[发明专利]防突远距离控制钻机及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤层钻机，特别涉及一种远距离控制的防突煤层钻机及其控制方法。

背景技术

现有技术的突出煤层钻孔均为人工现场操作，无法保障在突出煤层钻孔施工人员的安全。而远距离控制钻机是改善煤矿安全状况进行钻孔的有效途径。

因此，需要一种防突远距离控制钻机，通过远距离自动控制系统的控制，实现孔口无人化操作，能极大提高瓦斯钻孔作业人员的防护能力，减少人员伤亡，改善煤矿安全状况。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种防突远距离控制钻机，通过远距离自动控制系统的控制，实现孔口无人化操作，能极大提高瓦斯钻孔作业人员的防护能力，减少人员伤亡，改善煤矿安全状况。

本发明的防突远距离控制钻机，包括基座、钻机主机和控制系统，所述钻机主机设置在基座上，所述基座设置有行走装置；

所述钻机主机包括动力头、推进机构和动力装置；所述动力头连接钻杆并由动力装置驱动完成钻杆的旋转；动力头安装在推进机构上，动力装置驱动推进机构完成动力头的往复运动；

所述控制系统包括远控系统和主控系统，所述远控系统包括自动控制系统I、人机界面和显示屏，主控系统包括传感器组和自动控制系统II；所述传感器组设置于钻机主机，传感器组用于监测钻机主机运行状态；自动控制系统II接收传感器组的钻机主机运行状态信号，处理并向自动控制系统I传送传感器组信号，接收自动控制系统I的控制信号，向钻机主机发送命令信号，接通或切断控制动力装置的电源，驱动或停止动力头完成钻孔作业。

进一步，所述动力装置为液压动力装置，包括液压泵、油箱和液控多路阀，所述液压动力装置设置先导电磁阀组，所述先导电磁阀组与自动控制系统II相连，先导电磁阀组通过液控多路阀控制动力装置的动力输出；

进一步，所述推进机构包括底座、设置在底座上的机架、设置在机架上的导轨和拖板，所述拖板设置在导轨上并可沿导轨滑动，所述动力头设置在拖板上；所述动力装置通过马达链条倍力机构驱动推进机构；还包括钻杆自动拆装机构，包括钳式夹持器I和钳式夹持器II，所述钳式夹持器I和钳式夹持器II内环面设置液压卡瓦，所述液压卡瓦与液控多路阀相连；钳式夹持器I和钳式夹持器II同轴设置，并在动力装置的驱动下可沿径向相对转动；钳式夹持器I和钳式夹持器II的位置分别与相连接的两根钻杆端部对应；

进一步，所述动力头包括液压马达I和齿轮变速机构，所述液压马达I与液控多路阀相连，液压马达I通过齿轮变速机构驱动动力头；

进一步，还包括钻杆装卸机构，所述钻杆装卸机构包括钻杆举升机构、钻杆储存箱和钻杆抓取机构，钻杆举升机构包括顶升油缸、摆杆和连杆，所述顶升油缸的活塞杆和摆杆组成曲柄摇杆机构，摆杆和连杆组成平行四边形机构，平行四边形机构上部横向固定设置顶杆，所述顶杆至少两根纵向并列设置；

所述钻杆储存箱内设置有用于放置钻杆的列单元，列单元无底并设置在顶杆上部；

钻杆抓取机构包括液压马达II、齿轮齿条机构、滑臂和抓取机构固定座，滑臂与钻杆垂直设置于钻杆储存箱的列单元底部，所述液压马达II与液控多路阀相连，滑臂前端设置钻杆钩，钻杆钩横向设置半圆形凹槽，凹槽的中心线与动力头回转中心的轴线在同一水平面上；所述滑臂固定设置在齿轮齿条机构的齿条上，液压马达II通过齿轮齿条机构带动滑臂从而推动钻杆钩前进或后退；滑臂的前端和后端分别设置前限位块和后限位块；抓取机构固定座上设置数量与钻杆储存箱列单元数量一致的钻杆选择油缸，相邻钻杆选择油缸的间距与钻杆储存箱内的相邻列单元间距相同；钻杆选择油缸伸出的活塞杆与前限位块配合，使滑臂推动钻杆钩与钻杆储存箱内的列单元位置对应；

进一步，所述自动控制系统I和自动控制系统II为PLC自动控制系统；

进一步，所述行走装置为履带式行走装置，所述行走装置通过动力装置驱动；

进一步，所述基座上设置有手动操作台，所述手动操作台通过先导操作阀和液控多路阀控制动力装置的动力输出。

本发明还公开了防突远距离控制钻机的控制方法，在进行远距离打钻前，手动控制打2-3根钻杆，并使动力头后退到位、钻杆抓取机构后退到位、钻杆举升机构处于顶升状态、钳式夹持器I夹紧和钳式夹持器II松开，远距离打钻包括以下步骤：

a.启动动力装置电机；

b.检测自动控制系统I与自动控制系统II通讯是否正常，如果通讯正常，启动冷却水开关；

c.检测各执行元件是否处于待命状态，如果各执行元件处于待命状态，则将状态选择开关打到打钻位；同时，进行钻杆储存箱内列钻杆选择并打到打钻位；