掘锚机及掘进系统

权利要求书： 1.一种掘锚机，其特征在于，包括：

机架；

截割装置，所述截割装置可上下摆动地设于所述机架，所述截割装置具有最低摆动角度和最高摆动角度，在所述最低摆动角度，所述截割装置适于截割工作面底部的煤岩，在所述最高摆动角度，所述截割装置适于截割工作面顶部的煤岩；

钻探装置，所述钻探装置设于所述机架，所述钻探装置包括钻机和传感器，所述传感器与所述钻机电性相连，所述钻机适于钻探巷道底板和/或巷道顶板，所述传感器适于在所述钻机钻探时监测所述钻机的设定参数并产生监测数据信号；

控制装置，所述传感器与所述控制装置电性相连，所述控制装置适于接收并分析所述监测数据信号，在所述钻机钻探巷道底板第一厚度过程中，若所述监测数据信号大于第一阈值，所述控制装置适于调小所述最低摆动角度；在所述钻机钻探巷道顶板第二厚度过程中，若所述监测数据信号大于第二阈值，所述控制装置适于调小所述最高摆动角度。

2.根据权利要求1所述的掘锚机，其特征在于，所述钻探装置包括提升组件，所述提升组件与所述机架相连，所述钻机设于所述提升组件并可打设锚杆，所述提升组件适于提升所述钻机以使所述钻机可适于钻探巷道底板和巷道顶板。

3.根据权利要求2所述的掘锚机，其特征在于，所述钻探装置包括连接件和摆动驱动器，所述连接件的一端与所述提升组件相连，所述连接件的另一端与所述机架可转动地相连，所述摆动驱动器的一端与所述机架可转动地相连，所述摆动驱动器的另一端与所述连接件可转动地相连，所述摆动驱动器适于驱动所述连接件在所述机架的宽度方向上摆动以调整所述钻机与巷道侧帮的间距。

4.根据权利要求3所述的掘锚机，其特征在于，所述钻探装置包括位移驱动器，所述位移驱动器的延伸方向和所述连接件的延伸方向一致，所述位移驱动器的一端与所述机架可转动地相连，所述位移驱动器的另一端与所述提升组件可转动地相连，所述连接件与所述位移驱动器可同步伸缩，所述位移驱动器适于驱动所述钻机在所述机架的长度方向上移动以调整锚杆打设排距。

5.根据权利要求3所述的掘锚机，其特征在于，连接件包括内套筒和外套筒，所述内套筒配合在所述外套筒内并相对所述外套筒可滑移，所述外套筒的自由端与所述机架可转动地相连，所述内套筒的自由端与所述提升组件可转动地相连，所述摆动驱动器与所述外套筒可转动地相连，所述外套筒上设有注油嘴，所述注油嘴适于向所述外套筒内注入润滑油。

6.根据权利要求2所述的掘锚机，其特征在于，所述钻机可转动地与所述提升组件相连，且所述钻机在所述机架的高度方向和所述机架的长度方向可摆动以适于调整锚杆的打设方位。

7.根据权利要求2所述的掘锚机，其特征在于，所述提升组件包括架体、提升驱动器、导向柱、安装板和链条，所述导向柱设于所述架体并沿着上下方向延伸，安装板导向滑移装配于所述导向柱，所述安装板适于安装钻机，所述提升驱动器的一端与所述架体相连，所述提升驱动器上设有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮沿着所述提升驱动器的延伸方向间隔布置，所述链条啮合环绕在所述第一齿轮和第二齿轮的外周侧，所述链条与所述安装板和所述架体相连，所述链条适于在所述提升驱动器伸缩时平移并转动以驱动所述安装板移动。

8.根据权利要求2所述的掘锚机，其特征在于，所述钻探装置可打设锚杆，所述钻探装置包括第一钻探装置和第二钻探装置，所述第一钻探装置和所述第二钻探装置设在所述机架的尾端并沿着所述机架的宽度方向间隔布置，所述第一钻探装置适于钻探并向巷道的一侧侧帮打设锚杆，所述第二钻探装置适于钻探并向巷道的另一侧侧帮打设锚杆。

9.根据权利要求8所述的掘锚机，其特征在于，包括铲板装置和输送槽装置，所述铲板装置设在所述机架的首端并位于所述截割装置下方，所述铲板装置的进口尺寸可调，所述输送槽装置设于所述机架，所述输送槽装置位于所述铲板装置的后侧并适于输送所述铲板装置汇拢地煤岩，所述第一钻探装置设在所述输送槽装置的一侧，所述第二钻探装置设在所述输送槽装置的另一侧。

10.根据权利要求1所述的掘锚机，其特征在于，若巷道顶板的岩性和巷道底板的岩性一致，所述第一阈值和所述第二阈值可相同。

11.根据权利要求10所述的掘锚机，其特征在于，包括锚护装置，所述锚护装置包括升降组件、作业平台和第一钻架组件，所述升降组件设于所述机架和所述作业平台之间，所述升降组件适于升降所述作业平台，所述第一钻架组件设于所述作业平台，所述作业平台可伸缩以使所述第一钻架组件可移动至所述截割装置上方，所述第一钻架组件适于锚护所述截割装置上方的顶板以减小空顶距。

12.根据权利要求11所述的掘锚机，其特征在于，所述锚护装置包括稳定组件，所述稳定组件包括第一支撑组件和第二支撑组件，所述第一支撑组件和所述第二支撑组件设于所述作业平台，所述第一支撑组件可向上伸展并适于与巷道顶板撑顶，所述第二支撑组件可向下伸展并适于与所述截割装置撑顶。

13.根据权利要求12所述的掘锚机，其特征在于，所述锚护装置包括第二钻架组件，所述第二钻架组件设于所述作业平台，所述钻探装置可打设锚杆，所述第二钻架组件位于所述第一钻架组件和所述钻探装置之间，所述第二钻架组件适于与所述钻探装置配合以对巷道侧帮进行锚护。

14.根据权利要求1?13中任一项所述的掘锚机，其特征在于，包括撑顶装置，所述撑顶装置包括第一撑顶装置和第二撑顶装置，所述第一撑顶装置设在所述机架的一侧，所述第一撑顶装置可撑顶在巷道一侧的侧帮和机架之间，所述第二撑顶装置设在所述机架的另一侧，所述第二撑顶装置可撑顶在巷道另一侧的侧帮和机架之间。

15.根据权利要求14中任一项所述的掘锚机，其特征在于，当对巷道底板钻探作业时，包括以下步骤：S1：根据煤层厚度确定所述截割装置推进的循环进尺数量；

S2：待所述截割装置推进确定的循环进尺数量后，在巷道底板确定钻探位置；

S3：驱动所述机架移动，并使得钻探装置移动至与所述巷道底板的钻探位置相对应地位置处，然后利用钻探装置对巷道底板钻探作业；

S4：在所述钻探装置对巷道底板钻探第一厚度的过程中，利用传感器实时将监测数据信号传输给所述控制装置；

S5：所述控制装置实时将所述监测数据信号和第一阈值比对分析，若出现所述监测数据信号大于第一阈值的情况，修正所述控制装置内截割装置的最低摆动角度。

16.根据权利要求14中任一项所述的掘锚机，其特征在于，当对巷道底板钻探作业时，包括以下步骤：S1：根据煤层厚度确定所述截割装置推进的循环进尺数量；

S2：待所述截割装置推进确定的循环进尺数量后，在巷道顶板确定钻探位置；

S3：驱动所述机架移动，并使得钻探装置移动至与所述巷道顶板的钻探位置相对应地位置处，然后利用钻探装置对巷道顶板钻探作业；

S4：在所述钻探装置对巷道底板钻探第二厚度的过程中，利用传感器实时将监测数据信号传输给所述控制装置；

S5：所述控制装置实时将所述监测数据信号和第二阈值比对分析，若出现所述监测数据信号大于第二阈值的情况，修正所述控制装置内截割装置的最高摆动角度。

17.一种掘进系统，其特征在于，包括掘锚机，所述掘锚机为根据权利要求1?16中任一项所述的掘锚机。

说明书： 掘锚机及掘进系统技术领域[0001] 本发明涉及掘进设备技术领域，具体地，涉及一种掘锚机和应用该掘锚机的掘进系统。

背景技术[0002] 掘锚机是一种能够实现掘进、锚护的采掘设备，掘锚机上设有截割装置和锚护装置，其中截割装置用于掘进作业，锚护装置用于锚护作业。截割装置包括截割滚筒和截割

臂，截割滚筒用于在转动时截割煤壁，截割臂则用于驱动截割滚筒上下摆动。

[0003] 为了保证开采效率和进尺的顺利进行，掘锚机需要沿着煤层的延展方向推进，但是相关技术中，由于前方煤层倾角的不确定性和煤层起伏不平，掘锚机在推进过程中存在

切割顶板和底板的情况，这样一方面会降低回采率，另一方面由于岩石硬度较大，掘进设备

容易损坏，延误生产。

发明内容[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。[0005] 为此，本发明实施例提出一种掘锚机，该掘锚机避免了截割装置切割顶板岩层和底板岩层的情况，提高了回采率，延长了设备的使用寿命。

[0006] 本发明实施例还提出一种应用上述掘锚机的掘进系统。[0007] 本发明实施例的掘锚机包括：机架；截割装置，所述截割装置可上下摆动地设于所述机架，所述截割装置具有最低摆动角度和最高摆动角度，在所述最低摆动角度，所述截割

装置适于截割工作面底部的煤岩，在所述最高摆动角度，所述截割装置适于截割工作面顶

部的煤岩；钻探装置，所述钻探装置设于所述机架，所述钻探装置包括钻机和传感器，所述

传感器与所述钻机电性相连，所述钻机适于钻探巷道底板和/或巷道顶板，所述传感器适于

在所述钻机钻探时监测所述钻机的设定参数并产生监测数据信号；控制装置，所述传感器

与所述控制装置电性相连，所述控制装置适于接收并分析所述监测数据信号，在所述钻机

钻探巷道底板第一厚度过程中，若所述监测数据信号大于第一阈值，所述控制装置适于调

小所述最低摆动角度；在所述钻机钻探巷道顶板第二厚度过程中，若所述监测数据信号大

于第二阈值，所述控制装置适于调小所述最高摆动角度。

[0008] 本发明实施例的掘锚机避免了截割装置切割顶板岩层和底板岩层的情况，提高了回采率，延长了设备的使用寿命。

[0009] 在一些实施例中，所述钻探装置包括提升组件，所述提升组件与所述机架相连，所述钻机设于所述提升组件并可打设锚杆，所述提升组件适于提升所述钻机以使所述钻机可

适于钻探巷道底板和巷道顶板。

[0010] 在一些实施例中，所述钻探装置包括连接件和摆动驱动器，所述连接件的一端与所述提升组件相连，所述连接件的另一端与所述机架可转动地相连，所述摆动驱动器的一

端与所述机架可转动地相连，所述摆动驱动器的另一端与所述连接件可转动地相连，所述

摆动驱动器适于驱动所述连接件在所述机架的宽度方向上摆动以调整所述钻机与巷道侧

帮的间距。

[0011] 在一些实施例中，所述钻探装置包括位移驱动器，所述位移驱动器的延伸方向和所述连接件的延伸方向一致，所述位移驱动器的一端与所述机架可转动地相连，所述位移

驱动器的另一端与所述提升组件可转动地相连，所述连接件与所述位移驱动器可同步伸

缩，所述位移驱动器适于驱动所述钻机在所述机架的长度方向上移动以调整锚杆打设排

距。

[0012] 在一些实施例中，连接件包括内套筒和外套筒，所述内套筒配合在所述外套筒内并相对所述外套筒可滑移，所述外套筒的自由端与所述机架可转动地相连，所述内套筒的

自由端与所述提升组件可转动地相连，所述摆动驱动器与所述外套筒可转动地相连，所述

外套筒上设有注油嘴，所述注油嘴适于向所述外套筒内注入润滑油。

[0013] 在一些实施例中，所述钻机可转动地与所述提升组件相连，且所述钻机在所述机架的高度方向和所述机架的长度方向可摆动以适于调整锚杆的打设方位。

[0014] 在一些实施例中，所述提升组件包括架体、提升驱动器、导向柱、安装板和链条，所述导向柱设于所述架体并沿着上下方向延伸，安装板导向滑移装配于所述导向柱，所述安

装板适于安装钻机，所述提升驱动器的一端与所述架体相连，所述提升驱动器上设有第一

齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮沿着所述提升驱动器的延伸方向间隔布

置，所述链条啮合环绕在所述第一齿轮和第二齿轮的外周侧，所述链条与所述安装板和所

述架体相连，所述链条适于在所述提升驱动器伸缩时平移并转动以驱动所述安装板移动。

[0015] 在一些实施例中，所述钻探装置可打设锚杆，所述钻探装置包括第一钻探装置和第二钻探装置，所述第一钻探装置和所述第二钻探装置设在所述机架的尾端并沿着所述机

架的宽度方向间隔布置，所述第一钻探装置适于钻探和向巷道的一侧侧帮打设锚杆，所述

第二钻探装置适于钻探并向巷道的另一侧侧帮打设锚杆。

[0016] 在一些实施例中，掘锚机包括铲板装置和输送槽装置，所述铲板装置设在所述机架的首端并位于所述截割装置下方，所述铲板装置的进口尺寸可调，所述输送槽装置设于

所述机架，所述输送槽装置位于所述铲板装置的后侧并适于输送所述铲板装置汇拢地煤

岩，所述第一钻探装置设在所述输送槽装置的一侧，所述第二钻探装置设在所述输送槽装

置的另一侧。

[0017] 在一些实施例中，若巷道顶板的岩性和巷道底板的岩性一致，所述第一阈值和所述第二阈值可相同。

[0018] 在一些实施例中，掘锚机包括锚护装置，所述锚护装置包括升降组件、作业平台和第一钻架组件，所述升降组件设于所述机架和所述作业平台之间，所述升降组件适于升降

所述作业平台，所述第一钻架组件设于所述作业平台，所述作业平台可伸缩以使所述第一

钻架组件可移动至所述截割装置上方，所述第一钻架组件适于锚护所述截割装置上方的顶

板以减小空顶距。

[0019] 在一些实施例中，所述锚护装置包括稳定组件，所述稳定组件包括第一支撑组件和第二支撑组件，所述第一支撑组件和所述第二支撑组件设于所述作业平台，所述第一支

撑组件可向上伸展并适于与巷道顶板撑顶，所述第二支撑组件可向下伸展并适于与所述截

割装置撑顶。

[0020] 在一些实施例中，所述锚护装置包括第二钻架组件，所述第二钻架组件设于所述作业平台，所述钻探装置可打设锚杆，所述第二钻架组件位于所述第一钻架组件和所述钻

探装置之间，所述第二钻架组件适于与所述钻探装置配合以对巷道侧帮进行锚护。

[0021] 在一些实施例中，掘锚机包括撑顶装置，所述撑顶装置包括第一撑顶装置和第二撑顶装置，所述第一撑顶装置设在所述机架的一侧，所述第一撑顶装置可撑顶在巷道一侧

的侧帮和机架之间，所述第二撑顶装置设在所述机架的另一侧，所述第二撑顶装置可撑顶

在巷道另一侧的侧帮和机架之间。

[0022] 在一些实施例中，当对巷道底板钻探作业时，包括以下步骤：[0023] S1：根据煤层厚度确定所述截割装置推进的循环进尺数量；[0024] S2：待所述截割装置推进确定的循环进尺数量后，在巷道底板确定钻探位置；[0025] S3：驱动所述机架移动，并使得钻探装置移动至与所述巷道底板的钻探位置相对应地位置处，然后利用钻探装置对巷道底板钻探作业；

[0026] S4：在所述钻探装置对巷道底板钻探第一厚度的过程中，利用传感器实时将监测数据信号传输给所述控制装置；

[0027] S5：所述控制装置实时将所述监测数据信号和第一阈值比对分析，若出现所述监测数据信号大于第一阈值的情况，修正所述控制装置内截割装置的最低摆动角度。

[0028] 在一些实施例中，当对巷道底板钻探作业时，包括以下步骤：[0029] S1：根据煤层厚度确定所述截割装置推进的循环进尺数量；[0030] S2：待所述截割装置推进确定的循环进尺数量后，在巷道顶板确定钻探位置；[0031] S3：驱动所述机架移动，并使得钻探装置移动至与所述巷道顶板的钻探位置相对应地位置处，然后利用钻探装置对巷道顶板钻探作业；

[0032] S4：在所述钻探装置对巷道底板钻探第二厚度的过程中，利用传感器实时将监测数据信号传输给所述控制装置；

[0033] S5：所述控制装置实时将所述监测数据信号和第二阈值比对分析，若出现所述监测数据信号大于第二阈值的情况，修正所述控制装置内截割装置的最高摆动角度。

[0034] 本发明实施例的掘进系统包括掘锚机，所述掘锚机为上述任一实施例中所述的掘锚机。

附图说明[0035] 图1是本发明实施例的掘锚机的后侧立体示意图。[0036] 图2是本发明实施例的掘锚机的前侧立体示意图。[0037] 图3是本发明实施例的掘锚机的右视示意图。[0038] 图4是本发明实施例的掘锚机的俯视示意图。[0039] 图5是图1中钻探装置的后侧结构示意图。[0040] 图6是图5中钻探装置的前侧结构示意图。[0041] 图7是图5中单个钻探装置的侧视示意图。[0042] 图8是图5中单个钻探装置的立体示意图一。[0043] 图9是图5中单个钻探装置的立体示意图二。[0044] 图10是图9中钻探装置的提升组件的结构示意图。[0045] 图11是图10中提升组件的爆炸示意图。[0046] 图12是图2中锚护装置的装配示意图。[0047] 图13是图2中锚护装置的结构示意图。[0048] 图14是图13中单个锚护装置的立体示意图。[0049] 附图标记：[0050] 掘锚机100；[0051] 机架1；[0052] 截割装置2；截割滚筒21；[0053] 钻探装置3；第一钻探装置301；第二钻探装置302；[0054] 钻机31；[0055] 提升组件32；架体321；链条连接部3211；提升驱动器322；第一齿轮3221；第二齿轮3222；导向柱323；安装板324；链条325；

[0056] 连接件33；外套筒331；内套筒332；[0057] 摆动驱动器34；[0058] 位移驱动器35；[0059] 铲板装置4；[0060] 输送槽装置5；[0061] 锚护装置6；第一锚护装置601；第二锚护装置602；[0062] 升降组件61；[0063] 作业平台62；[0064] 第一钻架组件63；安装座631；第一锚钻632；第二锚钻633；[0065] 稳定组件64；第一支撑组件641；第二支撑组件642；[0066] 第二钻架组件65。具体实施方式[0067] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0068] 如图1至图14所示，本发明实施例的掘锚机100包括机架1，截割装置2，钻探装置3和控制装置(未示出)。

[0069] 机架1即为掘锚机100的机身框架，机架1可以通过型材拼焊成型。如图3所示，机架1可以大体沿着前后方向延伸布置。

[0070] 截割装置2可上下摆动地设于机架1，截割装置2具有最低摆动角度和最高摆动角度，在最低摆动角度，截割装置2适于截割工作面底部的煤岩，在最高摆动角度，截割装置2

适于截割工作面顶部的煤岩。

[0071] 具体地，如图2和图3所示，截割装置2设在机架1的前侧，截割装置2可以包括截割臂和截割滚筒21，截割臂大体沿着前后方向延伸，截割臂的后端与机架1相连并相对于机架

1可上下摆动，例如，截割臂的后端可以通过枢轴与机架1转动相连。截割滚筒21装配在截割

臂的前端，截割滚筒21上设有截齿且截割滚筒21可自行转动。使用时，通过截割臂的上下摆

动驱动截割滚筒21上下移动，转动的截割滚筒21会切割煤壁，从而实现对前方煤壁的截割

作业。

[0072] 如图3所示，在截割臂上下摆动的行程内，截割臂可以具有最高摆动角度α和最低摆动角度β，其中最高摆动角度α即为截割臂实际使用过程中的最大向上摆动角度，即截割

臂向上摆动后，截割臂的轴向方向和水平方向的夹角；最低摆动角度β为截割臂实际使用过

程中的最大向下摆动角度，即截割臂向下摆动后，截割臂的轴向方向和水平方向的夹角。

[0073] 需要说明的是，当截割臂摆动至最高摆动角度α后，截割滚筒21可以对迎头工作面的顶部进行截割，当截割臂摆动至最低摆动角度β后，截割滚筒21可以对迎头工作面的底部

进行截割。通过截割臂在最高摆动角度α和最低摆动角度β所形成的和角内摆动即可完成对

迎头工作面煤壁的截割作业。

[0074] 钻探装置3设于机架1，钻探装置3包括钻机31和传感器，传感器与钻机31电性相连，钻机31适于钻探巷道底板和/或巷道顶板，传感器适于在钻机31钻探时监测钻机31的设

定参数并产生监测数据信号。

[0075] 具体地，钻机31可以为锚杆钻机31，钻机31可以进行钻孔、钻取岩样等钻探作业，钻机31的设定参数可以为钻机31的推进力，此时，传感器可以为压力传感器。当钻机31在巷

道底板或巷道顶板上钻孔时，传感器可以监测地层对钻机31的反向作用力，该反向作用力

与钻机31所需要施加的推进力可视为相互作用力，由此，可以实现对钻机31推进力的监测。

[0076] 由于不同地地层具有不同的岩性，钻机31在进行钻探作业时所需要施加的推进力也不相同，例如，煤层由于质地较软，钻机31在钻取煤层时所需要施加的推进力较小，岩层

由于质地较硬，钻机31在钻取岩层时所需要施加的推进力较大。通过对不同的推进力进行

监测可以判断钻机31钻取的是否是岩层或煤层。

[0077] 可以理解的是，在其他一些实施例中，钻机31的设定参数也可以是钻机31的工作动力、液压系统压力等一些能够反映地层性质的参数，此时，传感器为可以监测对应参数的

传感器。

[0078] 传感器与控制装置电性相连，控制装置适于接收并分析监测数据信号，在钻机31钻探巷道底板第一厚度过程中，若监测数据信号大于第一阈值，控制装置适于调小最低摆

动角度；在钻机31钻探巷道顶板第二厚度过程中，若监测数据信号大于第二阈值，控制装置

适于调小最高摆动角度。

[0079] 具体地，控制装置可以为PLC控制系统，当然也可以为其他类型的控制器或处理器等。传感器可以通过导线与控制装置电性连接，在其他一些实施例中，传感器也可以通过无

线发射的方式与控制装置进行数据信号传输。控制装置可以固定在机架1的内侧，从而可以

起到防护效果。

[0080] 传感器所监测的监测数据信号可以传输至控制装置处，控制装置可以将接收到的监测数据信号转化为数值参数，然后可以与预设的第一阈值或第二阈值进行比较，最后通

过比较的结果控制截割臂摆动。其中第一阈值即为突破煤层和煤层下方岩层的交界面时的

推进力所对应的数值参数，第二阈值即为突破煤层和煤层上方岩层的交界面时的推进力所

对应的数值参数。

[0081] 需要说明的是，第一厚度为钻机31对巷道底板钻探作业时所钻取的底板厚度，第二厚度为钻机31对巷道顶板钻探作业时所钻取的顶板厚度。第一厚度和第二厚度需要根据

需要和经验选取，例如，第一厚度可以为底板允许的遗留煤层厚度，第二厚度可以为顶板允

许的遗留煤层厚度。

[0082] 例如，在钻机31对巷道的底板钻探第一厚度的过程中，控制装置可以实时的接收监测数据信号，且控制装置在接收到监测数据信号后会将监测数据信号与第一阈值进行比

较，当监测数据信号所对应的数值参数大于第一阈值时，此时，即可判断截割装置2已截割

至或邻近煤层下方的岩层处，通过控制装置将截割臂的最低摆动角度β调小，截割装置2的

截割滚筒21即可避免后续截割下方岩层的情况。

[0083] 在钻机31对巷道的顶板进行钻探作业的过程中，控制装置可以实时的接收监测数据信号，且控制装置在接收到监测数据信号后会将监测数据信号与第二阈值进行比较，当

监测数据信号所对应的数值参数大于第二阈值时，此时，即可判断截割装置2已截割至或邻

近煤层上方的岩层处，通过控制装置将截割臂的最高摆动角度α调小，截割装置2的截割滚

筒21即可避免后续截割上方岩层的情况。

[0084] 需要说明的是，随着掘锚机100的推进，可以在每一个循环进尺均进行钻探作业，也可以间隔设定数量的掘进循环进尺进行钻探作业。钻探作业的运行时机可以根据需要进

行选择。

[0085] 可以理解的是，本发明中可以增加对钻探装置3是否钻探巷道顶板还是钻探巷道底板的监测器，监测器可以为位置监测器，例如红外监测器，位置监测器可以监测钻探装置

3的位置变化，从而可以为控制装置判断是否钻探顶板还是底板提供依据。

[0086] 本发明实施例的掘锚机100，由于截割装置2的截割方向可以通过钻探装置3和控制装置及时矫正，从而避免了截割装置2截割顶板岩层和底板岩层的情况，使得截割装置2

能够始终在煤层内截割作业。

[0087] 其次，由于避免了截割顶板岩层和底板岩层的情况，从而避免了截割方向偏移较大而造成与偏移方向相反地顶板煤层或底板煤层遗留大量煤炭资源的情况，提高了回采

率。

[0088] 另外，由于掘锚机100在煤层中作业，避免了掘锚机100截割质地较硬的岩层的情况，进而避免了掘锚机100在截割岩层时容易受损的情况，保证了掘进作业的平稳进行，延

长了设备的使用寿命，降低了矸石的开采量，实现了煤层的绿色、高效开采。

[0089] 在一些实施例中，钻探装置3包括提升组件32，提升组件32与机架1相连，钻机31设于提升组件32并可打设锚杆，提升组件32适于提升钻机31以使钻机31可适于钻探巷道底板

和巷道顶板。

[0090] 具体地，如图6所示，提升组件32可以通过螺栓和螺母等紧固件可拆卸地安装在机架1上，提升组件32可以包括液压伸缩油缸，液压伸缩油缸可以沿着上下方向延伸，钻机31

可以与液压伸缩油缸相连，通过液压伸缩油缸的伸缩实现钻机31的上下移动。由此，使得钻

机31既可以对巷道底板进行钻探作业，也可以对巷道顶板进行钻探作业，使得钻机31的使

用方式更加灵活。

[0091] 可以理解的是，在其他一些实施例中，提升组件32也可以为剪叉式提升设备、丝杠驱动设备等其他提升组件32。

[0092] 在一些实施例中，钻探装置3包括连接件33和摆动驱动器34，连接件33的一端与提升组件32相连，连接件33的另一端与机架1可转动地相连，摆动驱动器34的一端与机架1可

转动地相连，摆动驱动器34的另一端与连接件33可转动地相连，摆动驱动器34适于驱动连

接件33在机架1的宽度方向上摆动以调整钻机31与巷道侧帮的间距。

[0093] 具体地，如图6至图9所示，钻探装置3可以设在机架1的后端，连接件33可以为一根连杆，连接件33的一端可以机架1的后端通过螺栓等紧固件连接固定，连接件33的另一端可

以与提升组件32枢转连接且枢轴沿着上下方向延伸，由此，连接件33仅可以在左右方向上

摆动。

[0094] 摆动驱动器34可以为液压伸缩油缸，摆动驱动器34的一端可以与机架1铰接，摆动驱动器34的另一端可以与连接件33铰接，由此，通过摆动伸缩器的伸缩可以实现连接件33

的摆动驱动，进而可以实现提升组件32和钻机31在左右方向的摆动驱动，从而方便了调节

钻机31和巷道侧帮之间的间距。

[0095] 在一些实施例中，钻探装置3包括位移驱动器35，位移驱动器35的延伸方向和连接件33的延伸方向一致，位移驱动器35的一端与机架1可转动地相连，位移驱动器35的另一端

与提升组件32可转动地相连，连接件33与位移驱动器35可同步伸缩，位移驱动器35适于驱

动钻机31在机架1的长度方向上移动以调整锚杆打设排距。

[0096] 具体地，如图6至图9所示，位移驱动器35可以为液压伸缩油缸，位移驱动器35的后端可以与提升组件32铰接或枢转装配，位移驱动器35的前端可以机架1铰接或枢转装配。位

移驱动器35和连接件33大体平行布置，且连接件33可以伸缩，例如，连接件33可以为伸缩

杆。位移驱动器35两端均为铰接，使得位移驱动器35可以摆动，从而满足了摆动驱动器34的

摆动要求。

[0097] 由此，通过位移驱动器35的伸缩可以实现提升组件32和钻机31的前后移动，从而使得钻机31能够满足不同排距的打设要求，方便了使用。

[0098] 需要说明的是，连接件33一方面能够与机架1、摆动驱动器34形成三角型结构，从而方便了钻机31的摆动驱动，另一方面在钻机31作业时，连接件33能够承受剪切作用力，具

有保护位移驱动器35的作用。

[0099] 在一些实施例中，连接件33包括内套筒332和外套筒331，内套筒332配合在外套筒331内并相对外套筒331可滑移，外套筒331的自由端与机架1可转动地相连，内套筒332的自

由端与提升组件32可转动地相连，摆动驱动器34与外套筒331可转动地相连，外套筒331上

设有注油嘴，注油嘴适于向外套筒331内注入润滑油。

[0100] 具体地，如图11所示，内套筒332和外套筒331可以均为方形套筒，内套筒332和外套筒331的方型设计具有止转效果，使得内套筒332仅能沿着连接件33的轴向移动。外套筒

331的后端与机架1枢转相连，内套筒332导向滑移装配在外套筒331的前端，内套筒332的前

端则与提升组件32连接固定。注油嘴可以设在外套筒331的顶面上，从而方便了使用。通过

注油嘴可以向外套筒331内注入润滑油，从而使得内套筒332和外套筒331能够滑移的更加

顺畅。

[0101] 可选地，注油嘴处可以设有防护结构，从而避免了锚护作业时破坏注油嘴的情况。[0102] 在一些实施例中，钻机31可转动地与提升组件32相连，且钻机31在机架1的高度方向和机架1的长度方向可摆动以适于调整锚杆的打设方位。

[0103] 具体地，如图7和图8所示，钻机31可以通过回转驱动与提升组件32相连，回转驱动可以具有两个转动轴线，其中一个转动轴线的延伸方向与连接件33的延伸方向一致，钻机

31可以绕着该转动轴线转动，从而使得钻机31可以在上下方向(机架1的高度方向)上摆动；

另一个转动轴线可以沿着上下方向延伸，钻机31可以绕着该转动轴线转动，使得钻机31可

以在前后方向(机架1的长度方向)上摆动。

[0104] 由于钻机31在机架1的高度方向和长度方向均可以摆动调整，且钻机31可以通过提升组件32实现上下位置的调整，从而使得钻机31能够在空间内具有较高的调整自由度，

满足了任意方位的锚杆打设要求。

[0105] 需要说明的是，由于摆动驱动器34的驱动会伴随对钻机31方位角度的改变，钻机31可以在机架1的长度方向上摆动使得钻机31能够重新校正至与巷道侧帮垂直的位置，从

而方便了锚杆打设。

[0106] 在一些实施例中，提升组件32包括架体321、提升驱动器322、导向柱323、安装板324和链条325，导向柱323设于架体321并沿着上下方向延伸，安装板324导向滑移装配于导

向柱323，安装板324适于安装钻机31，提升驱动器322的一端与架体321相连，提升驱动器

322上设有第一齿轮3221和第二齿轮3222，第一齿轮3221和第二齿轮3222沿着提升驱动器

322的延伸方向间隔布置，链条325啮合环绕在第一齿轮3221和第二齿轮3222的外周侧，链

条325与安装板324和架体321相连，链条325适于在提升驱动器322伸缩时平移并转动以驱

动安装板324移动。

[0107] 具体地，如图10和图11所示，架体321大体可以为长方体型，架体321沿着上下方向延伸，提升驱动器322可以为液压伸缩油缸，且提升驱动器322的顶端与架体321的顶端固定

相连，提升驱动器322的底端为自由端，提升驱动器322沿着上下方向延伸并可上下伸缩。提

升驱动器322可以包括或活塞杆和缸体，活塞杆可以与架体321的顶端固定相连，缸体的底

端则为自由端。

[0108] 导向柱323可以设有两个，两个导向柱323可以均固定于架体321，两个导向柱323均沿着上下方向延伸，且两个导向柱323在左右方向上间隔布置。安装板324导向装配在两

个导向柱323上并沿着上下方向可滑移，钻机31可以通过回转驱动与安装板324相连。

[0109] 提升驱动器322的缸体的外侧可以设有第一齿轮3221和第二齿轮3222，第一齿轮3221和第二齿轮3222沿着上下方向间隔布置，第一齿轮3221和第二齿轮3222均相对缸体可

转动，链条325可以环绕在第一齿轮3221和第二齿轮3222的外周侧，且链条325与第一齿轮

3221和第二齿轮3222均啮合装配。链条325的后侧可以与架体321相连，链条325的前侧可以

与安装板324相连。

[0110] 由此，在提升驱动器322的缸体上下移动时，链条325会发生上下平移和绕着第一齿轮3221和第二齿轮3222转动的运动，转动的链条325会驱动安装板324上下移动，从而起

到驱动钻机31上下移动的作用。链条325的设置具有倍增提升驱动器322的缸体的位移量的

作用，增大了钻机31的移动行程。

[0111] 可选地，如图11所示，架体321上可以设有链条连接部3211，链条连接部3211设在架体321的中间位置，链条325的后侧可以与链条连接部3211可拆卸地相连。链条连接部

3211上可以设有匹配槽，提升驱动器322的缸体可以嵌入匹配槽内，从而起到增强提升驱动

器322导向的效果。

[0112] 如图11所示，架体321的顶端可以设有端板，端板可拆卸地设在架体321上，提升驱动器322、两个导向柱323可以与端板可拆卸地相连，由此方便了提升组件32的装配和检修。

[0113] 在一些实施例中，钻探装置3可打设锚杆，钻探装置3包括第一钻探装置301和第二钻探装置302，第一钻探装置301和第二钻探装置302设在机架1的尾端并沿着机架1的宽度

方向间隔布置，第一钻探装置301适于钻探和向巷道的一侧侧帮打设锚杆，第二钻探装置

302适于钻探并向巷道的另一侧侧帮打设锚杆。

[0114] 具体地，如图4至图6所示，第一钻探装置301和第二钻探装置302可以均设在机架1的后侧，其中第一钻探装置301可以设在机架1的左侧，第二钻探装置302可以设在机架1的

右侧，第一钻探装置301和第二钻探装置302大体镜像对称布置。第一钻探装置301的钻机31

能够向左侧摆动并主要用于对巷道左侧的侧帮进行锚护，第二钻探装置302的钻机31能够

向右侧摆动并主要用于对巷道右侧的侧帮进行锚护。

[0115] 第一钻探装置301和第二钻探装置302的设置一方面能够增加锚护效率，避免了设置单个钻探装置3需要钻探装置3在左右方向上往复移动的情况，另一方面两个钻探装置3

能够同时钻探作业，从而有利于减小误差，提高了监测的准确性。

[0116] 在一些实施例中，掘锚机100包括铲板装置4和输送槽装置5，铲板装置4设在机架1的首端并位于截割装置2下方，铲板装置4的进口尺寸可调，输送槽装置5设于机架1，输送槽

装置5位于铲板装置4的后侧并适于输送铲板装置4汇拢地煤岩，第一钻探装置301设在输送

槽装置5的一侧，第二钻探装置302设在输送槽装置5的另一侧。

[0117] 具体地，铲板装置4可以设在机架1的前端，铲板装置4可以包括主铲板和两个副铲板，主铲板与机架1相连，两个副铲板分别可转动地连接在主铲板的左右两侧，两个副铲板

和主铲板之间可以均设有铲板驱动器，通过铲板驱动器的伸缩可以实现对应副铲板的摆动

驱动，从而可以实现铲板进口尺寸的调整。输送槽装置5可以固定在机架1上，输送槽装置5

可以沿着前后方向延伸，输送槽装置5的前端与铲板装置4对接，经由铲板装置4汇拢的煤岩

可以经由输送槽装置5输送。

[0118] 如图4所示，第一钻探装置301可以设在输送槽装置5的左侧，第二钻探装置302可以设在输送槽装置5的右侧，由此，避免了钻探装置3与输送槽装置5干涉的情况。

[0119] 在一些实施例中，若巷道顶板的岩性和巷道底板的岩性一致，第一阈值和第二阈值可相同。由此，简化了第一阈值和第二阈值的设置。

[0120] 在一些实施例中，掘锚机100包括锚护装置6，锚护装置6包括升降组件61、作业平台62和第一钻架组件63，升降组件61设于机架1和作业平台62之间，升降组件61适于升降作

业平台62，第一钻架组件63设于作业平台62，作业平台62可伸缩以使第一钻架组件63可移

动至截割装置2上方，第一钻架组件63适于锚护截割装置2上方的顶板以减小空顶距。

[0121] 具体地，如图12至图14所示，升降组件61可以安装在机架1上，升降组件61可以包括升降平台和升降油缸，升降平台固定在升降油缸的顶部，通过升降油缸可以驱动升降平

台的升降。作业平台62可以固定在升降平台上，通过升降组件61可以实现作业平台62的升

降。

[0122] 需要说明的是，作业平台62可以为矩形平台，作业平台62沿着前后方向延伸，且作业平台62在前后方向上可伸缩。第一钻架组件63可以安装在作业平台62的前端，其中第一

钻架组件63用于锚护作业，具体地，当作业平台62向前方伸出时，第一钻架组件63大体位于

截割装置2的截割滚筒21的上方位置处，第一钻架组件63可以对靠近迎头处的巷道顶板进

行锚护作业。

[0123] 当需要进行截割作业时，可以将作业平台62收缩，第一钻架组件63后撤至截割装置2的截割滚筒21后方，由此，截割装置2可以通过截割臂驱动截割滚筒21上下移动，从而实

现截割作业，避免了与截割装置2的干涉。

[0124] 由此，掘锚机100一方面可以实现掘进和锚护的平行作业和非平行作业，另一方面可以对靠近迎头的巷道顶板进行锚护，从而避免了迎头处存在空顶距的情况，保障了巷道

顶板条件较差情况下的安全掘进。

[0125] 可选地，如图13所示，锚护装置6可以设有两个，分别为第一锚护装置601和第二锚护装置602，第一锚护装置601可以设在机架1的左侧，第二锚护装置602可以设在机架1的右

侧。

[0126] 在一些实施例中，锚护装置6包括稳定组件64，稳定组件64包括第一支撑组件641和第二支撑组件642，第一支撑组件641和第二支撑组件642设于作业平台62，第一支撑组件

641可向上伸展并适于与巷道顶板撑顶，第二支撑组件642可向下伸展并适于与截割装置2

撑顶。

[0127] 具体地，如图12至图14所示，稳定组件64可以安装在作业平台62的前端，且稳定装置可以位于第一钻架组件63的前侧，稳定组件64可以为伸缩油缸，当第一钻架组件63切换

至锚护位置时，稳定组件64可以伸展并与截割装置2的顶侧顶压接触，从而起到临时支护作

业平台62前端的作用，避免了作业平台62向前悬伸较长的情况，一方面避免了作业平台62

容易挠曲变形的问题，另一方面也减轻了第一钻架组件63在锚护作业时振动，起到了稳固

结构的作用。

[0128] 需要说明的是，在其他一些实施例中，稳定组件64也可以与巷道的顶板顶压接触，稳定组件64也可以同时与巷道的顶板和截割装置2顶压接触。在其他一些实施例中，稳定组

件64也可以与巷道的侧壁顶压接触，从而可以满足对巷道侧帮的锚护作业。

[0129] 如图14所示，稳定组件64可以包括第一支撑组件641和第二支撑组件642，第一支撑组件641和第二支撑组件642设于作业平台62，第一支撑组件641可向上伸展并适于与巷

道顶板撑顶，第二支撑组件642可向下伸展并适于与截割装置2撑顶。第一支撑组件641和第

二支撑组件642均可以通过螺栓等紧固件可拆卸地安装在作业平台62的前端。第一支撑组

件641和第二支撑组件642可以均为液压伸缩缸，其中第一支撑组件641可以向上方伸展并

与巷道顶板撑顶，第二支撑组件642可以向下方向伸展并与截割装置2撑顶。第一支撑组件

641和第二支撑组件642的设置一方面增强了锚护作业时的结构稳定性，另一方面第一支撑

组件641和第二支撑组件642可独立作业，从而提高了撑顶的可靠性。

[0130] 在一些实施例中，锚护装置6包括第二钻架组件65，第二钻架组件65设于作业平台62，钻探装置3可打设锚杆，第二钻架组件65位于第一钻架组件63和钻探装置3之间，第二钻

架组件65适于与钻探装置3配合以对巷道侧帮进行锚护。

[0131] 如图4和图13所示，作业平台62可以包括第一平台和第二平台，第二平台固定在升降组件61的顶端，第一平台与第二平台导向滑移装配并能够向前方伸出，第一钻架组件63

可以固定在第一平台的前端，第二钻架组件65可以固定在第二平台上，第一钻架组件63、第

二钻架组件65、钻探装置3可以沿着从前至后的方向顺次间隔布置。

[0132] 如图13和图14所示，第一钻架组件63可以包括第一锚钻632、第二锚钻633和安装座631，安装座631固定在第一平台的前端，第一锚钻632和第二锚钻633安装在安装座631

上，第一锚钻632和第二锚钻633可以转动，从而可以实现对侧帮和顶板的支护。

[0133] 第二钻架组件65可以包括第三锚钻，第三锚钻可以转动并可以对巷道侧帮进行锚护。

[0134] 在一些实施例中，掘锚机100包括撑顶装置(未示出)，撑顶装置包括第一撑顶装置和第二撑顶装置，第一撑顶装置设在机架1的一侧，第一撑顶装置可撑顶在巷道一侧的侧帮

和机架1之间，第二撑顶装置设在机架1的另一侧，第二撑顶装置可撑顶在巷道另一侧的侧

帮和机架1之间。

[0135] 具体地，撑顶装置可以为撑顶油缸，撑顶装置可以沿着机架1的宽度方向伸展，并能够与巷道的侧帮撑顶，撑顶装置可以设有两个，分别为第一撑顶装置和第二撑顶装置，第

一撑顶装置可以设在机架1的左侧，第一撑顶装置可以向左侧伸出并与巷道的左侧侧帮撑

顶，第二撑顶装置可以设在机架1的右侧，第二撑顶装置可以向右侧伸出并与巷道的右侧侧

帮撑顶。由此，使用时，可以利用撑顶装置将掘锚机100撑顶固定在巷道两帮之间，从而避免

了掘锚机100作业时的稳定性。

[0136] 在一些实施例中，当对巷道底板钻探作业时，可以包括以下步骤：[0137] S1：根据煤层厚度确定截割装置2推进的循环进尺数量。例如，当煤层较厚时，在钻探作业前，掘锚机100可以推进较多的循环进尺，即在相邻两次钻探作业之间，掘锚机可以

推进较多的距离。

[0138] S2：待截割装置2推进确定的循环进尺数量后，在巷道底板确定钻探位置。例如，可以在巷道的底板任意选择一块区域，该区域即为后续钻探位置。可选地，为了减少误差，巷

道底板上可以选取多个钻探位置，通过对多个钻探位置均进行钻探即可。

[0139] S3：驱动机架1移动，并使得钻探装置移动至与巷道底板的钻探位置相对应地位置处，然后利用钻探装置对巷道底板钻探作业。

[0140] S4：在钻探装置对巷道底板钻探第一厚度的过程中，利用传感器实时将监测数据信号传输给控制装置。

[0141] S5：控制装置实时将监测数据信号和第一阈值比对分析，若出现监测数据信号大于第一阈值的情况，修正控制装置内截割装置2的最低摆动角度。具体地，在对巷道底板钻

探第一厚度的过程中，若出现监测数据信号大于第一阈值的情况，则即可以停止钻探作业，

然后调小控制装置内预设的最低摆动角度即可，由此，在随后的截割作业过程中，截割装置

2的截割臂即可以减少对巷道底板的切割深度，起到纠正截割方向的作用。

[0142] 需要说明的是，当有多个钻探位置时，可以对多个钻探位置的监测数据信号取平均值，然后再与第一阈值比较。

[0143] 在一些实施例中，当对巷道底板钻探作业时，可以包括以下步骤：[0144] S1：根据煤层厚度确定截割装置2推进的循环进尺数量。[0145] S2：待截割装置2推进确定的循环进尺数量后，在巷道顶板确定钻探位置。例如，可以在巷道的顶板任意选择一块区域，该区域即为后续钻探位置。可选地，为了减少误差，巷

道顶板上可以选取多个钻探位置，通过对多个钻探位置均进行钻探即可。

[0146] S3：驱动机架1移动，并使得钻探装置移动至与巷道顶板的钻探位置相对应地位置处，然后利用钻探装置对巷道顶板钻探作业。

[0147] S4：在钻探装置对巷道底板钻探第二厚度的过程中，利用传感器实时将监测数据信号传输给控制装置。

[0148] S5：控制装置实时将监测数据信号和第二阈值比对分析，若出现监测数据信号大于第二阈值的情况，修正控制装置内截割装置2的最高摆动角度。具体地，在对巷道顶板钻

探第二厚度的过程中，若出现监测数据信号大于第二阈值的情况，则即可以停止钻探作业，

然后调小控制装置内预设的最高摆动角度即可，由此，在随后的截割作业过程中，截割装置

2的截割臂即可以减少对巷道顶板的切割深度，起到纠正截割方向的作用。

[0149] 下面描述根据本发明实施例的掘进系统。[0150] 本发明实施例的掘进系统包括掘锚机100，掘锚机可以为上述实施例中描述的掘锚机100。掘进系统还可以包括转载机、自移机尾、胶带输送机等。掘锚机100、转载机、自移

机尾、胶带输送机沿着与掘进方向相反的方向顺次排布，掘锚机100截割的煤岩可以经由转

载机、自移机尾、胶带输送机等设备输送至地面。

[0151] 本发明实施例的掘锚机避免了截割装置切割顶板岩层和底板岩层的情况，提高了回采率，延长了设备的使用寿命。

[0152] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0153] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者

隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三

个等，除非另有明确具体地限定。

[0154] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以

是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的

普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0155] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在

第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示

第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第

一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0156] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特

点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不

必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任

一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技

术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结

合和组合。

[0157] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述

实施例进行变化、修改、替换和变型。