CN111896298A - 一种煤矿井下取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿井下取样装置，包括吊装板、竖直活动贯穿设置在吊装板中央的钻探杆、以及对称摆动设置在钻探杆两侧的挖斗；吊装板上方两侧对称竖直安装有两个支臂，在支臂上安装有用于驱动钻探杆往复竖直运动凿钻的破碎机构；吊装板上水平安装有连接两个所述挖斗用于驱动两侧的所述挖斗开闭的抓取机构，所述抓取机构连接所述破碎机构；利用升降机构带动钢索缠绕或放松，从而带动桁架竖直沿着矿井升降，从而带动支臂和同支臂固定的吊装板下探到矿井之下，或将吊装板从矿井底部提起；当吊装板下探到矿井底部后通过破碎机构带动钻探杆往复竖直活动对矿井下的煤矿岩层进行破碎，在破碎的同时借助抓取机构对破碎后的煤炭进行取样。

Description

一种煤矿井下取样装置

技术领域

本发明涉及取样装置技术领域，具体是一种煤矿井下取样装置。

背景技术

煤层在形成时，一般都是水平或者近水平的，在一定范围内是连续完整的。但是，在后来的长期的地质历史中，地壳发生了各种运动，是煤层的空间形态发生了变化，形成了单斜构造、褶皱构造和断裂构造等地质构造。

矿井的开拓可以分成立井开拓，斜井开拓，平硐开拓和综合开拓，主井和运输巷等都需要永久的支护，在开采前需要对矿井中的煤炭资源进行采样检测，检测煤炭各成分含量，是否具有开采价值。

矿井在开采的时候需要对其内部进行取样进行检测，如果人工直接进去可能会对身体产生极大的危害，但是现有的取样装置不能有效的进行取样，导致取样工作十分复杂，不仅费时费力，同时效率低下。

发明内容

基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种煤矿井下取样装置。

本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：

一种煤矿井下取样装置，包括吊装板、竖直活动贯穿设置在所述吊装板中央的钻探杆、以及对称摆动设置在所述钻探杆两侧的挖斗；所述吊装板上方两侧对称竖直安装有两个支臂，在所述支臂上安装有用于驱动所述钻探杆往复竖直运动凿钻的破碎机构；

所述吊装板上水平安装有连接两个所述挖斗用于驱动两侧的所述挖斗开闭的抓取机构，所述抓取机构连接所述破碎机构；在所述吊装板的上方设置有连接两个所述支臂的升降机构，所述升降机构用于带动所述吊装板沿矿井升降；

在两个所述支臂之间水平固定有桁架，桁架同所述升降机构之间通过钢索连接。

作为本发明进一步的方案：所述破碎机构包括水平转动安装在两个所述支臂之间的曲轴、安装在一侧所述支臂上并连接所述曲轴的钻探电机、以及连接所述曲轴与所述钻探杆顶部的连杆；

所述吊装板的中央贯穿固定有套筒，所述钻探杆同所述套筒滑动套合；连杆的一端转动套合在所述曲轴上，其另一端与所述钻探杆的上端转动连接。

作为本发明再进一步的方案：所述抓取机构包括水平安装在所述吊装板上的双向丝杠、对称设置在所述双向丝杠两侧的螺套、以及用于连接两个所述螺套与两个所述挖斗的推杆；

所述推杆的一端同所述螺套转动连接，其另一端同所述挖斗转动连接，所述双向丝杠连接所述曲轴。

作为本发明再进一步的方案：所述曲轴与所述双向丝杠之间通过传动件连接，在所述挖斗的上部和下部均开设有用于同所述钻探杆配合的缺口，两侧的所述挖斗聚拢时，对称的缺口合围成通孔。

作为本发明再进一步的方案：所述升降机构包括设置在所述支臂上方用于同矿井口固定的安装环、转动设置在所述安装环上用于缠绕所述钢索的绕辊、以及用于驱动所述绕辊转动的驱动组件；

所述安装环中央设置有同矿井口配合的穿孔。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动组件包括水平转动设置在所述安装环上方的蜗杆、与所述绕辊同轴固定并同所述蜗杆啮合的蜗轮、以及连接所述蜗杆一端的提升电机；

所述提升电机为输出端可正反两向转动的伺服电机。

作为本发明再进一步的方案：所述安装环上固定有两个竖直的安装件，所述蜗杆两端通过轴承安装在所述安装件上，蜗杆的一端穿过所述安装件连接固定安装在所述安装件上的提升电机。

作为本发明再进一步的方案：所述绕辊包括两个同轴设置的绕盘、固定两个所述绕盘中心的固定轴、以及沿圆周固定分布在两个所述绕盘上的绕杆，所述钢索同所述绕杆缠绕固定；

所述蜗轮与其中一个所述绕盘同轴固定。

采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：利用升降机构带动钢索缠绕或放松，从而带动桁架竖直沿着矿井升降，从而带动支臂和同支臂固定的吊装板下探到矿井之下，或将吊装板从矿井底部提起；当吊装板下探到矿井底部后通过破碎机构带动钻探杆往复竖直活动对矿井下的煤矿岩层进行破碎，在破碎的同时借助抓取机构对破碎后的煤炭进行取样，从而实现钻探破碎与取样一体的功能。

附图说明

图1为煤矿井下取样装置的结构示意图。

图2为煤矿井下取样装置中挖斗和缺口的结构示意图。

图3为煤矿井下取样装置中绕盘和连接轴以及绕杆的结构示意图。

图4为煤矿井下取样装置中安装环和穿孔的结构示意图。

图中：1-吊装板；2-支臂；3-钻探杆；4-套筒；5-钻探电机；6-曲轴；7-连杆；8-传动件；9-双向丝杠；10-螺套；11-推杆；12-挖斗；13-桁架；14-钢索；15-绕辊；16-蜗轮；17-安装环；18-安装件；19-蜗杆；20-提升电机；21-缺口；22-绕杆；23-穿孔。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种煤矿井下取样装置，包括吊装板1、竖直活动贯穿设置在所述吊装板1中央的钻探杆3、以及对称摆动设置在所述钻探杆3两侧的挖斗12；所述吊装板1上方两侧对称竖直安装有两个支臂2，在所述支臂上安装有用于驱动所述钻探杆3往复竖直运动凿钻的破碎机构；

所述吊装板1上水平安装有连接两个所述挖斗12用于驱动两侧的所述挖斗12开闭的抓取机构，所述抓取机构连接所述破碎机构；在所述吊装板1的上方设置有连接两个所述支臂2的升降机构，所述升降机构用于带动所述吊装板1沿矿井升降；

在两个所述支臂2之间水平固定有桁架13，桁架13同所述升降机构之间通过钢索14连接。

利用升降机构带动钢索14缠绕或放松，从而带动桁架13竖直沿着矿井升降，从而带动支臂2和同支臂2固定的吊装板1下探到矿井之下，或将吊装板1从矿井底部提起；当吊装板1下探到矿井底部后通过破碎机构带动钻探杆3往复竖直活动对矿井下的煤矿岩层进行破碎，在破碎的同时借助抓取机构对破碎后的煤炭进行取样，从而实现钻探破碎与取样一体的功能。

在本发明的一个实施例中，所述破碎机构包括水平转动安装在两个所述支臂2之间的曲轴6、安装在一侧所述支臂2上并连接所述曲轴6的钻探电机5、以及连接所述曲轴6与所述钻探杆3顶部的连杆7；

所述吊装板1的中央贯穿固定有套筒4，所述钻探杆3同所述套筒4滑动套合；连杆7的一端转动套合在所述曲轴6上，其另一端与所述钻探杆7的上端转动连接；

利用钻探电机5工作带动所述曲轴6转动，转动的曲轴6驱动连杆7带动钻探杆3顺着套筒4往复上下活动对矿井底部的煤岩层进行破碎，方便取样。

在本发明的另一个实施例中，所述抓取机构包括水平安装在所述吊装板1上的双向丝杠9、对称设置在所述双向丝杠9两侧的螺套10、以及用于连接两个所述螺套10与两个所述挖斗12的推杆11；

所述推杆11的一端同所述螺套10转动连接，其另一端同所述挖斗12转动连接，所述双向丝杠9连接所述曲轴6；

当曲轴6转动时带动所述双向丝杠9跟随转动，转动的双向丝杠9带动两侧对称的螺套10相互分离，从而借助两个推杆11带动两侧对称设置的挖斗12摆动聚拢，对钻探杆3破碎后的煤岩层碎石进行抓取。

在本发明的又一个实施例中，所述曲轴6与所述双向丝杠9之间通过传动件8连接，在所述挖斗12的上部和下部均开设有用于同所述钻探杆3配合的缺口21，两侧的所述挖斗12聚拢时，对称的缺口21合围成通孔，以供钻探杆3穿过；

利用传动件8使得在曲轴6转动时可带动双向丝杠9跟随同步转动，在螺纹力的作用下带动两侧的推杆11带动两侧的挖斗12聚拢，由于在挖斗12的上下部均开设有缺口21，因此即使在两个挖斗12卡合时也不会同钻探杆3干涉。

在本发明的又一个实施例中，所述升降机构包括设置在所述支臂2上方用于同矿井口固定的安装环17、转动设置在所述安装环17上用于缠绕所述钢索14的绕辊15、以及用于驱动所述绕辊15转动的驱动组件；

所述安装环17中央设置有同矿井口配合的穿孔23；

将安装环17固定在矿井口的外围从而将绕辊15和驱动组件固定在地面上，通过钢索14穿过穿孔23在绕辊15转动时可将钢索14缠绕或放松，从而带动桁架13和支臂2以及吊装板1从井下提升或从井上送入到井底。

在本发明的又一个实施例中，所述驱动组件包括水平转动设置在所述安装环17上方的蜗杆19、与所述绕辊15同轴固定并同所述蜗杆19啮合的蜗轮16、以及连接所述蜗杆19一端的提升电机20；

所述提升电机20为输出端可正反两向转动的伺服电机；

利用提升电机20工作带动蜗杆19转动，转动的蜗杆191驱动蜗轮16转动，蜗轮16转动时带动与之同轴固定的绕辊15跟随转动，从而将钢索14缠绕在绕辊15上，或将钢索14从绕辊15上放出，实现对支臂2和吊装板1的提升与下放。

在本发明的又一个实施例中，所述安装环17上固定有两个竖直的安装件18，所述蜗杆19两端通过轴承安装在所述安装件18上，蜗杆19的一端穿过所述安装件18连接固定安装在所述安装件18上的提升电机20；

通过两个安装件18方便蜗杆19以及提升电机20的安装，使得蜗杆19和提升电机20同安装环17形成一个牢固的整体。

在本发明的又一个实施例中，所述绕辊15包括两个同轴设置的绕盘、固定两个所述绕盘中心的固定轴、以及沿圆周固定分布在两个所述绕盘上的绕杆22，所述钢索14同所述绕杆22缠绕固定；

所述蜗轮16与其中一个所述绕盘同轴固定；

当蜗杆19带动蜗轮16转动时，蜗轮16驱动其中一个绕盘转动，经固定轴传递带动另一个绕盘跟随转动，从而带动固定轴和绕杆22跟随转动缠绕钢索14或将钢索14松下。

以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (8)

1.一种煤矿井下取样装置，包括吊装板(1)、竖直活动贯穿设置在所述吊装板(1)中央的钻探杆(3)、以及对称摆动设置在所述钻探杆(3)两侧的挖斗(12)，其特征在于，所述吊装板(1)上方两侧对称竖直安装有两个支臂(2)，在所述支臂(2)上安装有用于驱动所述钻探杆(3)往复竖直运动凿钻的破碎机构；

所述吊装板(1)上水平安装有连接两个所述挖斗(12)用于驱动两侧的所述挖斗(12)开闭的抓取机构，所述抓取机构连接所述破碎机构；在所述吊装板(1)的上方设置有连接两个所述支臂(2)的升降机构，所述升降机构用于带动所述吊装板(1)沿矿井升降；

在两个所述支臂(2)之间水平固定有桁架(13)，桁架(13)同所述升降机构之间通过钢索(14)连接。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下取样装置，其特征在于，所述破碎机构包括水平转动安装在两个所述支臂(2)之间的曲轴(6)、安装在一侧所述支臂(2)上并连接所述曲轴(6)的钻探电机(5)、以及连接所述曲轴(6)与所述钻探杆(3)顶部的连杆(7)；

所述吊装板(1)的中央贯穿固定有套筒(4)，所述钻探杆(3)同所述套筒(4)滑动套合；连杆(7)的一端转动套合在所述曲轴(6)上，其另一端与所述钻探杆(7)的上端转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下取样装置，其特征在于，所述抓取机构包括水平安装在所述吊装板(1)上的双向丝杠(9)、对称设置在所述双向丝杠(9)两侧的螺套(10)、以及用于连接两个所述螺套(10)与两个所述挖斗(12)的推杆(11)；

所述推杆(11)的一端同所述螺套(10)转动连接，其另一端同所述挖斗(12)转动连接，所述双向丝杠(9)连接所述曲轴(6)。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下取样装置，其特征在于，所述曲轴(6)与所述双向丝杠(9)之间通过传动件(8)连接，在所述挖斗(12)的上部和下部均开设有用于同所述钻探杆(3)配合的缺口(21)，两侧的所述挖斗(12)聚拢时，对称的缺口(21)合围成通孔。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下取样装置，其特征在于，所述升降机构包括设置在所述支臂(2)上方用于同矿井口固定的安装环(17)、转动设置在所述安装环(17)上用于缠绕所述钢索(14)的绕辊(15)、以及用于驱动所述绕辊(15)转动的驱动组件；

所述安装环(17)中央设置有同矿井口配合的穿孔(23)。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下取样装置，其特征在于，所述驱动组件包括水平转动设置在所述安装环(17)上方的蜗杆(19)、与所述绕辊(15)同轴固定并同所述蜗杆(19)啮合的蜗轮(16)、以及连接所述蜗杆(19)一端的提升电机(20)；

所述提升电机(20)为输出端可正反两向转动的伺服电机。

7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下取样装置，其特征在于，所述安装环(17)上固定有两个竖直的安装件(18)，所述蜗杆(19)两端通过轴承安装在所述安装件(18)上，蜗杆(19)的一端穿过所述安装件(18)连接固定安装在所述安装件(18)上的提升电机(20)。

8.根据权利要求6所述的一种煤矿井下取样装置，其特征在于，所述绕辊(15)包括两个同轴设置的绕盘、固定两个所述绕盘中心的固定轴、以及沿圆周固定分布在两个所述绕盘上的绕杆(22)，所述钢索(14)同所述绕杆(22)缠绕固定；

所述蜗轮(16)与其中一个所述绕盘同轴固定。

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