶部。8.根据权利要求7所述的一种自掘进式的煤层卸压增透装置，其特征在于：所述钻屑排送组件(6)包括排送筒(601)，所述排送筒(601)转动安装于所述钻筒(502)的左侧，所述排送筒(601)的内部通过固定架固定设置有小电机(602)，所述小电机(602)的右侧转动安装有螺旋输送杆(603)。9.根据权利要求8所述的一种自掘进式的煤层卸压增透装置，其特征在于：所述安装壳(1)的一侧设置有卸压组件(11)，所述卸压组件(11)包括高压气泵(1101)、输送管一(1102)和输送管二(1103)，所述钻筒(502)的内部开设有输气腔(12)，所述钻筒(502)的右侧开设有若干个喷气孔(13)。

技术总结
本发明公开了一种自掘进式的煤层卸压增透装置，属于煤矿开掘设备技术领域，包括安装壳、破岩刀具组件、微型动力供应组件、动力传送组件、行走组件、钻屑排送组件和控制组件，安装壳的内部固定设置有安装组件，安装组件包括环形安装架、安装柱、主动锥齿轮和从动锥齿轮，安装柱固定焊接于环形安装架的内侧，环形安装架的内部固定焊接有两个定位板，安装柱的内部开设有安装腔，安装腔的内部固定安装有两个固定板，通过外界驱动机构插入孔带动调节钮旋转，从而主动锥齿轮通过从动锥齿轮带动双向螺纹杆旋转实现两个连接柱靠近，直至连接柱脱离连接孔即可将破岩刀片取下，拆卸方便快捷，便于后期将钝化的刀片更换。后期将钝化的刀片更换。后期将钝化的刀片更换。


技术研发人员：衡献伟 刘军 李文彬 李青松 田雨 张书金 关景顺 陈蒙磊 雷庆峰 耿文博
受保护的技术使用者：陕西旬邑青岗坪矿业有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/9/20