[发明专利]一种井下快速掘进的掘支锚一体机系统及其使用方法

权利要求书

1.一种井下快速掘进的掘支锚一体机系统，其特征在于，包括纵轴式掘进机体（1），所述纵轴式掘进机体（1）上设置有可进给的用于截割断面的截割部（2）、可灵活运动多角度工作的用于在截割断面上打锚杆的锚支部（3）、用于起到临时支护和防护锚支部作用的挡板（4），所述截割部（2）包括焊接在所述纵轴式掘进机体（1）上的截割部底板（2.1），所述截割部底板（2.1）上设置有柱形滑轨（2.8），所述柱形滑轨（2.8）上对应设置有滑块一（2.5），所述滑块一（2.5）连接有基座（2.4），所述基座（2.4）与截割部底板（2.1）之间连接有进给液压缸（2.6），所述基座（2.4）铰接设置有可左右摆动的摆动件（2.3），所述摆动件（2.3）采用与基座（2.4）连接的摆动液压缸（2.7）驱动，所述摆动件（2.3）铰接设置有可上下俯仰的截割头（2.2），所述截割头（2.2）采用与摆动件（2.3）连接的俯仰液压缸（2.9）驱动；所述锚支部（3）包括焊接在所述纵轴式掘进机体（1）两侧的锚支部底板（3.1），所述锚支部底板（3.1）上通过滑轨连接有进给滑块（3.2），所述进给滑块（3.2）上铰接设置有可上下俯仰的俯仰滑轨（3.3），所述俯仰滑轨（3.3）上对应设置有俯仰滑块（3.4），所述俯仰滑轨（3.3）采用安装在进给滑块（3.2）上的锚支部俯仰液压缸（3.10）驱动，所述俯仰滑块（3.4）上设置有回转电机二（3.9），所述回转电机二（3.9）铰接设置有回转电机一（3.7），所述回转电机二（3.9）上设置有驱动回转电机一（3.7）上下俯仰的电机液压缸（3.8），所述回转电机一（3.7）通过锚杆钻机滑块（3.5）连接有锚杆钻机（3.6）；所述挡板包括焊接在所述纵轴式掘进机体（1）后侧的挡板底板（4.1），所述挡板底板（4.1）上通过挡板滑轨（4.7）滑动设置有挡板滑板（4.2），所述挡板滑板（4.2）采用安装在所述挡板底板（4.1）上的挡板进退液压缸（4.8）驱动滑动，所述挡板滑板（4.2）上铰接设置有可上下俯仰的挡板一（4.3），所述挡板一（4.3）采用安装在所述挡板滑板（4.2）上的挡板俯仰液压缸（4.6）驱动，所述挡板一（4.3）上铰接设置有用于起到安装锚网和临时支护作用的挡板二（4.4），所述挡板二（4.4）采用安装在挡板一（4.3）上的挡板调平液压缸（4.5）驱动调平。

2.根据权利要求1所述的一种井下快速掘进的掘支锚一体机系统，其特征在于，所述进给液压缸（2.6）、摆动液压缸（2.7）、俯仰液压缸（2.9）、锚支部俯仰液压缸（3.10）、挡板调平液压缸（4.5）、挡板俯仰液压缸（4.6）、挡板进退液压缸（4.8）均采用伺服液压缸，所述回转电机一（3.7）、回转电机二（3.9）采用回转编码器控制旋转角度。

3.根据权利要求1所述的一种井下快速掘进的掘支锚一体机系统，其特征在于，所述挡板二（4.4）前部形状为弧形网状。

4.根据权利要求1所述的一种井下快速掘进的掘支锚一体机系统，其特征在于，所述挡板一（4.3）的俯仰与挡板二（4.4）的调平运动同步运行。

5.根据权利要求1所述的一种井下快速掘进的掘支锚一体机系统，其特征在于，所述基座（2.4）的运行范围是0-2000毫米，所述摆动件（2.3）摆动幅度为负35度到35度，所述截割头（2.2）的俯仰幅度为负15度到35度，所述挡板滑板（4.2）的运动范围是0-2000毫米，所述挡板一（4.3）的俯仰幅度为10度到80度，所述挡板二（4.4）与挡板一（4.3）之间的调整幅度为120度到180度。

6.一种使用如权利要求1-5任一项所述的一种井下快速掘进的掘支锚一体机系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）将纵轴式掘进机体（1）行进到巷道断面处，前后支撑撑开，工作人员将锚网放置到挡板二（4.4）上，挡板一（4.3）、挡板二（4.4）在两组液压缸的动作下完成升起、调平的动作，挡板滑板（4.2）前进，挡板（4）进行临时支护；

（b）截割部（2）的进给液压缸（2.6）伸长，推动截割头（2.2）往前进给设定过的距离后反馈控制进给液压缸（2.6）停止伸长，然后摆动液压缸（2.7）与俯仰液压缸（2.9）共同动作，使得截割头（2.2）开始沿S形截割巷道断面；

（c）在步骤（b）进行的同时，锚支部（3）的进给滑块（3.2）通过齿轮齿条推动往前运动指定距离，锚支部俯仰液压缸（3.10）伸长至设定距离，反馈控制其停止伸长，使俯仰滑轨（3.3）摆动到指定角度，回转电机一（3.7）、回转电机二（3.9）、电机液压缸（3.8）三者共同动作，使得锚杆钻机（3.6）的位姿至指定位姿，锚杆钻机（3.6）进行打锚杆的动作，将锚网支护到巷道顶板上；

（d）在截割头（2.2）完成一轮S形截割断面后，进给液压缸（2.6）再伸长一定距离，进行下一个S型截割断面，同时锚支部（3）的回转电机二（3.9）逆时针摆动一定角度，打下一根锚杆；

（e）锚支部（3）完成一个断面上的打锚杆后，挡板滑板（4.2）后移，挡板滑板（4.2）退出临时支护，进给滑块（3.2）前移，进行下一个断面的锚杆支护；

（f）截割头（2.2）完成第二轮断面的S型截割后，进给液压缸（2.6）收缩，截割头（2.2）回收到初始位置，锚支部（3）的进给滑块（3.2）后退到底，锚支部俯仰液压缸（3.10）、回转电机一（3.7）、回转电机二（3.9）、电机液压缸（3.8）动作，锚支部（3）回到初始位置，纵轴式掘进机体（1）前后支撑缩回，纵轴式掘进机体（1）前进到下一个巷道断面处，重复步骤（a）-（f）动作。