本实用新型专利技术公开了一种全断面巷道锚杆钻机的固定装置，涉及岩土工程和采矿工程领域，包括：可移动水平基础平台、水平侧向支撑杆、L型刚性支架、和两根可伸缩液压支撑杆、张开角为250°‑300°的刚性圆环、两根刚性支撑杆、两根摆动杆和套筒。本实用新型专利技术的有益效果是利用刚性圆环可使锚杆钻机对巷道全断面内的顶板、两帮和底板任一点实施钻孔打设，更利于在巷道内各个方位进行锚杆安装。
【技术实现步骤摘要】
一种全断面巷道锚杆钻机的固定装置
本专利技术涉及岩土工程和采矿工程领域，具体地说，涉及一种在巷道内协助进行锚杆支护的装置。
技术介绍
20世纪40年代，国外的一些矿山就开始应用锚杆支护。此后，锚杆支护在煤矿、非煤矿山、隧道等地下工程中得到快速发展，成为一种极具发展前景的巷道支护方式。20世纪50年代后期，我国开始应用锚杆支护技术，至今已有60年的历史。由于锚杆支护技术是将锚杆打入井巷围岩内而形成的支护结构，在井巷围岩状态不理想或巷道截面不理想的情况下，向井巷围岩准确打入锚杆的难度会显著增加，造成锚杆支护进度缓慢、锚杆支护质量低下等问题。为了保证锚杆支护的效率和质量，我们必须在锚杆施工的过程中保证其打入位置的准确性，防止锚杆支护失效的发生。目前我国锚杆施工主要靠人工手持锚杆钻机进行，随着人工推动锚杆钻机，钻机钻头的旋转即可在巷道围岩上打设钻孔。但是，该种方法在巷道尺寸较小的围岩顶部或者帮部靠上的部位施工时尚可完成。如遇巷道尺寸较大时，人力不可能完成这些部位的钻孔施工。另外，由于不容易使钻屑退出，包括巷道底端两角的帮部靠下部位和巷道底板实施钻孔打设十分困难。综合以上锚杆施工的发展现状，为了能够解决锚杆施工技术上遇到的困难给锚杆施工带来的阻碍，因此可从另一个角度出发：在确定锚杆钻孔位置后，利用机械设备代替人工，辅助锚杆钻机进行锚杆施工。为此，本专利技术提出机械固定锚杆钻机的设想，并使之发展为一套完备的全断面巷道锚杆钻机的固定装置，实现人力不可完成部位的锚杆施工。
技术实现思路
由于目前国内现有的锚杆施工技术主要靠人工手持锚杆钻机进行，施工范围限制大，所以本专利技术要解决的问题是完善在锚杆施工方面的缺漏。具体设计技术原理包括：1)在固定力的作用下，常规锚杆钻机可自行打入锚杆：2)牛顿第三定律--力的相互作用。固定原理：该装置的固定步骤为，首先通过固定万向轮和固定两根可伸缩液压支撑杆的长度确定基础系统的位置，再通过改变套筒在刚性圆环上的位置固定第二摆动杆的角度，即可确定锚杆钻机的打入锚杆的角度和空间位置，从而实现在全断面范围内巷道锚杆钻机的固定。本专利技术提供一种全断面巷道锚杆钻机的固定装置，包括：基础系统，所述基础系统包括可移动水平基础平台、水平侧向支撑杆、L型刚性支架和两根可伸缩液压支撑杆；所述两根可伸缩液压支撑杆的伸缩端与L型刚性支架底端刚性连接，其固定端与可移动水平基础平台刚性连接；所述水平侧向支撑杆与L型刚性支架的竖杆外侧端面刚性连接；刚性圆环，所述刚性圆环与所述L型刚性支架的竖杆远离所述水平侧向支撑杆的一侧固定，其上安装有滑动导轨；刚性支撑杆，所述刚性支撑杆包括两根杆件，两根杆件一端刚性固定于L型刚性支架，另一端刚性固定于刚性圆环的圆心位置；两根摆动杆和套筒，两根摆动杆包括第一摆动杆和第二摆动杆，所述第一摆动杆为可伸缩液压支撑杆，所述第一摆动杆一端与L型刚性支架的横杆铰接，另一端与套筒外侧壁铰接；所述第二摆动杆与刚性支撑杆固定于刚性圆环圆心处的位置铰接；所述套筒间隙套设在所述第二摆动杆；所述套筒与刚性圆环通过滑动导轨连接。进一步，所述可移动水平基础平台下侧安装有万向轮，用于基础系统在巷道地面的运动。所述水平侧向支撑杆为可伸缩液压支撑杆，数量为两根以上，且其自由端用于固定巷道帮部，用于提供水平方向的支撑力。所述刚性圆环的上端点与下端点之间的优弧圆心角θ的范围为250°-300°，通过改变第一摆动杆长度，套筒可确定在刚性圆环上的任意位置，进而第二摆动杆的角度方位可为刚性圆环的圆心角范围内的任意角度。所述第一摆动杆与L型刚性支架的铰接点与刚性圆环的圆心O点在同一条竖直线上。所述套筒通过球型铰链与刚性圆环上的滑动导轨连接，用于套筒360°的旋转。锚杆钻机固定于第二摆动杆上，锚杆钻机的轴线与第二摆动杆的轴线方向相同。本专利技术提供的一种全断面巷道锚杆钻机的固定装置，解决了锚杆施工中人力不可能完成的部位和钻屑不易退出部位的钻孔施工。本专利技术主要根据锚杆施工过程中的受力平衡以及圆环半径可相对圆环进行360°旋转的性质，提出了一套合理的全断面巷道锚杆钻机的固定装置，从而保证了锚杆施工过程中向全断面巷道内各个位置进行锚杆钻孔施工的可行性。本专利技术的实施步骤S1，根据需要打入锚杆的位置，调整万向轮的位置和液压伸缩杆的长度，确定L型刚性支架的位置，固定水平侧向支撑使基础系统稳定；S2，调整第一摆动杆的长度，使得套筒与O点连线的方向符合设计打入锚杆的方向；S3，将锚杆钻机固定在第二摆动杆上；S4，开启锚杆钻机，打入锚杆。在步骤S2中，通过调整第一摆动杆的长度，确定套筒在刚性圆环上的位置，进而确定套筒与刚性圆环圆心O点连线的角度方位，进而确定了第二摆动杆的角度方位；在步骤S3中，锚杆钻机的轴线与第二摆动杆的轴线方向相同，确定了该摆动杆的角度，即确定了锚杆钻机锚杆施工时的角度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术涉及的全断面巷道锚杆钻机的固定装置的结构示意图；图2为本专利技术的刚性圆环结构示意图；图3为本专利技术的套筒连接方式示意图；图4为本专利技术实现全断面锚杆施工示意图；具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于本专利技术的范围。实施案例1如图1所示，本专利技术提供一种全断面巷道锚杆钻机的固定装置，包括：基础系统(1)，所述基础系统(1)包括可移动水平基础平台(11)、水平侧向支撑杆(12)、L型刚性支架(13)和两根可伸缩液压支撑杆(14)；所述两根可伸缩液压支撑杆(14)的伸缩端与L型刚性支架(13)底端刚性连接，其固定端与可移动水平基础平台(11)刚性连接；所述水平侧向支撑杆(12)与L型刚性支架(13)的竖杆外侧端面刚性连接；刚性圆环(2)，所述刚性圆环(2)与所述L型刚性支架(13)的竖杆远离所述水平侧向支撑杆(12)的一侧固定，其上安装有滑动导轨(22)；刚性支撑杆(3)，所述刚性支撑杆包括两根杆件，两根杆件一端刚性固定于L型刚性支架(13)，另一端刚性固定于刚性圆环(2)的圆心位置；两根摆动杆(4)和套筒(5)，两根摆动杆包括第一摆动杆(41)和第二摆动杆(42)，所述第一摆动杆(41)为可伸缩液压支撑杆，所述第一摆动杆(41)一端与L型刚性支架(13)的横杆铰接，另一端与套筒(5)外侧壁铰接；所述第二摆动杆(42)与刚性支撑杆(3)固定于刚性圆环(2)圆心处的位置铰接；所述套筒(5)间隙套设在所述第二摆动杆(42)；所述套筒(5)与刚性圆环(2)通过滑动导轨(22)连接；所述第一摆动杆(41)与L型刚性支架(13)的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种全断面巷道锚杆钻机的固定装置，其特征在于，包括：/n基础系统(1)，所述基础系统(1)包括可移动水平基础平台(11)、水平侧向支撑杆(12)、L型刚性支架(13)和两根可伸缩液压支撑杆(14)；所述两根可伸缩液压支撑杆(14)的伸缩端与L型刚性支架(13)底端刚性连接，其固定端与可移动水平基础平台(11)刚性连接；所述水平侧向支撑杆(12)与L型刚性支架(13)的竖杆外侧端面刚性连接；/n刚性圆环(2)，所述刚性圆环(2)与所述L型刚性支架(13)的竖杆远离所述水平侧向支撑杆(12)的一侧固定，其上安装有滑动导轨(22)；/n刚性支撑杆(3)，所述刚性支撑杆包括两根杆件，两根杆件一端刚性固定于L型刚性支架(13)，另一端刚性固定于刚性圆环(2)的圆心位置；/n两根摆动杆(4)和套筒(5)，两根摆动杆包括第一摆动杆(41)和第二摆动杆(42)，所述第一摆动杆(41)为可伸缩液压支撑杆，所述第一摆动杆(41)一端与L型刚性支架(13)的横杆铰接，另一端与套筒(5)外侧壁铰接；所述第二摆动杆(42)与刚性支撑杆(3)固定于刚性圆环(2)圆心处的位置铰接；所述套筒(5)间隙套设在所述第二摆动杆(42)；所述套筒(5)与刚性圆环(2)通过滑动导轨(22)连接。/n...
【技术特征摘要】
1.一种全断面巷道锚杆钻机的固定装置，其特征在于，包括：
基础系统(1)，所述基础系统(1)包括可移动水平基础平台(11)、水平侧向支撑杆(12)、L型刚性支架(13)和两根可伸缩液压支撑杆(14)；所述两根可伸缩液压支撑杆(14)的伸缩端与L型刚性支架(13)底端刚性连接，其固定端与可移动水平基础平台(11)刚性连接；所述水平侧向支撑杆(12)与L型刚性支架(13)的竖杆外侧端面刚性连接；
刚性圆环(2)，所述刚性圆环(2)与所述L型刚性支架(13)的竖杆远离所述水平侧向支撑杆(12)的一侧固定，其上安装有滑动导轨(22)；
刚性支撑杆(3)，所述刚性支撑杆包括两根杆件，两根杆件一端刚性固定于L型刚性支架(13)，另一端刚性固定于刚性圆环(2)的圆心位置；
两根摆动杆(4)和套筒(5)，两根摆动杆包括第一摆动杆(41)和第二摆动杆(42)，所述第一摆动杆(41)为可伸缩液压支撑杆，所述第一摆动杆(41)一端与L型刚性支架(13)的横杆铰接，另一端与套筒(5)外侧壁铰接；所述第二摆动杆(42)与刚性支撑杆(3)固定于刚性圆环(2)圆心处的位置铰接；所述套筒(5)间隙套设在所述第二摆动杆(42)；所述套筒(5)与刚性圆环(2)通过滑动导轨(22)连接。
【专利技术属性】
技术研发人员：王宏伟，张一，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11
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