阅读说明：本技术 一种用于煤矿坑道的连续导管作业装备及作业方法 (Continuous guide pipe operation equipment and operation method for coal mine tunnel ) 是由 谢和平 高明忠 赵乐 陈领 李佳南 李聪 何志强 吴年汉 杨明庆 余波 于 2020-04-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种用于煤矿坑道的连续导管作业装备及作业方法,包括卷盘装置、传递装置,卷盘装置、传递装置分体设置,卷盘装置、传递装置均设有移动底座；卷盘装置包括卷筒,卷筒安装在卷筒架上,卷筒架上设有排管装置总成,排管装置总成用于控制连续导管卷盘顺序,卷筒由卷筒马达驱动；传递装置包括导向拱、注入头,导向拱转动连接注入头顶部,导向拱顶部沿长度方向设有多个导轮、压轮,导向拱和注入头之间设有液压组件,注入头用于下放/提拉连续导管。本发明能够适用于狭小空间,防转能力好,方便为取芯器提供动力源。(The invention discloses continuous guide pipe operation equipment and an operation method for a coal mine tunnel, which comprise a reel device and a transfer device, wherein the reel device and the transfer device are arranged in a split manner, and both the reel device and the transfer device are provided with a movable base; the reel device comprises a reel, the reel is arranged on a reel frame, a pipe arranging device assembly is arranged on the reel frame and used for controlling the sequence of the reels of the continuous conduit, and the reel is driven by a reel motor; the transfer device comprises a guide arch and an injection head, wherein the guide arch is rotatably connected with the top of the injection head, a plurality of guide wheels and pinch rollers are arranged on the top of the guide arch along the length direction, a hydraulic assembly is arranged between the guide arch and the injection head, and the injection head is used for lowering/lifting the continuous conduit. The core remover can be suitable for narrow space, has good rotation prevention capability and is convenient to provide a power source for the core remover.)

一种用于煤矿坑道的连续导管作业装备及作业方法

技术领域

本发明涉及煤矿坑道取芯装置领域，尤其涉及一种用于煤矿坑道的连续导管作业装备及作业方法。

背景技术

我国既是煤炭生产大国，也是煤炭消费大国，煤炭是我国重要的基础能源和原料。煤层瓦斯含量和煤层瓦斯压力是突出煤层突出危险性区域预测和区域效果检验的主要指标，煤层瓦斯含量通常采用地面煤层气含量测定、地勘瓦斯含量测定、矿井井下煤层钻孔取芯等方法进行测定，由于煤层瓦斯含量测试条件和测试方法等区别，上述煤层瓦斯含量测试结果往往差异较大精度不高，普遍存在估算损失，对煤矿开采的指导意义有限。而直接法测定煤层瓦斯含量，最关键的一步是现场取煤样，目前的煤层瓦斯取芯采用传统的钻进取芯方式。

对于煤层坑道取芯，现有技术中存有公开号为CN204646157U，名为一种煤层气绳索取芯装置，该装置使用绳索提升/下放取芯器，同时需要为取芯装置通入压缩空气，驱动取芯装置动作，而公开号为CN107905752A的取芯器，该装置也是使用绳索提升/下放取芯器，同时取芯装置需要依靠水压驱动取芯装置动作，

但绳索取芯在使用中，常容易发生取芯器转动，对取芯作业造成干扰，降低了监测数据的精确性，同时需要设置对应的流体介质通道，进而驱动取芯装置运动，增加了装置结构的复杂性。

发明内容

本发明旨在提供一种用于煤矿坑道的连续导管作业装备及作业方法，能够适用于狭小空间，防转能力好，方便为取芯器提供动力源。

为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

本发明公开一种用于煤矿坑道的连续导管作业装备及作业方法，包括卷盘装置、传递装置，卷盘装置、传递装置分体设置，卷盘装置、传递装置均设有移动底座；

卷盘装置包括卷筒，卷筒安装在卷筒架上，卷筒架上设有排管装置总成，排管装置总成用于控制连续导管卷盘顺序，卷筒由卷筒马达驱动；

传递装置包括导向拱、注入头，导向拱转动连接注入头顶部，导向拱顶部沿长度方向设有多个导轮，导向拱顶部沿长度方向设有多个压轮，导向拱和注入头之间设有液压组件，液压组件包括折叠液压杆，折叠液压杆底端铰接注入头，折叠液压杆顶端铰接滑动块，滑动块与导向拱底面滑动配合，注入头用于下放/提拉连续导管。

优选的，排管装置总成包括支架，支架和卷筒架之间设有升降液压杆，支架上设有双向丝杠，双向丝杠上设有导向装置，导向装置内设有机械计数器、转动系统，转动系统包括多个传送轮。

优选的，排管装置总成还包括力矩限制器。

优选的，导向装置和双向丝杠之间设有举升油缸，导向装置转动连接举升油缸。

优选的，导向拱由多个拱粱组成，相邻拱粱之间铰接配合。

优选的，注入头包括外框，外框内设有传送机构，两个传送机构并排设置，传送机构包括传送链，传送链顶部设有传送链马达，传送链底部设有下链轮，传送链上安装有加持块，两个传送链的相邻部分穿过液压夹紧机构，液压夹紧机构包括两个夹紧臂，夹紧臂两端分别设有夹紧液压缸，夹紧臂与传送链滑动配合，注入头底部设有翻转装置。

优选的，加持块包括加持基座、加持爪，加持爪安装在加持基座上，加持基座连接传送链，加持爪内设有摩擦凸起。

优选的，外框内还设有传送链计数器、载荷传感器。

优选的，传递装置还包括坑道钻机，坑道钻机包括钻机支架、钻机支架上设有钻杆驱动机构，钻机支架底端铰接移动底座，钻机支架与移动底座之间设有钻机液压缸，钻机支架顶端铰接注入头，钻机支架顶端与注入头之间设有翻转装置。

本发明还公开了上述装置的作业方法，包括以下步骤：

S1、将传递装置运送至取芯地点，将卷盘装置运送至传递装置后方；

S2、使用钻机液压缸竖起液压缸支架，注入头一同竖起；

S3、驱动翻转装置，注入头变为水平状态；

S4、连接取芯钻头与外管，完成外管总成的装配；

S5、通过钻杆连接外管总成，使用坑道钻机下放外管总成至取芯位置；

S6、驱动翻转装置，注入头变为竖直状态；

S7、折叠液压杆动作，多个拱粱伸展，导向拱抬起；

S8、连续导管从卷盘装置通过排管装置总成伸入导向拱；

S9、连续导管从导向拱伸入注入头，注入头内传送链运动，传送链上的加持块夹在连续导管外部，加持块随传送链运动，夹持在连续导管外周的加持块在液压夹紧机构的作用下夹紧连续导管，连续导管向下运动；

S10、装配内管总成，通过快速接头连接连续导管和内管总成的中心杆；

S11、将内管总成从钻杆内下放；

S12、当内管总成到达指定位置后，转动钻杆驱动机构并加压钻进，进行取芯作业。

本发明的有益效果：

1、本发明采用分体结构，同时设有多种折叠结构，能够适用于狭小空间。

2、本发明适用于坑道内，取芯深度有限，使用的连续导管长度有限，其防扭能力好，可以提供较好的防转能力。

3、本发明中连续导管可以使用中空结构，在中空结构内可以设置电缆，方便为取芯器提供动力源。

附图说明

图1为本发明的示意图一；

图2为本发明的示意图二；

图3为传递装置的侧视图；

图4为卷盘装置的示意图；

图5为卷盘装置的侧视图；

图6为导向拱和注入头的示意图；

图7为注入头的示意图一；

图8为注入头的示意图二；

图9为加持块的示意图；

图10为液压夹紧机构的示意图。

图中：1-卷盘装置、2-传递装置、3-取芯器、4-钻杆、9-连续导管、1101-卷筒、1102-卷筒架、1103-排管装置总成、1104-支架、1105-升降液压杆、1106-双向丝杠、1107-导向装置、1108-举升油缸、1109-传送轮、1201-导向拱、1202-注入头、1203-钻机支架、1204-钻杆驱动机构、1205-钻机液压缸、1206-导轮、1207-压轮、1208-折叠液压杆、1209-滑动块、1210-外框、1211-传送链、1212-传送链马达、1213-下链轮、1214-加持块、1215-加持基座、1216-加持爪、1217-摩擦凸起、1218-液压夹紧机构、1219-夹紧臂、1220-夹紧液压缸、1221-传送链计数器、1222-载荷传感器、1223-防喷盒、1224-拱粱、1225-锁紧片、1226-张紧装置、1301-移动底座、1302-履带。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

如图1～10所示，本发明包括分体设置的卷盘装置1、传递装置2，卷盘装置1、传递装置2均设有移动底座1301，移动底座1301均设有履带1302，

卷盘装置1用于收纳连续导管9，卷盘装置1包括卷筒1101、卷筒架1102，卷筒1101设于卷筒架1102上，卷筒架1102上设有排管装置总成1103，

排管装置总成1103包括支架1104、力矩限制器，支架1104转动连接卷筒架1102，支架1104和卷筒架1102设有升降液压杆1105，支架1104上设有双向丝杠1106，双向丝杠1106设有导向装置1107，导向装置1107内设有机械计数器、转动系统，导向装置1107与双向丝杠1106之间设有举升油缸1108，转动系统包括多个传送轮1109，

卷盘装置1还设有集流环，连续导管9内设有电缆，电缆电连接集流环，电缆用于为井下电气设备提供动力和/或信号，

当连续导管9在传递过程中，导向装置1107沿双向丝杠1106往返运动，使得连续导管9整齐的收纳在卷筒1101上。

传递装置2包括导向拱1201、注入头1202、坑道钻机，

坑道钻机包括钻机支架1203，钻机支架1203上设有钻杆驱动机构1204，钻机支架1203底端铰接移动底座1301，钻机支架1203与移动底座1301之间设有钻机液压缸1205，钻机支架1203顶端铰接注入头1202，

导向拱1201底端铰接注入头1202顶端，导向拱1201顶部沿长度方向等间隔的设有多个导轮1206，导向拱1201顶部沿长度方向等间隔的设有多个压轮1207，导轮1206和压轮1207组成连续导管9的供给通道，

导向拱1201底部设有液压组件，液压组件包括折叠液压杆1208，折叠液压杆1208底端铰接注入头1202，折叠液压杆1208顶端铰接滑动块1209，滑动块1209与导向拱1201底面滑动配合，导向拱1201包括多个拱粱1224，拱粱1224之间铰接配合，相邻拱粱1224之间设有锁紧片1225，锁紧片1225用于在拱粱1224伸展时锁紧导向拱1201，防止导向拱1201坍塌，

注入头1202包括外框1210，外框1210内安装有两个并排设置的传送机构，连续导管9位于两个传送机构之间，传送机构包括传送链1211，传送链1211顶部设有传送链马达1212，传送链1211底部设有下链轮1213，下链轮1213上设有张紧装置1226，张紧装置1226用于保持传送链1211处于张紧状态，传送链1211上安装有加持块1214，加持块1214包括加持基座1215、加持爪1216，加持爪1216内设有摩擦凸起1217，两个传送链1211的相邻部分通过液压夹紧机构1218，液压夹紧机构1218包括两个夹紧臂1219，夹紧臂1219两端分别设有夹紧液压缸1220，夹紧臂1219和传送链1211滑动配合，注入头1202与钻机支架1203之间设有翻转装置，外框1210内设有传送链计数器1221、载荷传感器1222。

取芯器3包括外管总成、内管总成，传递装置2通过钻杆驱动机构1204连接驱动钻杆4，传递装置2通过注入头1202驱动连续导管9，连续导管9穿过防喷盒1223后连接取芯器3的内管总成，钻杆4顶端使用防喷盒1223防止煤层瓦斯喷出。

本发明在实际使用时包括以下步骤：

S1、将传递装置2运送至取芯地点，将卷盘装置1运送至传递装置2后方；

S2、使用钻机液压缸1205竖起液压缸支架1104，注入头1202和液压缸支架1104一同竖起；

S3、驱动翻转装置，注入头1202变为水平状态；

S4、连接取芯钻头与外管，完成外管总成的装配；

S5、通过钻杆4连接外管总成，使用坑道钻机下放外管总成至取芯位置；

S6、驱动翻转装置，注入头1202变为竖直状态；

S7、折叠液压杆1208动作，多个拱粱1224伸展，导向拱1201抬起；

S8、连续导管9从卷盘装置1通过排管装置总成1103伸入导向拱1201；

S9、连续导管9从导向拱1201伸入注入头1202，注入头1202内传送链1211运动，传送链1211上的加持块1214夹在连续导管9外部，加持块1214随传送链1211运动，夹持在连续导管9外周的加持块1214在液压夹紧机构1218的作用下夹紧连续导管9，连续导管9向下运动；

S10、装配内管总成，通过快速接头连接连续导管9和内管总成的中心杆；

S11、将内管总成从钻杆4内下放；

S12、当内管总成到达指定位置后，转动钻杆驱动机构1204并加压钻进，进行取芯作业。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。