本發(fā)明涉及煤礦巷道支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種煤礦無(wú)氧巷道工作面錨桿支護(hù)方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)是一個(gè)煤礦生產(chǎn)、消費(fèi)大國(guó)。2014年我國(guó)煤炭產(chǎn)量達(dá)38.7億噸，接近世界一半，巷道錨桿支護(hù)則是煤礦安全生產(chǎn)、高效生產(chǎn)的重要保證。我國(guó)煤礦以井工開(kāi)采為主，需要在井下開(kāi)掘大量巷道，而且80%以上是煤巷、半煤巖巷，或?yàn)樗绍浧扑閲鷰r巷，或?yàn)橛鏊浕蛎泧鷰r巷。確保巷道的安全、快速掘進(jìn)，確保巷道使用期間的暢通、與圍巖穩(wěn)定，確保巷道的支護(hù)與維護(hù)成本較低等，是建設(shè)安全高效礦井的一項(xiàng)重要工作，具有重要意義。

然而，錨桿支護(hù)是在剛進(jìn)行完掘進(jìn)的巷道中進(jìn)行，各種土木條件比較惡劣，隨時(shí)可能發(fā)生坍塌、冒頂偏幫等事故。大量裸露在這種巷道環(huán)境中的工人進(jìn)行施工，一旦發(fā)生緊急事故，在井下工作工人生命安全勢(shì)必受到嚴(yán)重威脅。因此，針對(duì)煤礦巷道工作面無(wú)氧錨桿支護(hù)方法的開(kāi)發(fā)是時(shí)勢(shì)所向。但是，縱觀(guān)國(guó)內(nèi)外基于無(wú)氧錨桿支護(hù)方法研發(fā)非常有限。現(xiàn)有的錨桿支護(hù)，從某種程度上看依然是早期的勞動(dòng)密集型施工類(lèi)型。而井下早已朝著機(jī)械化、智能化的開(kāi)采方向前進(jìn)，錨桿支護(hù)卻停留在錨桿的更新?lián)Q代、鉆機(jī)的研發(fā)上面?？萍家匀藶楸?，錨桿支護(hù)中最重要的組成部分——操作工人的工作環(huán)境、安全狀況應(yīng)該得到改善。

所以，考慮發(fā)展煤礦巷道工作面無(wú)氧錨桿支護(hù)方法，用以替代傳統(tǒng)的人工支護(hù)作業(yè)，這樣的方法無(wú)論從安全性還是效率上都高于當(dāng)前的支護(hù)工作。只需要少量的操作人員就能進(jìn)行高效率的錨桿支護(hù)作業(yè)，符合未來(lái)煤礦開(kāi)采的趨勢(shì)。更重要的是，當(dāng)井下出現(xiàn)緊急情況時(shí)，操作艙就像可移動(dòng)式救生艙一樣保證工人的人身安全，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種煤礦無(wú)氧巷道工作面錨桿支護(hù)系統(tǒng)，通過(guò)移動(dòng)巷道軌道車(chē)，操作人員無(wú)需暴露在危險(xiǎn)環(huán)境中只需在操作艙內(nèi)部進(jìn)行操作，機(jī)械裝置就能夠按照要求完成巷道的錨桿支護(hù)工作。

該系統(tǒng)包括操作艙、錨桿鉆機(jī)、移動(dòng)履帶和可伸縮推桿，可伸縮推桿連接兩側(cè)的移動(dòng)履帶，操作艙在移動(dòng)履帶上部，錨桿鉆機(jī)尾端與移動(dòng)履帶相連。

其中，操作艙為長(zhǎng)方體，操作艙有安全艙門(mén)，操作艙內(nèi)設(shè)置操作室、水平儀、陀螺儀、空氣循環(huán)凈化裝置、儲(chǔ)物柜、氧氣瓶、材料儲(chǔ)存室、自救器、急救箱和滅火器，操作艙內(nèi)前方設(shè)置操作臺(tái)，操作艙前部布置高清紅外攝像頭和距離傳感器；操作艙安裝照明礦燈。

移動(dòng)履帶位于操作艙下，移動(dòng)履帶一端為導(dǎo)向輪，另一端為驅(qū)動(dòng)鏈輪，張緊油缸位于導(dǎo)向輪一側(cè)，支重輪支撐履帶架體，履帶架體上安裝托輪。

艙內(nèi)操作臺(tái)控制錨桿鉆機(jī)的鉆孔和安裝，操作臺(tái)上布置12刻度旋鈕、正向調(diào)整錨桿鉆機(jī)方向按鍵、鉆孔按鍵、手動(dòng)操作按鍵、報(bào)警按鍵、反向調(diào)整錨桿鉆機(jī)方向按鍵、錨桿安裝按鍵、運(yùn)行鍵、緊急停止按鍵、初始化按鍵、開(kāi)關(guān)鍵和四個(gè)自定義按鍵，通過(guò)按鍵控制錨桿安裝。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

該系統(tǒng)有效的降低了巷道內(nèi)的突發(fā)事故對(duì)井下工作人員的傷害，大大節(jié)省了人力物力，提高了生產(chǎn)效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的煤礦無(wú)氧巷道工作面錨桿支護(hù)系統(tǒng)操作艙整體結(jié)構(gòu)布局圖；

圖2為擴(kuò)展后操作艙和移動(dòng)履帶截面圖；

圖3為操作臺(tái)按鈕布置示意圖；

圖4為操作艙俯視圖。

其中：1-安全艙門(mén)；2-操作室；3-水平儀；4-高清紅外攝像頭；5-操作臺(tái)；6-距離傳感器；7-陀螺儀；8-空氣循環(huán)凈化裝置；9-儲(chǔ)物柜；10-氧氣瓶；11-材料儲(chǔ)存室；12-照明礦燈；13-自救器；14-急救箱；15-滅火器；16-導(dǎo)向輪；17-張緊油缸；18-支重輪；19-履帶架體；20-托輪；21-驅(qū)動(dòng)鏈輪；22-12刻度旋鈕；23-正向調(diào)整錨桿鉆機(jī)方向按鍵；24-鉆孔按鍵；25-手動(dòng)操作按鍵；26-報(bào)警按鍵；27-反向調(diào)整錨桿鉆機(jī)方向按鍵；28-錨桿安裝按鍵；29-運(yùn)行鍵；30-緊急停止按鍵；31-初始化按鍵；32-開(kāi)關(guān)鍵；33-四個(gè)自定義按鍵；34-錨桿鉆機(jī)；35-移動(dòng)履帶；36-可伸縮推桿；37-操作艙。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明提供一種煤礦無(wú)氧巷道工作面錨桿支護(hù)系統(tǒng)。

如圖4所示，該系統(tǒng)包括操作艙37、錨桿鉆機(jī)34、移動(dòng)履帶35和可伸縮推桿36等，可伸縮推桿36連接兩側(cè)的移動(dòng)履帶35，操作艙37在移動(dòng)履帶35上部，錨桿鉆機(jī)34尾端與移動(dòng)履帶35相連。

如圖1所示，操作艙37為長(zhǎng)方體，操作艙37有安全艙門(mén)1，操作艙37內(nèi)設(shè)置操作室2、水平儀3、陀螺儀7、空氣循環(huán)凈化裝置8、儲(chǔ)物柜9、氧氣瓶10、材料儲(chǔ)存室11、自救器13、急救箱14和滅火器15，操作艙37內(nèi)前方設(shè)置操作臺(tái)5，操作艙37前部布置高清紅外攝像頭4和距離傳感器6；操作艙37安裝照明礦燈12。

操作艙37尺寸為2×1×2m³，安全艙門(mén)1尺寸為1×0.5m²，為了使艙體達(dá)到隔熱、保溫、防爆、防水、氣密的目的，艙體外層有雙層高強(qiáng)度鋼板，外層鋼板為6mm低碳鋼板，內(nèi)部鋼板為2mm鍍鋅冷卻鋼板，兩層鋼板中間有絕熱板。艙體具有防火防爆性能，瞬間耐高溫的能力不低于環(huán)境溫度900℃下3s，抗沖擊波1.5-2Mpa。

如圖2所示，移動(dòng)履帶35位于操作艙37下，移動(dòng)履帶35一端為導(dǎo)向輪16，另一端為驅(qū)動(dòng)鏈輪21，張緊油缸17位于導(dǎo)向輪16一側(cè)，支重輪18支撐履帶架體19，履帶架體19上安裝托輪20。

如圖3所示，艙內(nèi)操作臺(tái)5控制錨桿鉆機(jī)34的鉆孔和安裝，操作臺(tái)5上布置12刻度旋鈕22、正向調(diào)整錨桿鉆機(jī)方向按鍵23、鉆孔按鍵24、手動(dòng)操作按鍵25、報(bào)警按鍵26、反向調(diào)整錨桿鉆機(jī)方向按鍵27、錨桿安裝按鍵28、運(yùn)行鍵29、緊急停止按鍵30、初始化按鍵31、開(kāi)關(guān)鍵32和四個(gè)自定義按鍵33，通過(guò)按鍵控制錨桿安裝。

其中預(yù)先配置鉆孔位置坐標(biāo)、深度等文件信息的12刻度旋鈕22是指在巷道兩側(cè)各安裝三個(gè)錨桿（兩側(cè)對(duì)稱(chēng)，運(yùn)行方向左側(cè)從低到高依次標(biāo)記為L(zhǎng)1、L2、L3，同樣右側(cè)從低到高位R1、R2、R3，頂部從運(yùn)行方向左側(cè)至右依次為T(mén)1、T2、T3、T4、T5、T6），巷道頂部安裝六個(gè)錨桿。

該系統(tǒng)中，高清紅外攝像頭、距離傳感器、水平儀、陀螺儀等構(gòu)成顯示感應(yīng)器監(jiān)測(cè)參數(shù)顯示器，高清紅外攝像頭用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)查巷道情況；距離傳感器用來(lái)測(cè)量操作艙與巷道壁、頂之間的距離和測(cè)量鉆頭與鉆孔位置的距離；水平儀是用來(lái)使錨桿鉆孔更加精確的裝置；陀螺儀用來(lái)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是，可以通過(guò)主機(jī)處理能力，讓操作員對(duì)巷道周?chē)懈钊肓私狻?/p>

錨桿鉆機(jī)34選用MQT型煤礦用氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)，整機(jī)收縮高度為1140mm，整機(jī)伸長(zhǎng)長(zhǎng)度為2460mm，尾端通過(guò)四個(gè)液壓支架和可伸縮的錨桿鉆機(jī)運(yùn)行軌道相連。錨桿預(yù)先放置在機(jī)艙頂部，待鉆探完畢后使用機(jī)械手臂將錨桿放置在鉆機(jī)端部。調(diào)整錨桿鉆機(jī)方向的液壓裝置為兩對(duì)分別布置在履帶兩側(cè)。

本發(fā)明中的操作艙37下履帶部分可伸縮，在不同寬度巷道工作時(shí)，可根據(jù)巷道寬度，手動(dòng)調(diào)節(jié)履帶水平兩側(cè)的寬度。它使得履帶水平兩側(cè)與不同寬度巷道壁的距離保持不變，以使得鉆頭初始位置與巷道壁保持距離相等，使鉆機(jī)可統(tǒng)一指標(biāo)快速作業(yè)?？缮炜s部分由直流電機(jī)推桿和附屬框架組成，推驅(qū)動(dòng)電機(jī)桿機(jī)里面的結(jié)構(gòu)，有自動(dòng)限位停止裝置和伸長(zhǎng)傳感器，伸長(zhǎng)的距離由所工作巷道寬度決定。

本發(fā)明中的移動(dòng)履帶系統(tǒng)采用了雙排中間有一定間隔的雙層履帶，中間夾著四個(gè)（共2對(duì)）齒輪，即托輪20。其中下部齒輪具有動(dòng)力，可以在機(jī)械控制的情況下轉(zhuǎn)動(dòng)使四個(gè)齒輪上固定的錨桿機(jī)可以按照操作臺(tái)的刻度移動(dòng)進(jìn)行鉆孔和錨桿安裝工作。

工作時(shí)，操作人員在操作艙37進(jìn)行錨桿投放、鉆孔位置選取、錨桿鉆機(jī)鉆探工作。在不同寬度巷道工作時(shí)，可根據(jù)巷道寬度，手動(dòng)調(diào)節(jié)移動(dòng)履帶35水平兩側(cè)的寬度。它使得移動(dòng)履帶35兩側(cè)與不同寬度巷道壁的距離保持不變，以使鉆頭初始位置與巷道壁保持距離相等，使得鉆機(jī)統(tǒng)一指標(biāo)快速作業(yè)。當(dāng)軌道車(chē)移動(dòng)一段距離時(shí)，通過(guò)操作臺(tái)5調(diào)整錨桿鉆機(jī)34到指定方向、位置鉆孔，然后操作手將一端載有樹(shù)脂錨固劑的錨桿送入錨桿孔內(nèi)，系統(tǒng)將其輸送至鉆機(jī)孔底，自動(dòng)進(jìn)行錨桿、錨桿盤(pán)、錨桿螺母的安裝工作。使得煤礦巷道工作面在無(wú)氧的情況下，通過(guò)移動(dòng)巷道軌道車(chē)，就能夠按照要求完成巷道的錨桿支護(hù)工作。

調(diào)整錨桿鉆機(jī)方向的液壓裝置為兩對(duì)分別布置在移動(dòng)履帶35兩側(cè)。當(dāng)錨桿鉆機(jī)經(jīng)移動(dòng)履帶35移動(dòng)到一定位置時(shí)，液壓裝置隨即支撐在操作艙伸縮裝置支架上，為錨桿鉆機(jī)鉆孔提供支撐，防止大量震動(dòng)損壞移動(dòng)履帶35；同時(shí)通過(guò)液壓裝置的收縮，可以調(diào)節(jié)鉆機(jī)豎直的方向，也即可以調(diào)節(jié)鉆孔的方向。使得錨桿安裝完畢后能夠起到更好的支撐作用。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。