[发明专利]一种多尺度伞式锥面可调节正反采掘装备及施工方法

说明书

一种多尺度伞式锥面可调节正反采掘装备及施工方法，装备：固定圆盘上端装配有4个钻头；可伸缩支撑杆通过底座装配在固定圆盘的下端，其尾端外部套装有可扩展支撑盘底座；三个可扩展支撑盘的里端分别与可扩展支撑盘底座连接，其外端安装有支撑固定咬合齿条；可活动主伞体外锥面上依次具有三个破岩区域，并依次装配有钻头；其内锥面依次设置有三个支撑台阶，并依次装配有大、中和小尺度钻进固定咬合齿条；三个可活动主伞体上锥面连接杆的端部分别伸入到固定圆盘上的三个弧形凹槽中，且锥面连接杆与弧形凹槽之间通过转动连接件铰接。方法：根据钻进对象采用正向或反向钻进模式，并根据实际工况控制支撑角度。该装备和方法可满足多种钻进工况的需求。

技术领域

本发明属于矿山采掘、岩层钻进技术领域，特别涉及一种多尺度伞式锥面可调节正反采掘装备及施工方法。

背景技术

随着地下工程不断向更深处发展，对机械破岩的要求已经越来越高，在岩层钻进的施工过程中，经常会遇到不同孔径大小的钻进工况，在此情况下，采用单一孔径的采掘装备已然不能满足现阶段施工的需求，为了有效应对这一情况，在实际作业过程中，往往需要频繁更换孔径大小的不同采掘装备。另外，在实际的施工过程中，也会遇到不同硬度的岩层，为了确保钻进作业的顺利推进，对于不同硬度的岩层还需要配对所需型号的钻头，因此，在施工过程中不仅需要频繁更换采掘装备，还需要频繁更换不同型号的钻头，这样会损耗大量的时间，从而会严重影响钻进施工的效率，同时，还会给操作人员带来巨大的劳动负荷。

为了有效解决现有的采掘装备功能单一，不能满足复杂工况下钻进需求的问题，亟需提供一种能够适应多种工况需求的多功能掘进装备。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种多尺度伞式锥面可调节正反采掘装备及施工方法，该装备功能多样、采掘能力强、灵活性能好、适用性广泛，能够大幅度提高钻进工作的施工效率，可同时满足矿山采掘和岩层钻进的需求，也可以满足地下工程中天井尺度的扩大作业的需求；该方法灵活性能好，自动化程度高，破岩效果强，钻进效率高，经济效益好，能确保整个钻进工作的顺利推进，可显著提高施工效率，同时，能极大降低操作人员的劳动负荷，具有广阔的应用前景。

为了实现上述目的，本发明提供一种多尺度伞式锥面可调节正反采掘装备，包括固定圆盘、可调节式支撑机构和锥面主体；

所述固定圆盘的上部在其轴心区域开设有反钻进接头螺纹孔，其下端于反钻进接头螺纹孔的外侧周向均匀地开设有截面为圆形的三个弧形凹槽，其上端面于反钻进接头螺纹孔的外侧周向均匀地固定连接有四个支撑底座，其中，每个支撑底座的长度方向均沿径向延伸，并于内部具有沿长度方向延伸的钻头承载槽，每个支撑底座于其钻头承载槽内装配有可转动的钻头，所述钻头的首端尺寸较其尾端的尺寸更小，且沿一条径向分布的一对钻头的首端相对，沿另一条径向分布的一对钻头的尾端相对；

所述可调节式支撑机构设置在固定圆盘的下方，其由支撑杆底座、可伸缩支撑杆、可扩展支撑盘底座和可扩展支撑盘组成；所述支撑杆底座的上端同轴心地固定连接在固定圆盘的下端中心，其下部的轴心处开设有支撑杆安装槽；所述可伸缩支撑杆为电动式伸缩杆件，其内部安装有用于驱动其进行伸缩动作的伸缩支撑杆控制电机；可伸缩支撑杆的上端伸入到支撑杆安装槽中，并与支撑杆底座之间固定连接，其下端轴心处开设有正钻进接头螺纹孔；所述可扩展支撑盘底座的轴心处开设有安装孔，并通过安装孔固定套装在可伸缩支撑杆下端的外部；可扩展支撑盘底座的外缘部分沿周向均匀地开设有三个支撑盘安装槽，每个支撑盘安装槽的长度方向均沿径向延伸；所述可扩展支撑盘的数量为三个，其为电动式伸缩支撑件，其内部安装有用于驱动其进行伸缩动作的支撑盘控制电机；三个可扩展支撑盘径向地分布于可扩展支撑盘底座的周围，且其里端分别插装于三个支撑盘安装槽中，并与可扩展支撑盘底座之间固定连接，其外端固定安装有支撑固定咬合齿条；