一种煤矿用智能打钻造穴一体化成套设备制造技术

本发明专利技术提供一种煤矿用智能打钻造穴一体化成套设备，包括自动化控制钻机、高压密封钻杆、水流转换造穴装置以及远程控制清水泵站，本发明专利技术采用自动化控制钻机进行打钻、冲孔作业，通过远程控制系统控制远程控制清水泵站进行调压并且将水压调节到设计冲孔压力，然后通过远程控制系统控制冲孔位置、冲孔长度及冲孔时长，使原有的现场施工人员由3‑4名减少到1‑2名，有效减少井下劳动力资源占用；通过自动控制打钻有效降低施工人员的劳动强度，提高作业效率；通过智能控制系统对现场打钻及造穴参数进行记录，保障现场作业效果，提高瓦斯抽放率。

An integrated set of intelligent drilling and hole making equipment for coal mine

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿用智能打钻造穴一体化成套设备
本专利技术涉及煤矿液压钻机
，具体涉及一种煤矿用智能打钻造穴一体化成套设备。
技术介绍
现有的煤矿井下防突治理施工过程中，普遍采用人工现场操作液压钻机钻进并配套水力冲孔造穴进行泄压增透处理。常规的施工现场需要安排专人进行打钻作业、需要专人进行加装钻杆作业、需要专人进行水泵站调压作业，同时施工现场完全依靠人工进行打钻深度、冲孔位置、冲孔压力及冲孔时间判断，缺乏科学的施工工艺及现场施工参数记录，造成防突治理施工时人力资源占用较多、施工人员劳动强度大及施工参数记录不准确等问题的存在。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种瓦斯抽放率高且减少井下劳动力资源占用的煤矿用智能打钻造穴一体化成套设备。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种煤矿用智能打钻造穴一体化成套设备，包括自动化控制钻机、高压密封钻杆、水流转换造穴装置以及远程控制清水泵站，所述高压密封钻杆安装在自动化控制钻机上，所述自动化控制钻机的一侧设置有用于向自动化控制钻机提供待加接钻杆的钻杆车，高压密封钻杆的端部安装有所述的水流转换造穴装置，高压密封钻杆与远程控制清水泵站的出水口相连通，远程控制清水泵站的补水口与井下水源相连通。进一步的，所述远程控制清水泵站包括压力传感器和内部设置有水位传感器的水箱，水箱的补水口和出水口分别与井下水源和高压密封钻杆相连通。进一步的，所述钻杆车上设置有用于将待加接钻杆输送至自动化控制钻机的机械手。进一步的，所述自动化控制钻机包括用于带动自动化控制钻机移动的行走机构、电控总成、操控总成、动力源、油箱总成以及导轨总成。进一步的，所述导轨总成包括机架、含有旋转接头组件的动力头以及固定夹持有高压密封钻杆的固定夹持器，动力头与机架滑动连接，固定夹持器设置在动力头的一侧，动力头与固定夹持器之间设置有浮动夹持器，固定夹持器和浮动夹持器均与机架固定连接，且浮动夹持器与机架之间还设置有用于带动浮动夹持器绕其中心轴线旋转的油缸。进一步的，所述待加接钻杆的两端分别与旋转接头组件和高压密封钻杆的末端螺纹连接。进一步的，所述油缸的两端分别与机架的侧壁和浮动夹持器铰接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用自动化控制钻机进行打钻、冲孔作业，通过远程控制系统控制远程控制清水泵站进行调压并且将水压调节到设计冲孔压力，然后通过远程控制系统控制自动化控制钻机的冲孔位置、冲孔长度及冲孔时长，使原有的现场施工人员由3-4名减少到1-2名，有效减少井下劳动力资源占用；而且，通过自动控制打钻有效降低施工人员的劳动强度，提高作业效率；通过智能控制系统对现场打钻及造穴参数进行记录，保障现场作业效果，提高瓦斯抽放率。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术在工作时高压密封钻杆与水流转换造穴装置的装配示意图；图3是本专利技术中自动化控制钻机与钻杆车的位置关系示意图；图4是本专利技术中导轨总成的结构示意图；图中标记：1、自动化控制钻机，2、钻杆车，3、行走机构，4、电控总成，5、操控总成，6、动力源，7、油箱总成，8、导轨总成，9、机架，10、动力头，11、固定夹持器，12、浮动夹持器，13、油缸，14、机械手，15、远程控制清水泵站，16、高压密封钻杆，17、水流转换造穴装置。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1和图2所示，一种煤矿用智能打钻造穴一体化成套设备，包括自动化控制钻机1、高压密封钻杆16、水流转换造穴装置17以及远程控制清水泵站15，所述高压密封钻杆16安装在自动化控制钻机1上，所述自动化控制钻机1的一侧设置有用于向自动化控制钻机1提供待加接钻杆的钻杆车2，高压密封钻杆16的端部安装有所述的水流转换造穴装置17，高压密封钻杆16通过管道与远程控制清水泵站15的出水口相连通，远程控制清水泵站15的补水口通过管道与井下水源相连通。所述远程控制清水泵站15包括内部设置有压力传感器和水位传感器的水箱，水箱的补水口和出水口分别与井下水源和高压密封钻杆16相连通。其中，自动化控制钻机1负责施工现场的打钻作业，由现场作业人员通过输入施工倾角、作业深度、冲孔位置、冲孔长度、冲孔压力、冲孔时长等参数控制设备的实际作业参数。高压密封钻杆16在传递扭矩的同时可以将高压水输送给水流转换造穴装置17，水流转换造穴装置17通过低压水打钻、高压水造穴的功能实现打钻、造穴一体化作业，使现场打钻与冲孔作业可以一次进行，无需频繁拆卸钻杆、更换钻具，此处需要说明的是水流转换造穴装置17可以采用如申请号201810931046.3所提供的一种机械水动力组合式扩孔装置，该装置在常规开孔过程中低压水可对钻杆体进行冷却，水流能保证孔内排粉效果，高压时机械刀体打开，进行煤体切割，通过高低压的转换就能实现钻孔与扩孔一体化，当然也可以采用其它具有水压调节功能的一体化钻具。远程控制清水泵站15可由自动化控制钻机1进行控制，实现远程启动、远程压力调节、远程控制水源通断等，同时远程控制清水泵站15可自带自动上水装置及水位监测装置，通过水位监测控制水箱补水时间及补水时长。施工时在高压密封钻杆16前端安装水流转换造穴装置17，由自动化控制钻机1对高压密封钻杆16提供钻进时所需的扭矩及推进力，进行钻孔作业；高压密封钻杆16与远程控制清水泵站15的出水口连接，为钻进作业提供冷却水及排渣所需水源，远程控制清水泵站15的补水口与井下水源连接；当需进行冲孔作业时，由智能控制程序控制远程控制清水泵站15调整泵站的输出压力，并通过压力反馈将水泵站输出压力调定为设计冲孔压力，实现水流转换造穴装置17的转换并进行冲孔作业；作业过程中，当水箱水位低于水位保护值，远程控制清水泵站15的送水装置自动打开进行水箱补水，当水箱水位达到设计的上限位时，送水装置自动关闭，停水对水箱进行补水。从而在整个打钻、造穴施工过程中，只需1-2名作业人员对施工现场作业状态进行监视或施工现场无需人员进行监视，井下劳动力资源得到解放，工人的作业强度也得到急剧降低，同时智能控制程序还可对现场施工过程进行详细记录，避免出现打假钻的情况，保证施工作业的质量。如图3所示，所述钻杆车2上设置有用于将待加接钻杆输送至自动化控制钻机1的机械手14。所述自动化控制钻机1包括用于带动自动化控制钻机1移动的行走机构3、电控总成4、操控总成5、动力源6、油箱总成7以及导轨总成8，电控总成4和钻杆车2的电控部分均由可编程控制器和无线通讯模块组成且两者通过无线通讯模块传输信息，实现自动化控制钻机1与钻杆车2之间的连接。所述行走机构1的顶部还设置有底架（未在图中标出），底架的其中一端与行走机构1铰接，底架的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿用智能打钻造穴一体化成套设备，包括自动化控制钻机（1）、高压密封钻杆（16）、水流转换造穴装置（17）以及远程控制清水泵站（15），所述高压密封钻杆（16）安装在自动化控制钻机（1）上，其特征在于：所述自动化控制钻机（1）的一侧设置有用于向自动化控制钻机（1）提供待加接钻杆的钻杆车（2），高压密封钻杆（16）的端部安装有所述的水流转换造穴装置（17），高压密封钻杆（16）与远程控制清水泵站（15）的出水口相连通，远程控制清水泵站（15）的补水口与井下水源相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矿用智能打钻造穴一体化成套设备，包括自动化控制钻机（1）、高压密封钻杆（16）、水流转换造穴装置（17）以及远程控制清水泵站（15），所述高压密封钻杆（16）安装在自动化控制钻机（1）上，其特征在于：所述自动化控制钻机（1）的一侧设置有用于向自动化控制钻机（1）提供待加接钻杆的钻杆车（2），高压密封钻杆（16）的端部安装有所述的水流转换造穴装置（17），高压密封钻杆（16）与远程控制清水泵站（15）的出水口相连通，远程控制清水泵站（15）的补水口与井下水源相连通。


2.根据权利要求1所述的一种煤矿用智能打钻造穴一体化成套设备，其特征在于：所述远程控制清水泵站（15）包括压力传感器和内部设置有水位传感器的水箱，水箱的补水口和出水口分别与井下水源和高压密封钻杆（16）相连通。


3.根据权利要求1所述的一种煤矿用智能打钻造穴一体化成套设备，其特征在于：所述钻杆车（2）上设置有用于将待加接钻杆输送至自动化控制钻机（1）的机械手（14）。


4.根据权利要求3所述的一种煤矿用智能打钻造穴一体化成套设备，其特征在于：所述自动化控制钻机...

【专利技术属性】
技术研发人员：武泽铭，刘海瑞，代应毫，史显峰，黄文明，
申请(专利权)人：河南铁福来装备制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41