本发明属于煤仓破拱技术领域，具体涉及一种煤仓自动破拱装置。
背景技术：
随着采煤厂生产的规模越来越大，原煤仓的容量逐渐增大，使用效率越来越高，使得几乎所有原煤仓在生产使用过程中都存在着不同程度地堵仓问题，需要经常处理，这样不仅不能充分发挥煤仓的作用,反而严重地影响正常生产。
目前，煤仓常见的堵仓形式多半呈拱形，因此称为结拱现象，结拱原因有两个方面，一个是原煤有着黏、细的特性，细小原煤颗粒表现出较大的摩擦力和黏结力；另一个原因在于煤仓结构的变化，煤仓结构上部为圆柱体，下部为圆锥形，原煤流动的面积减小，使得原煤流动过程中出现拥挤堵塞的现象。在重力作用下，煤体压得很实，堵塞体的下部自然垮落后，就形成了结拱。
现有的破拱方法：
1、人工破拱法：当堵塞不严重且堵塞位置不太高时，人工利用长杆能够捅、触碰到堵塞处进行破拱，采用该种方式劳动强度大，效果不理想。
2、利用空气炮疏通法：利用提前安装在仓体内壁上的空气炮，向仓内发射高压气体。但受煤仓结构限制较大，且疏通位置固定。
3、放炮振动疏通法：结拱很结实，采取人工打眼放炮，放炮有诸多不良后果，危险性和影响生产不言而喻。
因此为了以更安全、更高效的解决煤仓结拱的问题，本发明提供一种煤仓自动破拱装置，所述装置自动化程度高、安全性好。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供一种煤仓自动破拱装置，可以更安全、更高效的解决煤仓结拱的问题。
一种煤仓自动破拱装置，所述自动破拱装置包括钻机、钻机机架、导向架、钻杆、夹紧装置、钻头、传感器和高压水射流系统，所述钻机整体固定在钻机机架上，钻机机架固定于煤仓顶部的孔洞上方，导向架固定在钻机机架下端，并伸入煤仓内部，所述夹紧装置支撑在导向架上，所述钻机由液压卡紧机构、液压进给机构、主动钻杆、旋转机构、钻机底架和电动机组成，钻杆通过螺纹连接在所述主动钻杆下方且通过所述液压卡紧机构卡紧主动钻杆，所述液压进给机构和旋转机构实现主动钻杆的旋进动作，主动钻杆的旋进连带着钻杆旋进直至煤仓内部，所述钻杆与主动钻杆均为空心杆，所述高压水射流系统的高压胶管依次穿过主动钻杆和钻杆杆体内部，且下方连接有高压枪头，所述钻杆下方与高压枪头的外螺纹连接，高压枪头下方螺纹连接传感器腔室，传感器腔室连接钻头，传感器放置在所述传感器腔室内。
进一步地，所述钻机机架由液压缸、横梁、扇形定位板、安全销子和整体钢构架组成，所述钻机底架放置在横梁上方，所述液压缸与横梁铰接，通过液压缸的升降用于调节钻机的角度，进而改变钻杆钻进角度，所述扇形定位板上设置有预留孔，安全销子与预留孔进行扇形定位板固定实现二次安全保护作用，防止液压缸失效出现安全事故。
进一步地，所述导向架由钢架、支撑台面和导向筒组成，所述支撑台面设置在导向筒上方且两者均设置在钢架上，所述钻杆穿过导向筒，所述夹紧装置放置在支撑台面上。
进一步地，所述高压水射流系统由高压柱塞泵、水箱、高压胶管和高压枪头组成，所述水箱与高压柱塞泵连接，多个高压胶管之间通过胶管直通彼此连接，最上端高压胶管一端与高压柱塞泵连接，高压胶管穿过主动钻杆和钻杆内部，最下端的高压胶管与高压枪头连接。
进一步地，所述钻杆两头设置有方槽，杆体上设有螺旋叶片，所述夹紧装置于方槽配合对钻杆进行夹紧。
进一步地，高压喷嘴设置在高压枪头周侧。
进一步地，所述传感器由传感器腔室、密闭罩、雷达发射器、电路板、蓄电池和信号天线组成，所述雷达发射器、电路板和蓄电池设置在传感器腔室内，密闭罩将腔室开口处密闭。
进一步地，所述密闭罩的材质为玻璃、塑料、陶瓷或尼龙。
有益效果：本发明的有益效果为：
1)本发明采用钻机钻杆的方式从煤仓顶部下钻，可以深入煤仓内部的结拱处，并且通过高压水射流系统，可以快速清除掉煤层内部的结拱，效率高。
2)在高压枪头与钻头连接处安装探测传感器可以精确探测钻头到达煤仓内部的位置，准确抵达煤仓内部结拱处，且能判断出煤仓内清理情况；
3)本发明工作方式完全由操作人员在煤仓顶部的孔洞处实施，保证了操作人员的人身安全。
附图说明
图1、为本发明煤仓自动破拱装置结构示意图；
图2、为本发明钻机结构示意图；
图3、为本发明钻机机架结构示意图；
图4、为本发明导向架结构示意图；
图5、为本发明钻杆结构示意图；
图6、为本发明夹紧装置立体结构图；
图7、为本发明传感器安装立体结构图；
图8、为本发明传感器平面结构图；
图9、为本发明高压水射流系统结构示意图；
图10、为本发明煤仓示意图；
图11、为本发明高压枪头结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图所示，本发明实施例提供一种煤仓自动破拱装置，包括钻机1、钻机机架2、导向架3、钻杆4、夹紧装置5、传感器6、钻头7和高压水射流系统8。
所述钻机1由液压卡紧机构104、液压进给机构105、主动钻杆103、旋转机构102、钻机底架106和电动机101组成。
所述钻机机架2由液压缸205、横梁204、扇形定位板202、安全销子203和整体钢构架201组成，所述钻机底架106放置在横梁204上方，所述液压缸205与横梁204铰接，通过液压缸205的升降用于调节钻机1的角度，进而改变钻杆钻进角度，所述扇形定位板202上设置有预留孔，安全销子203与预留孔进行扇形定位板固定实现二次安全保护作用，防止液压缸失效出现安全事故。
所述导向架3由钢架301、支撑台面302和导向筒303组成，所述支撑台面302设置在导向筒303上方且两者均设置在钢架301上，所述钻杆穿过导向筒，所述夹紧装置放置在支撑台面上。当钻杆斜向钻进时，导向筒可以分担一部分钻杆的倾覆力矩。夹紧装置5放置在支撑台上。当接上一节新钻杆时，需要将钻杆和主动钻杆分开，钻杆脱离主动钻杆，会掉入煤仓内部，因此需要夹紧装置卡住钻杆，并将夹紧装置支撑在导向架的支撑台上，这时就可以接上一节新的钻杆。
所述高压水射流系统由高压柱塞泵801、水箱802、高压胶管803和高压枪头805组成，所述水箱802与高压柱塞泵801连接，多个高压胶管之间通过胶管直通804彼此连接，最上端高压胶管一端与高压柱塞泵801连接，高压胶管穿过主动钻杆和钻杆内部，最下端的高压胶管与高压枪头805螺纹连接，高压枪头周侧设置有高压喷嘴806。
所述钻杆包括方槽401和杆体402，所述钻杆两头设置有方槽401，杆体402上设置有螺旋叶片或为光杆，所述夹紧装置于方槽401配合对钻杆进行夹紧。
所述传感器由传感器腔室601、密闭罩602、雷达发射器603、电路板604、蓄电池605和信号天线606组成，所述雷达发射器603、电路板604和蓄电池605设置在传感器腔室内，密闭罩将腔室开口处密闭，传感器可以探测煤仓内部空间区域情况，将仓内清理情况实时传送给工作人员。密闭罩的材质为玻璃、塑料、陶瓷或尼龙。
煤仓包括煤仓顶902、煤仓空洞901、煤仓壁903和煤仓嘴子904。
将导向架3顶部固定连接在钻机机架横梁204下方，随后将钻机机架2固定在煤仓孔洞901正上方，导向架3结构有一部分深入煤仓内部，另将钻机底架106放置在钻机机架横梁204上方，将钻机和钻机机架固定连接。随后调节钻机机架中的液压缸205，确定好钻进角度，角度确定好后，将安全销子203插入扇形定位板202上的预留孔内，防止工作时液压缸失效，出现安全事故，确保施工的安全性。
钻机的工作原理是：液压卡紧机构104负责卡紧主动钻杆103，此时主动钻杆103就能随着旋转机构102转动，而且液压进给机构105可以带动液压卡紧机构104上下运动，进而带动钻杆实现螺旋进给。先将传感器6拧在钻头7上，再将高压枪头805拧在传感器6上，此时将第一节高压胶管803连接在高压枪头805上，并将第一节钻杆4固定在高压枪头805外圈的螺纹处，高压胶管803处在钻杆4杆体内部。将这些零件从上到下按钻头7、传感器6、高压枪头805、第一节高压胶管803和第一节钻杆4的顺序依次连接好后。将上述连接好的部件与钻机1的主动钻杆103连接，让液压夹紧机构104抱紧主动钻杆103，然后让旋转机构102和液压进给机构105动作，则钻头7旋进煤中。当主动钻杆103走过一节钻杆长度的行程时，液压进给机构105和旋转机构102停止工作；此时将夹紧装置5放在钻杆的方槽401处夹紧钻杆4，夹紧装置5正好支撑在导向架3上的支撑台面302上，松开液压卡紧机构104，并断开主动钻杆103与钻杆4的连接；然后先连接下一节液压胶管803，再连接下一节钻杆4；将主动钻杆103与上述第二节钻杆相连，然后重复上面的步骤，液压卡紧机构104卡紧主动钻杆103，钻机1带着主动钻杆103螺旋进给，重复上面动作，直到钻头7钻到煤仓的煤嘴处，完成钻孔工作。
将高压胶管803穿过主动钻杆103与钻杆内部的最后一节高压胶管803连接，高压胶管803另一端与柱塞泵801连接，启动柱塞泵801，高压水沿高压胶管803从高压枪头805的喷嘴处喷出高压水，将煤仓内部的拱形结构破坏掉。当通高压水一段时间后，传感器6传回煤仓底部空间区域的信号，根据传回的信号可以得知煤拱破掉的情况，以便及时上下调整清理的位置，通过钻机1的液压进给结构102的上升调整高压枪头805的喷嘴位置，进一步清理拱形上部区域。主动钻杆将动力传递给每节钻杆，每节钻杆接入之前，先将高压胶管穿入钻杆杆体内，这样重复安装，钻杆和高压胶管一节一节钻进煤仓内部，直至钻头钻破煤拱到达煤仓嘴子904处，停止旋进，此时高压水射流系统开始工作，开启高压柱塞泵，将高压水经钻杆杆体内部的高压胶管送至高压枪头处，高压水经高压枪头汇集，形成强力水刀，冲击煤拱，实现破拱。传感器将煤仓内部空间情况实时传递给工作人员，判断煤仓内部清理情况。
当煤仓内部的拱形结构全部破除后，停止高压水射流系统8的工作，断开柱塞泵801与高压胶管803的连接；将上述下钻的步骤反着做一遍，先使液压进给机构105向上运动，再让夹紧装置5抱紧钻杆4，然后断开主动钻杆103与钻杆4的连接；如此反复直到钻头7上升到煤仓顶部；至此完成煤仓清拱工作。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
1.一种煤仓自动破拱装置，其特征在于，所述自动破拱装置包括钻机、钻机机架、导向架、钻杆、夹紧装置、钻头、传感器和高压水射流系统，所述钻机整体固定在钻机机架上，钻机机架固定于煤仓顶部的孔洞上方，导向架固定在钻机机架下端，并伸入煤仓内部，所述夹紧装置支撑在导向架上，所述钻机由液压卡紧机构、液压进给机构、主动钻杆、旋转机构、钻机底架和电动机组成，钻杆通过螺纹连接在所述主动钻杆下方且通过所述液压卡紧机构卡紧主动钻杆，所述液压进给机构和旋转机构实现主动钻杆的旋进动作，主动钻杆的旋进连带着钻杆旋进直至煤仓内部，所述钻杆与主动钻杆均为空心杆，所述高压水射流系统的高压胶管依次穿过主动钻杆和钻杆杆体内部，且下方连接有高压枪头，所述钻杆下方与高压枪头的外螺纹连接，高压枪头下方螺纹连接传感器腔室，传感器腔室连接钻头，传感器放置在所述传感器腔室内。
2.根据权利要求1所述的一种煤仓自动破拱装置，其特征在于：所述钻机机架由液压缸、横梁、扇形定位板、安全销子和整体钢构架组成，所述钻机底架放置在横梁上方，所述液压缸与横梁铰接，通过液压缸的升降用于调节钻机的角度，进而改变钻杆钻进角度，所述扇形定位板上设置有预留孔，安全销子与预留孔进行扇形定位板固定实现二次安全保护作用，防止液压缸失效出现安全事故。
3.根据权利要求1所述的一种煤仓自动破拱装置，其特征在于：所述导向架由钢架、支撑台面和导向筒组成，所述支撑台面设置在导向筒上方且两者均设置在钢架上，所述钻杆穿过导向筒，所述夹紧装置放置在支撑台面上。
4.根据权利要求1所述的一种煤仓自动破拱装置，其特征在于：所述高压水射流系统由高压柱塞泵、水箱、高压胶管和高压枪头组成，所述水箱与高压柱塞泵连接，多个高压胶管之间通过胶管直通彼此连接，最上端高压胶管一端与高压柱塞泵连接，高压胶管穿过主动钻杆和钻杆内部，最下端的高压胶管与高压枪头连接。
5.根据权利要求1所述的一种煤仓自动破拱装置，其特征在于：所述钻杆两头设置有方槽，杆体上设有螺旋叶片，所述夹紧装置于方槽配合对钻杆进行夹紧。
6.根据权利要求1所述的一种煤仓自动破拱装置，其特征在于：高压喷嘴设置在高压枪头周侧。
7.根据权利要求1-6之一所述的一种煤仓自动破拱装置，其特征在于：所述传感器由传感器腔室、密闭罩、雷达发射器、电路板、蓄电池和信号天线组成，所述雷达发射器、电路板和蓄电池设置在传感器腔室内，密闭罩将腔室开口处密闭。
8.根据权利要求7所述的一种煤仓自动破拱装置，其特征在于：所述密闭罩的材质为玻璃、塑料、陶瓷或尼龙。
技术总结