图1为电控系统原理图；

图2为钻机主机主视图；

图3为图2的A向视图；

图4为推进部主视图；

图5为图4的B向视图；

图6动力头结构示意图；

图7为液压泵站动力部件结构示意图；

图8为液压系统原理图。

1.《远程控制的井下瓦斯抽采钻机》特征在于：包括钻机主机和控制钻机主机运行的电控系统；所述电控系统包括主控站、远控站和在远控站与主控站之间传递信息的通讯装置。所述主控站包括：a、主控站PLC，用于将钻机主机传来信息通过通讯装置传给远控站，并将远控站通过通讯装置发出的控制命令传给主机，b、视频采集装置，用于采集钻机主机现场信息并将信息通过通讯装置传给远控站，c、设置在钻机主机上的传感器，用于采集钻机主机运行信息并将信息传给主控站PLC。所述远控站包括：a、远控站PLC，用于接收主控站PLC传来信息并向其发出控制指令，b、工控机，用于接收和显示主控站视频采集装置发出信息，c、显示屏，用于显示远控站PLC所接收的信息，d、操作面板，用于向远控站PLC输入控制指令。所述通讯装置包括主要由交换机组成的通讯环网和在交换机与主控站之间传递信息的无线互联设备；所述钻机主机的控制电路接入主控站PLC；所述钻机主机包括履带行走底盘（1）、设置在履带行走底盘上的推进部（2）、设置在推进部（2）上的动力头（3）、设置在履带行走底盘上的钻杆装卸机构和向履带行走底盘（1）、推进部（2）、动力头（3）、钻杆装卸机构提供压力油的液压泵站；所述履带行走底盘（1）由行走液压马达（1a）驱动；所述推进部（2）包括固定设置在履带行走底盘（1）上的机架（2a）、固定设置在机架上的直线导轨（2b）、以可往复滑动的方式设置在直线导轨（2b）上用于安装动力头（3）的拖板（2c）和固定设置在机架（2a）上用于驱动拖板（2c）沿直线导轨（2b）往复滑动的推进液压缸组（2d）；所述动力头（3）包括钻杆接头（3a）、固定设置在拖板（2c）上的旋转液压马达（3b）和将旋转液压马达（3b）动力传输到钻杆接头（3a）的减速器（3c），所述钻杆接头（3a）与减速器（3c）动力输出轴螺纹连接；所述钻杆装卸机构包括由夹持器液压缸组（4a1）驱动的钳式双夹持器（4a）和由传输液压马达（4b1）与顶升油缸组（4b2）驱动的钻杆存储输送机构（4b）；所述液压泵站包括油箱（5a）、变量柱塞泵（5b）、设置在联通行走液压马达（1a）和变量柱塞泵（5b）管道中的电磁阀I（5c）、设置在联通推进液压缸组（2d）与变量柱塞泵（5b）管道中的电磁阀II（5d）、设置在联通旋转液压马达（3b）与变量柱塞泵（5b）管道中的电磁阀III（5e）、设置在联通夹持器液压缸组（4a1）与变量柱塞泵（5b）管道中的电磁阀IV（5f）、设置在联通传输液压马达（4b1）与变量柱塞泵（5b）管道中的电磁阀V（5g）、设置在联通顶升油缸组（4b2）与变量柱塞泵（5b）管道中的电磁阀VI（5h）和用于驱动变量柱塞泵（5b）转动的驱动电机（5i）；所述电磁阀I（5c）、电磁阀II（5d）、电磁阀III（5e）、电磁阀IV（5f）、电磁阀V（5g）、电磁阀VI（5h）和驱动电机（5i）的控制电路接入主控站PLC；所述驱动电机（5i）动力输出轴和变量柱塞泵（5b）动力输入轴通过鼓形联轴器（5j）连接。

2.根据权利要求1所述的远程控制的井下瓦斯抽采钻机，其特征在于：所述主控站PLC设置有PLC网络通讯模块I，用于将传感器信息转化为以太网信号和将以太网信号形式的控制指令转化为主控站PLC可执行的指令，所述远控站PLC设置有PLC网络通讯模块II，用于将控制命令转化为以太网信号和将以太网信号形式的传感器信息转化为远控站PLC可识别信息。

3.根据权利要求2所述的远程控制的井下瓦斯抽采钻机，其特征在于：所述无线互联设备包括设置在通讯环网一方的无线网络收发器I和设置在远控站一方的无线网络收发器II。

4.根据权利要求3所述的远程控制的井下瓦斯抽采钻机，其特征在于：所述传感器包括用以检测油压压力的压力转感器、用以检测钻头转速的转速传感器、用以检测油箱内液压油油温和油位的油温油位传感器和用以检测现场瓦斯浓度的瓦斯浓度传感器。

瓦斯是一项宝贵的资源，埋于煤炭层中，具有无色无味、不能帮助呼吸、达到一定浓度易发生爆炸等特性，因而对其开采具有一定危险性。煤矿采煤作业时常发生瓦斯爆炸事故，造成严重的生命财产损失。2010年7月前的技术中，瓦斯抽采主要是操作人员直接操作钻机在矿井下进行现场作业，操作者的生命安全无法得到保证。因此需要一种瓦斯抽采钻机，能够实现操作者在地面就能控制井下钻机的抽采作业，使操作者远离作业现场，以保证其生命安全。

远程控制的井下瓦斯抽采钻机专利目的

《远程控制的井下瓦斯抽采钻机》的目的是提供一种远程控制的井下瓦斯抽采钻机，通过电控系统控制钻机主机实现现场无人化作业，保证操作人员的人身安全以减小矿难损失。

远程控制的井下瓦斯抽采钻机技术方案

《远程控制的井下瓦斯抽采钻机》包括钻机主机和控制钻机主机运行的电控系统；所述电控系统包括主控站、远控站和在远控站与主控站之间传递信息的通讯装置。所述主控站包括：a、主控站PLC，用于将钻机主机传来信息通过通讯装置传给远控站，并将远控站通过通讯装置发出的控制命令传给主机；b、视频采集装置，用于采集钻机主机现场信息并将信息通过通讯装置传给远控站；c、设置在钻机主机上的传感器，用于采集钻机主机运行信息并将信息传给主控站PLC。所述远控站包括：a、远控站PLC，用于接收主控站PLC传来信息并向其发出控制指令，b、工控机，用于接收和显示主控站视频采集装置发出信息，c、显示屏，用于显示远控站PLC接收信息，d、操作面板，用于向远控站PLC输入控制指令；所述通讯装置包括主要由交换机组成的通讯环网和在交换机与主控站之间传递信息的无线互联设备；所述钻机主机的控制电路接入主控站PLC。

所述钻机主机包括履带行走底盘、设置在履带行走底盘上的推进部、设置在推进部上的动力头、设置在履带行走底盘上的钻杆装卸机构和向履带行走底盘、推进部、动力头、钻杆装卸机构提供压力油的液压泵站；所述主控站PLC设置有PLC网络通讯模块I，用于将传感器信息转化为以太网信号和将以太网信号形式的控制指令转化为主控站PLC可执行的指令，所述远控站PLC设置有PLC网络通讯模块II，用于将控制命令转化为以太网信号和将以太网信号形式的传感器信息转化为远控站PLC可识别信息；所述无线互联设备包括设置在通讯环网一方的无线网络收发器I和设置在远控站一方的无线网络收发器II；所述履带行走底盘由行走液压马达驱动；所述推进部包括固定设置在履带行走底盘上的机架、固定设置在机架上的直线导轨、以可往复滑动的方式设置在直线导轨上用于安装动力头的拖板和固定设置在机架上用于驱动拖板沿直线导轨往复滑动的推进液压缸组；所述动力头包括钻杆接头、固定设置在拖板上的旋转液压马达和将旋转液压马达动力传输到钻杆接头的减速器，所述钻杆接头与减速器动力输出轴螺纹连接；所述钻杆装卸机构包括由夹持器液压缸组驱动的钳式双夹持器和由传输液压马达与顶升油缸组驱动的钻杆存储输送机构；所述液压泵站包括油箱、变量柱塞泵、设置在联通行走液压马达和变量柱塞泵管道中的电磁阀I、设置在联通推进液压缸组与变量柱塞泵管道中的电磁阀II、设置在联通旋转液压马达与变量柱塞泵管道中的电磁阀III、设置在联通夹持器液压缸组与变量柱塞泵管道中的电磁阀IV、设置在联通传输液压马达与变量柱塞泵管道中的电磁阀V、设置在联通传顶升油缸组与变量柱塞泵管道中的电磁阀VI和用于驱动变量柱塞泵转动的驱动电机；所述电磁阀I、电磁阀II、电磁阀III、电磁阀IV、电磁阀V、电磁阀VI和驱动电机的控制电路接入主控站PLC；所述驱动电机动力输出轴和变量柱塞泵动力输入轴通过鼓形联轴器连接；用以检测油压压力的压力转感器、用以检测钻头转速的转速传感器、用以检测油箱内液压油油温和油位的油温油位传感器和用以检测现场瓦斯浓度的瓦斯浓度传感器。

远程控制的井下瓦斯抽采钻机改善效果

《远程控制的井下瓦斯抽采钻机》的有益效果是：钻机主机工作由设置在地面的远控站控制，实现了钻机主机无人化作业，操作者不用进入环境恶劣的现场，保证了操作者的生命安全；同时远程控制的钻机主机，其作业过程为全自动化作业，作业效率高；设置在钻机主机上的视频采集装置和传感器所采集的信号能帮助在远控站的操作者随时了解钻机主机运行情况，可保障钻机主机可靠运行。

如图所示《远程控制的井下瓦斯抽采钻机》包括钻机主机和控制钻机主机运行的电控系统；所述电控系统包括主控站、远控站和在远控站与主控站之间传递信息的通讯装置；所述主控站包括：a、主控站PLC，用于将钻机主机传来信息通过通讯装置传给远控站，并将远控站通过通讯装置发出的控制命令传给主机；b、视频采集装置，该实施例中为该安型摄像仪，用于采集钻机主机现场信息并将信息通过通讯装置将信息传给远控站；c、设置在钻机主机上的传感器，用于采集钻机主机运行信息并将信息传给主控站PLC；所述远控站包括：a、远控站PLC，用于接收主控站PLC传来信息并向其发出控制指令；b、工控机，用于接收和显示主控站视频采集装置发出信息，操作人员通过观看视频以了解钻机主机现场作业环境和主机运行情况；c、显示屏，该实施例中为HMI触摸屏，用于显示远控站PLC接收的信息，操作人员通过阅读远控站PLC接收的信息，以了解钻机主机运行情况，并根据远控站PLC接收的信息向钻机主机发出控制指令；d、操作面板，用于操作人员向远控站PLC输入控制指令；所述通讯装置包括主要由交换机组成的通讯环网和在交换机与主控站之间传递信息的无线互联设备；所述钻机主机的控制电路接入主控站PLC。

该实施例中：所述钻机主机包括履带行走底盘1、设置在履带行走底盘上的推进部2、设置在推进部2上的动力头3、设置在履带行走底盘上的钻杆装卸机构和向履带行走底盘1、推进部2、动力头3、钻杆装卸机构提供压力油的液压泵站。

该实施例中：所述主控站PLC设置有将控制信息转化为以太网信号的PLC网络通讯模块I，所述远控站PLC设置有将控制信息转化为以太网信号的PLC网络通讯模块II。

该实施例中：所述主控站PLC设置有PLC网络通讯模块I，用于将传感器信息转化为以太网信号和将以太网信号形式的控制指令转化为主控站PLC可执行的指令，所述远控站PLC设置有PLC网络通讯模块II，用于将控制命令转化为以太网信号和将以太网信号形式的传感器信息转化为远控站PLC可识别信息。

该实施例中：所述履带行走底盘1由行走液压马达1a驱动。

该实施例中：所述推进部2包括固定设置在履带行走底盘1上的机架2a、固定设置在机架上的直线导轨2b、以可往复滑动的方式设置在直线导轨2b上用于安装动力头3的拖板2c和固定设置在机架2a上用于驱动拖板2c沿直线导轨2b往复滑动的推进液压缸组2d。

该实施例中：所述动力头3包括钻杆接头3a、固定设置在拖板2c上的旋转液压马达3b和将旋转液压马达3b动力传输到钻杆接头3a的减速器3c，所述钻杆接头3a与减速器3c动力输出轴螺纹连接；螺纹连接结构简单，不会出现液压卡盘经常卡死的现象。

该实施例中：所述钻杆装卸机构包括由夹持器液压缸组4a1驱动的钳式双夹持器4a和由传输液压马达4b1与顶升油缸组4b2驱动的钻杆存储输送机构4b，钻杆装卸方便快捷。

该实施例中：所述液压泵站包括油箱5a、变量柱塞泵5b、设置在联通行走液压马达1a和变量柱塞泵5b管道中的电磁阀I5c、设置在联通推进液压缸组2d与变量柱塞泵5b管道中的电磁阀II5d、设置在联通旋转液压马达3b与变量柱塞泵5b管道中的电磁阀III5e、设置在联通夹持器液压缸组4a1与变量柱塞泵5b管道中的电磁阀IV5f、设置在联通传输液压马达4b1与变量柱塞泵5b管道中的电磁阀V5g、设置在联通传顶升油缸组4b2与变量柱塞泵5b管道中的电磁阀VI5h和用于驱动变量柱塞泵5b转动的驱动电机5i；所述电磁阀I5c、电磁阀II5d、电磁阀III5e、电磁阀IV5f、电磁阀V5g、电磁阀VI5h和驱动电机5i的控制电路接入主控站PLC，远控站PLC通过向主控站PLC发出控制电磁阀动作的指令以控制钻机主机各执行机构的动作；所述驱动电机5i动力输出轴和变量柱塞泵5b动力输入轴通过鼓形联轴器5j连接。

该实施例中：所述传感器包括用以检测油压压力的压力转感器、用以检测钻头转速的转速传感器、用以检测油箱内液压油油温和油位的油温油位传感器和用以检测现场瓦斯浓度的瓦斯浓度传感器，传感器将所检测信号传给主控站PLC，主控站PLC通过通讯装置将检测信息传给远控站PLC，操作人员通过HMI触摸屏显示出的传感器传来的信息即可了解钻机主机各执行机构的工作情况，并可根据传感器传来的信息向主控站PLC发出控制钻机主机执行机构的命令。

2017年12月11日，《远程控制的井下瓦斯抽采钻机》获得第十九届中国专利优秀奖。

第一章绪论，介绍了煤矿井下瓦斯抽采(放)的意义、钻孔的分类、钻孔施工的条件；第二章煤矿井下钻孔设备、钻具新进展，较详细地介绍了煤炭科学研究总院西安研究院近年来研制的多种全液压坑道钻机的结构性能以及坑道钻机性能检测试验台、矿用外平摩擦焊钻杆、插接式螺旋钻杆、胎体式PDC钻头的研制及应用情况；第三章高位瓦斯抽采(放)钻孔施工技术以部分煤矿企业为代表，分析高位瓦斯抽采(放)钻孔的定向工艺原理、常用装备机具的选择和施工状况；第四章本煤层瓦斯抽放钻孔施工技术介绍不同煤层赋存条件下的瓦斯抽采(放)方式和钻孔施工技术，其中既包括适用于硬煤的沿煤层长钻孔定向钻进技术，也包括适用于软煤的螺旋钻杆钻进、三棱形钻杆钻进和空气钻进等方法的使用情况；第五章介绍的穿层钻孔施工技术是用于治理松软突出煤层瓦斯和抽采(放)邻近层瓦斯的有效方法之一；第六章煤矿井下其他钻孔施工技术介绍在煤矿井下的勘探孔、替代巷道的大直径钻孔、探放水孔、注浆钻孔、管棚钻孔等方面的施工技术及应用实例。

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《煤矿井下瓦斯抽采(放)钻孔施工新技术》内容共分六章。