CN101798925A - 一种切割头式短壁采煤机及综合机械化采煤工艺 - Google Patents

Abstract

本发明切割头式短壁采煤机及综合机械化采煤工艺，使用掘进机式的切割装置，为电牵引、电拖动切割头、液压传动改变切割臂俯仰角和向工作面内外摆动角的机电液一体化采煤机；主要包括机身、截割装置、行走机构、铲煤装置、辅助装置、辅助液压系统和电气控制系统；该采煤工艺使用采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机、顺槽皮带、超前支护液压支架等技术装备，工艺流程为：采煤机退至工作面机尾--溜子推至煤壁--割煤至机头--退机--清煤--拉架。该机结构紧凑，体积和重量小，适应性强，便于安装与运输，同时可解决中小型煤矿采煤技术四低、三高、两长和一差的系列问题，并提供了配套采煤工艺技术。

Description

一种切割头式短壁采煤机及综合机械化采煤工艺

技术领域

本发明属于煤矿井下开采设备与开采技术，是一种特别适用于中、小型煤矿切割头式短壁采煤机及综合机械化采煤工艺。

背景技术

目前，现有煤矿井下开采设备与开采技术，对于大、中型煤矿煤矿井下开采设备，主要有大型电力或液压牵引综合采煤机、运输、液压支架、辅助运送设备等，大型电力或液压牵引综合采煤机，综合采煤机集截割、装运、行走、操作等功能于一体，主要用于截割任意形状断面的井下煤或半煤岩巷道的综合掘进设备。大中型煤矿主要以长壁开采工艺为主进行煤炭开采。这种大型设备对于中、小型煤矿设备投资很大，该大型设备对于中、小型煤矿煤炭开采工艺也不适合推广使用。

以上所述现有的大型开采设备和采煤工艺存在以下问题：

1、投入高，产出比低：采用现有的大型综合机械化采煤方法，设备重、功率大、投入高、产出比低；

2、能耗高：采用目前的综合机械化采煤方法，由于采、装、运煤工艺全部为大功率设备，所以单位采煤能耗高；

3、适应性差：综合机械化采煤对煤层地质条件适应性差，现有综合机械化采煤要求煤层赋存稳定，工作面倾斜长度在80米以上，走向长度一般在500米以上；仓房采煤只适用于小型煤矿和大、中型煤矿的残采；

4、停产搬家时间长和准备工期长：由于普通综合机械化采煤设备多，体积和重量大，搬家时间长，构建一个工作面所需的辅助工程多，所用工期长。

而对于中、小型煤矿的开采普遍采用仓房炮采、短壁悬移顶梁开采、分层综采、放顶煤综采、旺格维利仓采等采煤技术。其开采设备和采煤工艺存在以下问题：

1、回采率低，资源浪费惊人：小型煤矿普遍采用仓房炮采，资源回收率仅在25％左右；大中型矿井采用分层综采和放顶煤综采，工作面资源回收率也仅在70％左右，矿井资源回收率更低，仅仅只有50％左右；

2、效率低：仓房、炮采机械化程度低，用人多，工效低；分层综采、放顶煤工艺复杂，设备多，功率大，效益低；

3、顶板问题：仓房采煤、炮采顶板管理采用点柱支护，支护强度低，顶板管理困难，容易发生顶板事故；

4、采掘比大：分层综采、仓房采煤掘进工程量大，放顶煤综采回收率低，所以采掘比大，容易造成采掘衔接紧张。

发明内容

本发明的目的针对中、小型煤矿现有开采设备和采煤工艺落后所存在的问题，提供一种适合于中、小型煤矿，设备结构紧凑，体积和重量小，适应性强，便于安装与运输，可解决现有中、小型煤矿采煤技术存在的四低(资源回收率低、产出比低、块率低、工效低)、三高(高投入、高能耗、高风险)、两长(准备工期长、搬家时间长)、一差(适应性差)等突出问题的切割头式短壁采煤机及综合机械化采煤工艺。

为了实现上述目的本发明的技术方案是：

一种切割头式短壁采煤机，包括机身、切割装置、行走机构、铲煤装置、辅助装置、辅助液压系统和电气控制系统，其特征在于：所述的切割装置切割头式切割装置，所述的机身为长方形箱体结构，切割装置装于机身的采煤工作面一侧，行走机构设置在机身的体内和下面，铲板装置机身的下方；所述的辅助装置、辅助液压系统和电气控制系统都设置在机身的体内。

所述的切割装置包括切割头、切割臂、摇臂、调角装置和摇臂旋转传动机构；切割头装于切割臂顶端，调角装置用于摇臂与切割臂连接，并使摇臂与切割臂相对转动，所述的摇臂与切割臂通过调角装置相连接；所述的摇臂装于旋转传动机构机上，摇臂旋转传动机构装于机身中；所述的切割臂包括内外套筒组合的前切割臂体、切割头旋转的传动部分、齿轮减速箱、截割电动机、切割臂体尾部、伸缩油缸和摆动油缸；所述的内外套筒组合的前切割臂体、齿轮减速箱、截割电动机与切割臂体尾部呈一条直线纵向布置；所述的内外套筒组合的前切割臂体与齿轮减速箱体、截割电动机和切割臂体尾座连接成为一体构成整个切割臂体；所述的切割臂体尾部铰接在摇臂上；所述的切割头装于外套筒切割臂顶端，并由装在内外套筒组合的前切割臂体内的传动部分连接齿轮减速箱的动力输出轴；所述的伸缩油缸装于前切割臂体的外套筒与切割臂体尾部上，摆动油缸铰接在由齿轮减速箱体、截割电动机和切割臂体尾部连接成为一体的臂体部分与摇臂上。

所述的摇臂旋转传动机构由推拉油缸、齿条与齿轮轴组成，推拉油缸，齿条与齿轮轴装在采煤机的机身中，所述的摇臂一端装在伸出采煤机的机身的摇臂旋转传动机构的齿轮轴上，另一端装有摇臂与切割臂相对转动的调角装置。

所述的调角装置包括调角油缸、摇臂壳体、调角轴、调角轴上焊接固定的调角油缸连接耳、滑动轴承、调角轴轴承、、止动垫圈和圆螺母、回转座、回转轴承座、回转轴承、隔套、摇臂大伞齿轮、回转大伞齿轮、小伞齿轮组、端盖和闷盖；所述的调角轴通过端盖由螺栓固定在摇臂壳体上，同样摇臂大伞齿轮也固定在摇臂的壳体上；在调角轴上套装调角轴滑动轴承后，再装回转大伞齿轮；所述的小伞齿轮组装在摇臂大伞齿轮与回转大伞齿轮之间，及调角轴滑动轴承与摇臂的壳体之间，小伞齿轮组的外圈上固定装所述的调角油缸连接耳，摇臂的壳体上在调角油缸连接耳处开设有相应与调角的开口；所述的回转大伞齿轮与回转座固定连接，并套装于调角轴上；在所述的回转座中与调角轴上装两盘回转轴承与隔套，在调角轴端上的回转轴承的内圈由止动垫圈和圆螺母固定；所述的回转轴承安装回转座与回转轴承座之间；所述的回转轴承座由螺栓固定在摇臂壳体上；所述的闷盖由螺栓固定在回转座上；所述的调角油缸铰接安装在摇臂的壳体上，调角油缸的活塞杆与调角油缸连接耳铰连接。

所述的行走机构包括牵引电动机、齿轮传动装置、行走箱和行走齿轮；所述的牵引电动机连接齿轮传动轴组并装于机身内，行走箱和行走齿轮位于工作面的支架侧的机身下面，并安装在工作面刮板输送机行走齿条的上方，通过齿轮传动装置把牵引电动机的动力传至行走齿轮，使切割头式短壁采煤机的在工作面刮板输送机上移动行走。

所述的铲板装置由两个左右对称铲板，铲板高低调整油缸组成，其铲板为铲板为“犁”形，铲煤装置装于切割头式短壁采煤机的机身工作面侧右下角位置，既采煤工作面一侧机身右下部。

一种切割头式短壁采煤机的综合机械化采煤工艺，采用一进一回通风方式，为后退式一次采全高；其特征在于：其工艺具体流程为：

●工作面的布置：工作面倾斜长度设在10---200米，走向长度确定在100---3000米；

●割煤从机尾顺槽进刀，切割头向工作面煤壁伸入1.5米进行左右摆动对工作面底部煤体进行切割，截割高度500-1000毫米；再进行上下摆动切割，截深500-1000毫米，靠近该切割头式短壁采煤机的机身处的500-700毫米未切割的煤壁受到顶板压力和煤体本身的自重作用自行垮落，未跨落的煤壁再进行左右摆动切割；割煤过程中切割头式短壁采煤机向前移动行走；铲板装置将切割落煤装入工作面刮板输送机；

●待切割头式短壁采煤机割煤至机头后，进行退机工序，退机过程中，铲板装置对工作面剩余浮煤装入工作面刮板输送机，同时工作面液压支架跟机进行拉架，对工作面顶板及时进行支护；

●待切割头式短壁采煤机退机至机尾时，拉架工序同时结束，工作面进行整体推溜工序，将工作面刮板输送机推至煤壁，将该切割头式短壁采煤机推至工作面机尾顺槽内，完成一个完整的割煤循环工艺。

本发明提供的切割头式短壁采煤机与现有的采煤机相比较，具有突出的实质性特点和技术进步是：

1、采用掘进机截割装置进行割煤装煤，采用采煤机牵引装置进行行走。它集和掘进机与采煤机的优点，外形体积和重量小，增强了采煤机的适应性，给采煤机的安装与运输创造了便利。

2、采用人字形铲煤板，利用采煤机前后行走的动力，对工作面落煤进行铲装，既节能又高效。

3、采用掘进机截割装置进行割煤装煤，切割头可实现上下左右摆动，使采煤机的循环步距由0.6米增加至1.5米，大大提高了出煤量。

4、设备能耗低，配备一套综采工作面设备装机总功率仅为400kw左右。

5、适应性强：适用多种倾斜长度的工作面，适用长度为10-200米。现有大部分煤田的大、中、小型煤矿皆可采用该技术。

本发明切割头式短壁采煤机综合机械化采煤方法与现有的采煤方法相比较，具有显著的有益效果是：

1、切割头式短壁采煤机能够充分利用矿山压力原理，改变传统采煤机割煤为主、装煤为辅的作业方式为装煤为主、割煤为辅的作业形式，大大降低了采煤机的截割功率，大大降低了电力成本。

2、工作面系统简单，设备搬运过程所需时间短：按倾斜长度为50米的工作面计算，安装一个综采工作面仅需12天时间。

3、生产安全性高：该工艺采用液压支架对顶板进行支护，支护强度高，支护面积大，同时该工艺能够实现先拉架后推溜，对顶板实现及时支护，有效地控制住了顶板；壁式工作面采用一进一回全风压通风方式，进回风巷及工作面断面大，配风量大，可以很好地解决工作面的通风和瓦斯问题。

4、煤炭资源回收率高：该工艺可采倾斜长度最小为10米的工作面，矿井的边角煤柱几乎都可以回收，矿井的资源回收率可达到80％以上；

5、用人少，工效高：按倾斜长度为50米的工作面为例，每个生产班需配备人员7人，配备一个综采队仅需61人，该队每年回采煤量可达80万吨，年工效按人计算为13114吨/人，按工计算为52吨/工；

6、投入少，产出高：按倾斜长度为50米、煤厚为5米的工作面计算，配备一套综采工作面设备需1700万元，但一年可回采煤量80万吨，按吨煤利润100元计算，一年可为企业创造利润8000万元，投入产出比为1∶4.7。

本发明为煤矿井下开采，尤其为中小型煤矿实现综合机械化采煤提供了成套采煤工艺和采煤装备。

附图说明

图1是切割头式短壁采煤机的结构示意图；

图2是切割头式短壁采煤机机身的主视图；

图3是切割头式短壁采煤机左视图；

图4是切割头式短壁采煤机右视图；

图5是切割头式短壁采煤机俯视图；

图6是切割头式短壁采煤机的摇臂机构示意图；

图7是切割头式短壁采煤机的摇臂与回转座示意图；

图8是切割头式短壁采煤机铲煤装置的主视图；

图9是切割头式短壁采煤机铲煤装置的铲板俯视图；

图10是摇臂与切割臂连接调角装置的小伞齿轮组局部示意图；

图11是切割头式短壁采煤机综合机械化采煤工艺设备布置图。

具体实施方式

以下结合附图进行本发明的具体实施方式详细说明：

(一)、本发明的切割头式短壁采煤机

如图1至图5中所示，切割头式短壁采煤机的结构示意图。本发明的切割头式短壁采煤机的切割装置采用的是掘进机式的切割装置，为电牵引、电拖动切割头、液压传动改变切割臂俯仰角和向工作面内外摆动角的机电液一体化采煤机。该机具体实施例：外形尺寸为4400×2300×1690mm，功率为165kw。

切割头式短壁采煤机，包括机身1、切割头式切割装置2、行走机构3、铲煤装置4、辅助装置5、辅助液压系统6和电气控制系统7；所述的机身为长方形箱体结构，切割装置装于机身的采煤工作面一侧，行走机构设置在机身的体内和下面，铲板装置机身的下方；所述的辅助装置、辅助液压系统和电气控制系统都设置在机身的体内。切割头式短壁采煤机的在工作面刮板输送机8上移动行走。其中：

1、切割装置

切割装置2包括切割头21、切割臂22、摇臂23、调角装置24和摇臂旋转传动机构25；所述的切割臂如同掘进机的切割装置，切割头装于切割臂顶端，调角装置用于摇臂与切割臂连接，并使摇臂与切割臂相对转动，所述的摇臂与切割臂通过调角装置相连接；所述的摇臂旋转传动机构装于机身1中。

如图6中所示，所述的切割臂22包括内外套筒组合的前切割臂体221、切割头旋转的传动部分222、齿轮减速箱223、截割电动机224、切割臂体尾部225、伸缩油缸226和摆动油缸227；所述的切割头、内外套筒组合的前切割臂体、齿轮减速箱、截割电动机与切割臂体尾部呈一条直线纵向布置；所述的内外套筒组合的前切割臂体与齿轮减速箱体、截割电动机和切割臂体尾座连接成为一体构成整个切割臂体；所述的切割臂体尾部铰接在摇臂的回转座上；

所述的切割头装于外套筒切割臂体顶端，并由装在内外套筒组合的前切割臂体内的传动部分连接齿轮减速箱的动力输出轴；本发明切割头式短壁采煤机的切割头直径为710mm，切割深度可达1500mm；切割高度可达6000mm；切割头通过伸缩油缸可前后伸缩520mm。

所述的伸缩油缸装于前切割臂体的外套筒与切割臂体尾部上，摆动油缸铰接在由齿轮减速箱体、截割电动机和切割臂体尾部连接成为一体的臂体部分与摇臂的回转座上。

如图6中所示，所述的摇臂旋转传动机构25由推拉油缸251、齿条252与齿轮轴253组成，推拉油缸，齿条与齿轮轴装在采煤机的机身中，所述的摇臂一端装在伸出采煤机的机身的摇臂旋转传动机构的齿轮轴上，另一端装有摇臂与切割臂相对转动的调角装置。

如图6和图7中所示，所述的调角装置24包括调角油缸241、调角轴242、调角轴上焊接固定的调角油缸连接耳243、滑动轴承244、调角轴轴承245、止动垫圈246和圆螺母247、回转座248、回转轴承座249、回转轴承2410、隔套2411、摇臂大伞齿轮2412、回转大伞齿轮2413、小伞齿轮组2414、端盖2415和闷盖2416；

所述的调角轴通过端盖由螺栓固定在摇臂壳体上，同样摇臂大伞齿轮也由螺栓固定在摇臂壳体上；在调角轴上套装调角轴滑动轴承后，再装回转大伞齿轮；所述的小伞齿轮组装在摇臂大伞齿轮与回转大伞齿轮之间，及调角轴滑动轴承与摇臂23的壳体之间，小伞齿轮组的外圈上固定装所述的调角油缸连接耳，摇臂23的壳体上在调角油缸连接耳处开设有相应与调角的开口；所述的回转大伞齿轮由螺栓与回转座固定连接，并套装于调角轴上；在所述的回转座中与调角轴上套装两盘回转轴承与隔套(一盘为圆锥滚子轴承和一盘为圆柱滚子轴承)，回转轴承的内圈由止动垫圈和圆螺母固定在调角轴端；在所述的回转座与回转轴承座之间安装回转轴承；所述的回转轴承座也同样由螺栓固定在摇臂壳体上；所述的闷盖由螺栓固定在回转座上；所述的调角油缸铰接安装在摇臂的壳体上，调角油缸的活塞杆与调角油缸连接耳铰连接。

如图10所示，摇臂与切割臂连接调角装置的小伞齿轮组局部示意图；

小伞齿轮组包括外环支架141、小伞齿轮142、内环支架143、小伞齿轮轴承144、小轴145和416垫圈片；所述的两套小伞齿轮轴承和小伞齿轮分别在小轴上，并对称分别装在外环支架和内环支架的孔中，在小伞齿轮与外环支架，及小伞齿轮与内环支架之间设有调整用的垫圈片。

当所述的调角油缸的活塞杆动作时，推动小伞齿轮组转动，小伞齿轮组的小伞齿轮与摇臂大伞齿轮与回转大伞齿轮同时啮合，小伞齿轮带动回转大伞齿轮相对摇臂大伞齿轮转动，从而实现了带动回转座相对于摇臂转动。由于采用伞齿轮组传递调角油缸力，使调角油缸布置不会影响切割臂相对于摇臂变化转角位置，可以实现了切割臂相对于摇臂在任何位置的相对角度的调整。

2、行走机构

又如图2和图4中所示，行走机构3包括牵引电动机、齿轮传动装置、行走箱和行走齿轮；牵引电动机连接齿轮传动轴组并装于机身内，行走箱和行走齿轮位于工作面的支架侧的机身下面，并安装在工作面刮板输送机8的行走齿条的上方，通过齿轮传动装置把牵引电动机的动力传至行走齿轮，使切割头式短壁采煤机的在工作面刮板输送机上移动行走。

3、铲煤装置

如图8和图9中所示，所述的铲板装置4由两个左右对称铲板41，铲板高低调整油缸42组成，其铲板为铲板为“犁”形，铲煤装置装于切割头式短壁采煤机的机身工作面侧右下角位置，既采煤工作面一侧机身右下部。

切割头式短壁采煤机在割煤过程中，前铲板将截割头截割下的煤铲入工作面刮板输送机上；切割头式短壁采煤机在退机过程中，后铲板将切割头式短壁采煤机后部的浮煤铲入工作面刮板输送机上，为下一步推溜工序做好准备。

4、辅助装置

辅助装置包括底托架、拖缆装置和喷雾冷却系统。所述的底托架位于切割头式短壁采煤机的机身底部，用于支撑采煤机机身，及连接切割头式短壁采煤机和工作面刮板输送机；

所述的拖缆装置位于切割头式短壁采煤机的机身后部，用于连接切割头式短壁采煤机供电电缆；所述的喷雾冷却系统位于切割头式短壁采煤机的摇臂顶部，割煤过程中喷雾系统可降低工作面空气中的煤尘含量，减少煤尘对职工身体的危害，同时冷却系统可对切割头式短壁采煤机的电机系统进行冷却，降低电机系统损耗率。

5、液压系统

液压系统包括油箱、油泵、各个油缸和控制阀等。液压系统的油箱和油泵位于采煤机机身中的后部，为切割头式短壁采煤机各个工作机构的旋转、摆动提供动力。

6、电气控制系统：

电气控制系统包括变频器、电控箱。变频器、电控箱装于切割头式短壁采煤机的机身内。

本发明切割头式短壁采煤机中摇臂旋转传动机构可使摇臂旋转角度为75°；摇臂调角装置可使切割臂与摇臂相对转动的调整角β为45°，这样摇臂旋转传动机构和调角装置一起就使切割臂上下旋转的俯仰角α达到120°；切割臂可向工作面内外摆动角γ为±10°。

(二)、本发明切割头式短壁采煤机的工作方式：

该切割头式短壁采煤机在割煤和退机的过程中用铲煤装置将工作面的落煤装入工作面刮板输送机，通过刮板输送机运往顺槽皮带。切割头式短壁采煤机在割煤过程中，该切割头式短壁采煤机切割装置的切割头，割煤从机尾顺槽进刀，切割头向工作面煤壁伸入1.5米进行左右摆动对工作面底部煤体进行切割，截割高度800毫米；再进行上下摆动切割，截深800毫米，靠近该切割头式短壁采煤机的机身处的700毫米未切割的煤壁受到顶板压力和煤体本身的自重作用自行垮落，未跨落的煤壁再进行左右摆动切割；割煤过程中采煤机向前移动行走；铲板装置将切割落煤装入工作面刮板输送机；

待切割头式短壁采煤机割煤至机头后，进行退机工序，退机过程中，铲板装置对工作面剩余浮煤装入工作面刮板输送机，同时工作面液压支架跟机进行拉架，对工作面顶板及时进行支护；

待切割头式短壁采煤机退机至机尾时，拉架工序同时结束，工作面进行整体推溜工序，将工作面刮板输送机推至煤壁，将该切割头式短壁采煤机推至工作面机尾顺槽内，完成一个完整的割煤循环工艺。

(三)、本发明切割头式短壁采煤机综合机械化采煤工艺

如图10所示，切割头式短壁采煤机10综合机械化采煤工艺设备布置图。

1、工作面的布置：首先布置一个工作面，其工作面11倾斜长度由现场实际情况确定在50---200米，走向长度确定在100---3000米，工作面形成后在切眼内安装一次采全高液压支架12，用切割头式短壁采煤机进行单向割煤，通过工作面刮板运输机8、转载机和顺槽皮带机完成出煤。

2、工作面配套设备

工作面配套设备选择如下：

(1)工作面割煤设备

工作面割煤设备使用切割头式短壁采煤机，装机总功率165千瓦，电压1140伏，牵引速度为10.5---21米/分钟，总重量21吨，外型尺寸4400×2300×1690毫米，结构紧凑，采煤机功率小，割煤速度快。

(2)工作面支架

工作面使用采全高液压支架12为ZY5000/28/52型掩护式液压支架，支撑高度为2.8---5.2m，额定工作阻力不低于5000KN。

(3)工作面及顺槽运煤设备

工作面刮板运输机8采用SGZ764/110型刮板机，运输能力为450吨/小时，也可根据产量需求选择运力较大的运输机。

转载机和顺槽皮带机均采用DSJ100/80/160型皮带，带速2.5米/秒，运输能力为800吨/小时，主电机功率160千瓦。

(4)进回风顺槽超前支护支架13为CZY2500/28/52型支架。

3、工作面回采工艺流程

割煤工艺：切割头式短壁采煤机退至工作面机尾---溜子推至煤壁---割煤至机头---退机---清煤---拉架。通过铲板装置将切割落煤装入工作面刮板输送机。

割煤：切割头式短壁采煤机摆动摇臂割煤，循环进度1.5米。

进刀方式：机尾进刀方式。

机尾进刀方式：切割头式短壁采煤机退至机尾，推溜，使切割头式短壁采煤机的切割头进入煤(顺槽)。即：切割头式短壁采煤机的切割头从机尾进刀---割煤至机头---退机至机尾---清煤---拉架---推溜。退机过程中，铲板装置对工作面剩余浮煤装入工作面刮板输送机。

推溜工艺：切割头式短壁采煤机割煤至机头，再退机至机尾，整体推溜至煤壁，推溜工艺结束。

拉架工艺：切割头式短壁采煤机退机时跟机逐架拉架，实现了及时支护，特别有利于顶板管理。

出煤系统：割煤时切割头式短壁采煤机的铲板装置将煤装至工作面溜子-转载机-顺槽带。

4、通风系统

工作面采用一进一回全风压通风方式，进回风巷及工作面断面大，配风能力大，系统解决瓦斯的能力较高。

5、辅助运输系统

利用多功能胶轮车在回风巷或进风巷皮带侧进行辅助运输。

6、超前支护

进回风顺槽各安装六组进回风顺槽超前支护液压支架13，每两组超前支护液压支架之间可相互推拉，解决了20米范围内的超前支护问题。

7、劳动组织

生产班每班7人，检修班每班15人，合计36人，全队按70％出勤率进行计算，需人数51人，队干6人，大班人员4人，全队共计61人。

Claims (10)

1.一种切割头式短壁采煤机，包括机身(1)、切割装置(2)、行走机构(3)、铲煤装置(4)、辅助装置(5)、辅助液压系统(6)和电气控制系统(7)，其特征在于：所述的切割装置切割头式切割装置，所述的机身为长方形箱体结构，切割装置装于机身的采煤工作面一侧，行走机构设置在机身的体内和下面，铲板装置机身的下方；所述的辅助装置、辅助液压系统和电气控制系统都设置在机身的体内。

2.根据权利要求1所述的一种切割头式短壁采煤机，其特征在于：所述的切割装置(2)包括切割头(21)、切割臂(22)、摇臂(23)、调角装置(24)和摇臂旋转传动机构(25)；切割头装于切割臂顶端，调角装置用于摇臂与切割臂连接，并使摇臂与切割臂相对转动，所述的摇臂与切割臂通过调角装置相连接；所述的摇臂装于旋转传动机构机上，摇臂旋转传动机构装于机身(1)中；

所述的切割臂(22)包括内外套筒组合的前切割臂体(221)、切割头旋转的传动部分(222)、齿轮减速箱(223)、截割电动机(224)、切割臂体尾部(225)、伸缩油缸(226)和摆动油缸(227)；所述的内外套筒组合的前切割臂体、齿轮减速箱、截割电动机与切割臂体尾部呈一条直线纵向布置；所述的内外套筒组合的前切割臂体与齿轮减速箱体、截割电动机和切割臂体尾座连接成为一体构成整个切割臂体；所述的切割臂体尾部铰接在摇臂上；所述的切割头装于外套筒切割臂顶端，并由装在内外套筒组合的前切割臂体内的传动部分连接齿轮减速箱的动力输出轴；

所述的伸缩油缸装于前切割臂体的外套筒与切割臂体尾部上，摆动油缸铰接在由齿轮减速箱体、截割电动机和切割臂体尾部连接成为一体的臂体部分与摇臂上。

3.根据权利要求2所述的一种切割头式短壁采煤机，其特征在于：所述的摇臂旋转传动机构(25)由推拉油缸(251)、齿条(252)与齿轮轴(253)组成，推拉油缸，齿条与齿轮轴装在采煤机的机身中，所述的摇臂(23)一端装在伸出采煤机的机身的摇臂旋转传动机构的齿轮轴上，另一端装有摇臂与切割臂相对转动的调角装置(24)。

4.根据权利要求3所述的一种切割头式短壁采煤机，其特征在于：所述的调角装置(24)包括调角油缸(241)、调角轴(242)、调角油缸连接耳(243)、滑动轴承(244)、调角轴轴承(245)、止动垫圈(246)和圆螺母(247)、回转座(248)、回转轴承座(249)、回转轴承(2410)、隔套(2411)、摇臂大伞齿轮(2412)、回转大伞齿轮(2413)、小伞齿轮组(2414)、端盖(2415)和闷盖(2416)；

所述的调角轴通过端盖由螺栓固定在摇臂壳体上，同样摇臂大伞齿轮也固定在摇臂(23)的壳体上；在调角轴上套装调角轴滑动轴承后，再装回转大伞齿轮；所述的小伞齿轮组装在摇臂大伞齿轮与回转大伞齿轮之间，及调角轴滑动轴承与摇臂(23)的壳体之间，小伞齿轮组的外圈上固定装所述的调角油缸连接耳，摇臂(23)的壳体上在调角油缸连接耳处开设有相应与调角的开口；所述的回转大伞齿轮与回转座固定连接，并套装于调角轴上；在所述的回转座中与调角轴上装两盘回转轴承与隔套，在调角轴端上的回转轴承的内圈由止动垫圈和圆螺母固定；所述的回转轴承安装回转座与回转轴承座之间；所述的回转轴承座由螺栓固定在摇臂壳体上；所述的闷盖由螺栓固定在回转座上；所述的调角油缸铰接安装在摇臂的壳体上，调角油缸的活塞杆与调角油缸连接耳铰连接。

5.根据权利要求1所述的一种切割头式短壁采煤机，其特征在于：所述的行走机构(3)包括牵引电动机、齿轮传动装置、行走箱和行走齿轮；所述的牵引电动机连接齿轮传动轴组并装于机身内，行走箱和行走齿轮位于工作面的支架侧的机身下面，并安装在工作面刮板输送机(8)的行走齿条的上方，通过齿轮传动装置把牵引电动机的动力传至行走齿轮，使切割头式短壁采煤机的在工作面刮板输送机上移动行走。

6.根据权利要求1所述的一种切割头式短壁采煤机，其特征在于：所述的铲板装置(4)由两个左右对称铲板(41)，铲板高低调整油缸(42)组成，其铲板为铲板为“犁”形，铲煤装置装于切割头式短壁采煤机的机身工作面侧右下角位置，既采煤工作面一侧机身右下部。

7.根据权利要求2所述的一种切割头式短壁采煤机，其特征在于：所述的摇臂，其摇臂旋转角度至少为75°。

8.根据权利要求2所述的一种切割头式短壁采煤机，其特征在于：所述的切割臂，其切割臂摆动角γ在±10°范围。

9.根据权利要求4所述的一种切割头式短壁采煤机，其特征在于：所述的调角装置的调整角β至少为45°。

10.一种使用根据权利要求1或2或3所述的一种切割头式短壁采煤机的综合机械化采煤工艺，采用一进一回通风方式，为后退式一次采全高；其特征在于：其工艺具体流程为：

●工作面的布置：工作面倾斜长度设在10---200米，走向长度确定在100---3000米；

●割煤从机尾顺槽进刀，切割头向工作面煤壁伸入1.5米进行左右摆动对工作面底部煤体进行切割，截割高度500-1000毫米；再进行上下摆动切割，截深500-1000毫米，靠近该切割头式短壁采煤机的机身处的500-700毫米未切割的煤壁受到顶板压力和煤体本身的自重作用自行垮落，未跨落的煤壁再进行左右摆动切割；割煤过程中切割头式短壁采煤机向前移动行走；铲板装置将切割落煤装入工作面刮板输送机；

●待切割头式短壁采煤机割煤至机头后，进行退机工序，退机过程中，铲板装置对工作面剩余浮煤装入工作面刮板输送机，同时工作面液压支架跟机进行拉架，对工作面顶板及时进行支护；

●待切割头式短壁采煤机退机至机尾时，拉架工序同时结束，工作面进行整体推溜工序，将工作面刮板输送机推至煤壁，将该切割头式短壁采煤机推至工作面机尾顺槽内，完成一个完整的割煤循环工艺。

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