CN102022122A - 支护式综合掘进机 - Google Patents

Abstract

一种支护式综合掘进机，由无履带式掘进机、掘进机底盘、左、右液压支架、钻机和刮板输送机组成，掘进机安装在掘进机底盘上，掘进机底盘上安装有两根推移千斤顶，推移千斤顶的另一端分别与左、右液压支架连接，在掘进机底盘的两侧各安装有侧推油缸，左、右液压支架的前探梁各安装有一组金属网存储器，支架主顶梁尾部吊挂有钻机，第一刮板输送机的机尾安装在掘进机的铲板上，机头与第二刮板输送机机尾搭接，第二刮板输送机机头与皮带转载机尾搭接，在两台液压支架的后方设有滑橇。本发明具有打眼支护与掘进机割煤平行作业的优点，还具有自动铺网功能，降低了劳动强度，采煤效率提高4倍以上。

Description

支护式综合掘进机

技术领域

本发明涉及一种掘进机，具体涉及一种掘、运、支、铺、锚功能为一体的支护式综合掘进机。

背景技术

目前国内外煤炭行业巷道掘进方法有两种：一是采用爆破法掘进；二是使用悬臂式掘进机掘进。上世纪八十年代，我国开始引进英国乔伊公司和多斯科公司的悬臂式掘进机，目前国内已有多个厂家生产悬臂式掘进机。使用悬臂式掘进机掘巷虽然比爆破法掘巷在效率上有了明显提高，但其不足之处仍很突出，主要有以下几个方面：

1、由于掘进机切割煤体后需要及时对新暴露出的顶板进行支护，此时掘进机必须撤到后边并停止运行。打眼支护工从掘进机后方搬运锚杆钻机和支护材料到工作面进行打锚杆、打锚索、人工挂金属网和支护收尾等工作，劳动强度大、工作时间长、生产效率低(一般情况支护顶板时间是割煤时间的2-3倍)，支护顶板与掘进机割煤无法实现平行作业。

2、由于支护工是在无支护的情况下作业(特别是在安装锚栓板、铺设金属网时)，顶板冒落和零皮塌落造成的人员伤亡事故时有发生。虽然目前个别厂家已生产出带有超前支护装置的掘进机，但生产效率低、劳动强度大、安全无保障的问题仍未得到有效解决。

3、现有掘进机在巷道转弯时耗费时间长，一般需要7-9天。

4、现有掘进机不具备自动铺设顶网的功能。

5、现有掘进机在掘进上山巷道时，在煤层倾角大于8度的情况下，由于掘进机履带下存在浮煤，煤层底板光滑，导致掘进机打滑的现象频繁发生。

发明内容

本发明的目的是解决目前掘进机存在的问题，提供一种掘、运、支、铺、锚功能为一体的支护式综合掘进机。

本发明的支护式综合掘进机是由无履带式掘进机、掘进机底盘、液压支架、钻机、第一刮板输送机、第二刮板输送机、皮带转载机和滑橇组成的。所述液压支架分为左右对称的左液压支架和右液压支架，每台液压支架均由支架底座箱、前过桥、后过桥、液压立柱、支架主顶梁、前探梁和横梁组成，所述左液压支架和右液压支架的支架底座箱分别与前过桥、后过桥连成一体，液压立柱安装在前过桥和后过桥的两侧，液压立柱上端与支架主顶梁以钢丝绳连接，前探梁铰接在支架主顶梁的前端，支架主顶梁及前探梁全部用钢板制成网格状，在前探梁与前过桥之间安装有前探梁千斤顶，支架主顶梁和前探梁上均匀安装有多根横梁；所述掘进机安装在掘进机底盘上，掘进机底盘前端升入掘进机的铲板之下，掘进机底盘上安装有两根推移千斤顶，所述两根推移千斤顶的另一端分别与左液压支架和右液压支架连接，在掘进机底盘的两侧各安装有侧推油缸；第一刮板输送机的机尾安装在掘进机的铲板上，机头与第二刮板输送机机尾搭接，第二刮板输送机机头与皮带转载机尾搭接；在液压支架的后方设有滑橇，所述滑橇通过前方安装的滑轮与液压支架以钢丝绳连接，钢丝绳一头连接左液压支架，另一头绕过滑轮与右液压支架连接，在滑橇上设有回转台，所述第二刮板输送机的机头和皮带转载机均通过支撑架连接在回转台上。

其中，在所述的掘进机底盘两侧各安装有两根侧推油缸。

所述的横梁制成上部为平面的台阶状，其横梁大头用螺栓固定在其中一台液压支架的支架主顶梁或前探梁上，横梁小头搭在另一台液压支架的支架主顶梁或前探梁上方，在横梁的上平面设有一层弹性材料。

在两台液压支架的前探梁上各安装有一组金属网存储器，其中一台液压支架前探梁上的金属网存储器靠前安装于另一台液压支架前探梁上的金属网存储器。

在两台液压支架的支架主顶梁尾部吊挂有钻机。

所述的刮板输送机由第一刮板输送机和第二刮板输送机组成，第一刮板输送机安装在掘进机上，其机尾安装在铲板上；第二刮板输送机安装在左液压支架与右液压支架之间，第一刮板输送机的机头与第二刮板输送机的机尾搭接，搭接长度为0-1.2米，第二刮板输送机的机头通过支撑架连接在滑橇上的回转台上。两台刮板输送机均由安装在其机头部的液压马达驱动链轮，链轮带动中双链条及刮板实现转载运输。

所述滑橇的下部安装有一根拉尾千斤顶，用于巷道皮带机尾的拉移，在皮带机延长时可通过锚链将机尾和拉尾千斤顶连接，将机尾拉到所需位置。

在所述的左液压支架与右液压支架之间还安装有调架千斤顶。

本发明的支护式综合掘进机与现有技术相比，具有以下优点：

1、由于本发明具有打眼支护与掘进机割煤平行作业的优点，打眼作业与掘进机割煤可连续作业、互不影响，克服了现有技术中打眼支护期间不能同时割煤，割煤期间不能同时打眼支护的弊端，掘进速度比现有技术可提高200-300％(现有技术打眼支护时间是割煤时间的2-3倍)，单巷月进尺可达1000米以上，极大地提高了时间利用率和劳动生产率(据调查某大型煤炭企业近5年内平均单巷月进尺在275-280米之间)。

2、现有技术中，打锚杆眼、挂网、上锚栓板等支护工作都是在无支护的情况下进行，裸露的顶板对作业人员构成直接的威胁，顶板伤人事故时有发生；本发明由于液压支架对作业区的强力支护作用，作业人员在高度安全的液压支架之下工作，从根本上解决了作业人员为赶进度而不及时支护顶板的超控顶作业问题，安全程度有了极大的提高。

3、由于本发明将掘进机分为两部分，刮板输送机由一部改为两部，巷道转弯灵活，转弯半径小，转弯速度快，转弯时间可由现有技术的7-9天缩短为2-3天。

4、本发明具有先进的自动铺网功能，当顶板破碎需要铺设顶网时，金属网可随支架的前移自动铺上顶板；而现有技术则仍需人工铺设，劳动强度大，耗费时间长，安全无保障。

5、本发明将掘进机还具有掘巷宽度调整范围大的优点，一次可以掘进3.5-6.5米宽的巷道，满足了目前特大型矿井所有巷道宽度的掘进需求。

6、由于使用本发明将掘进机可以实现快速掘进的目的，相比现有技术条件下的多头、多面布置多台掘进机掘巷而言，可节约3倍以上的人力、财力、电力、风量和设备设施。而在煤炭行业“以风定产”这一硬性政策规定的情况下，3倍以上风量的节约对于目前因风量不足而制约生产，无法实现稳产高产的矿井尤为重要。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。

图1是本发明支护式综合掘进机的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是液压支架上部横断面的结构示意图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是图3的俯视图。

图中：1.掘进机，2.切割滚筒，3.顶板，4.减速机，5.金属网，6.前探梁，7.金属网存储器，8.回转台机架，9.掘进机本体，10.水平油缸，11.控制台，12.前探梁千斤顶，13.横板，14.横梁大头，15.横梁小头，16.第一刮板输送机，17.调架千斤顶，18.链轮，19.支架主顶梁，20.钻孔，21.锚杆，22.锚链，23.拉尾千斤顶，24.皮带转载机，25.辅助装置，26.支撑架，27.回转台，28.滑橇，29.滑轮，30.钢丝绳，31.钻机，32.后过桥，33.第二刮板输送机，34.液压立柱，35.前过桥，36.支架底座箱，37.侧推油缸，38.推移千斤顶，39.掘进机底盘，40.铲板调高油缸，41.垂直油缸，42.耙爪，43.铲板，44.左液压支架，45.右液压支架，46.复位橡胶块。

具体实施方式

本发明的支护式综合掘进机是由无履带行走部分的掘进机1、掘进机底盘39、左液压支架44、右液压支架45、第一刮板输送机16、第二刮板输送机33、皮带转载机24和滑橇28组成的。掘进机1安装在掘进机底盘39上，掘进机底盘39前端升入掘进机的铲板43下，在掘进机底盘39上安装有两根推移千斤顶38，两根推移千斤顶38的另一端分别与左液压支架44和右液压支架45连接。在左液压支架44和右液压支架45的前探梁6上各安装有一组金属网存储器7，两台液压支架的支架主顶梁19尾部吊挂有钻机31。两台液压支架后方设有滑橇28，滑橇28的前方安装有滑轮29，钢丝绳30的一头与左液压支架44连接，另一头绕过滑轮29与右液压支架45连接，滑橇28后下部安装有拉尾千斤顶23，皮带尾与拉尾千斤顶23之间有锚链22。

支护式综合掘进机的主机部分即掘进机1与现有的悬臂式掘进机基本相同，也是由掘进机本体9、铲板43、切割滚筒2、第一刮板输送机16、水平油缸10、减速机4、垂直油缸41、回转台机架8等组成。所不同的是：本发明的掘进机去掉了现有掘进机的履带行走部分及其传动机构，直接将掘进机本体9安装在一个掘进机底盘39上。掘进机底盘39的前端升入掘进机的铲板43之下，以保证掘进机1的重心在掘进机底盘39的中间。掘进机底盘39与左液压支架44和右液压支架45之间以两根推移千斤顶38连接，取代了现有掘进机的履带行走装置，实现掘进机的行走、转向功能。同时伸出两根推移千斤顶38，可以推移掘进机1整体前移，并使切割滚筒2钻入煤壁。调节两根推移千斤顶38的伸缩量，可以对掘进机1进行左右方向上的调整。收回其中一根推移千斤顶38，则可以拉移该千斤顶所对应的液压支架。

在掘进机底盘39的两侧各安装有两根侧推油缸37，四根侧推油缸37伸出后顶紧两侧煤壁，可以将掘进机1在水平方向上固定。调整四根侧推油缸37的伸缩量，可以调整掘进机1机身在左右方向上的位置。在侧推油缸37顶紧煤壁的状态下，既可以防止掘进机1切割煤壁时的震动，又可以作为拉移液压支架时推移千斤顶38的着力点，在拉移液压支架时不至于将掘进机1拉回。当煤壁切割工序完成后，收回这四根侧推油缸37，并伸出两根推移千斤顶38，可以使掘进机1前移一个切割步距(0.5-0.6米)。然后再将四根侧推油缸37顶紧煤壁，进行拉移液压支架的工序。左右两台液压支架拉移到位并升紧后，掘进机1开始割煤，钻机31开始打锚杆钻孔并进行顶板支护工作。

掘进机本体9的上方安装有两根水平油缸10，水平油缸10的两端分别与掘进机回转台机架8和掘进机本体9的末端连接，调节水平油缸10的伸缩量，可以使切割滚筒2在水平方向左右切割煤壁。

在回转台机架8的下部铰接耳座与减速机5之间安装有两根垂直油缸41，操作垂直油缸41，可以使掘进机1在垂直方向上下切割煤壁，煤壁切割工序完成后，降下切割滚筒2，左右摇摆可以清理浮煤。

掘进机1的铲板43与现有的悬臂式掘进机铲板相同，铲板43后端下部铰接耳与掘进机本体9以销轴连接，铲板调高油缸40一端与铲板43上部耳座连接，另一端与掘进机本体9连接，伸缩铲板调高油缸40可以对铲板43的上下摆动幅度进行调节。

铲板43上平面安装有两组由液压马达驱动的耙爪42，用于将切割下的煤炭装入第一刮板输送机16运走。

左液压支架44与右液压支架45对称，均由支架底座箱36、前过桥35、后过桥32、液压立柱34、支架主顶梁19、前探梁6和横梁组成，该液压支架属于支撑式(垛式)液压支架，其支架主顶梁19与前探梁6铰接，左、右液压支架的支架底座箱36与前过桥35、后过桥32焊接连成一体，前过桥35、后过桥36既作为连接左右支架底座箱36之用，又作为液压立柱34的安装固定之用，液压立柱34的缸体安装在过桥两侧的矩形半包围方框内，缸体与半包围方框间安装有复位橡胶块46，半包围方框的开口处以挡板通过螺栓将复位橡胶块和液压立柱固定在方框内。液压立柱34的上端与支架主顶梁19采用钢丝绳连接，这种连接方法可以保证在掘进倾斜煤层的走向巷道时，支架底座箱36处于水平位置，而支架主顶梁19可以处于倾斜状态。

在左液压支架44与右液压支架45之间安装有调架千斤顶17，用于调整左右液压支架之间的距离。调架千斤顶17安装有3根，上面一根，下面两根，呈品字形分布。

支架主顶梁19及前探梁6全部用钢板制成网格状，网格上下通透，可以保证巷道顶板部分碎石落下时通过上下通透的网格落到巷道底板，不至于在移动液压支架的过程中卡住液压支架上方的横梁，同时也可保证钻机在液压支架的掩护下钻打锚杆眼。支架主顶梁19与前探梁6铰接，以保证液压支架在煤层起伏情况下对顶板3的有效支撑。在前探梁6与前过桥35之间安装一根前探梁千斤顶12，用作支护前探梁9及其上部顶板。

液压支架的支架主顶梁19和前探梁6上均匀安装有多根横梁，该横梁制成台阶状，其横梁大头14用螺栓固定在液压支架的主顶梁19和前探梁6的横板13上，横梁小头15则搭在相邻液压支架的主顶梁19及前探梁6上方。当升降液压支架时，液压支架上的横梁小头15可以在相邻支架主顶梁19、前探梁6上方作上下、前后移动。从而保证了一台液压支架降下并移动时，另一台液压支架仍对巷道顶板起到有效的支撑作用。在横梁的上平面设有一层弹性材料，以增大横梁与顶板的接触面积。

在左液压支架44与右液压支架45的前探梁6下各安装有一组金属网存储器7，为了保证左右金属网5的搭接和缝合留有足够的尺寸，左液压支架44上的金属网存储器7比右液压支架45的金属网存储器7超前0.6米。当巷道顶板破碎，需要铺设顶网时，人工将金属网5装入金属网存储器7，将金属网5的一端抽出，绕过液压支架前探梁前端第一根横梁并固定在顶板3上，随着液压支架的前移，金属网5将自动铺上顶板。一卷金属网铺完后，再将另一卷金属网放入金属网存储器，将前一金属网的末端与新放入的金属网的首端相连接。铺上顶板的左右金属网在液压支架的尾梁后进行人工缝合。

在两台液压支架的尾梁下各吊挂有一台钻机31，钻机31可以随着液压支架的移动而移动，不断进行锚杆眼的钻孔工作，锚杆眼钻孔20钻好后，插入锚杆21，将锚固树脂装入钻孔中进行集中搅拌。锚杆21搅拌完成后，移过液压支架，此时在液压支架尾梁末端露出已搅拌过的锚杆21，随之开始安装锚栓板。再移动一次液压支架后，又露出已搅拌过的锚杆21，重复安装锚栓板。

第一刮板输送机16安装在掘进机本体9的两立板之间，机尾安装在铲板43上。第二刮板输送机33安装在左液压支架44与右液压支架45之间，第一刮板输送机16机头与第二刮板输送机33尾搭接长度为0-1.2米，可保证巷道转弯时和直线巷道掘进时的正常转载。两台刮板输送机均以安装在其机头部的液压马达驱动链轮18，链轮18扣动中双链条及刮板实现转载运输。

两台液压支架后方设计安装一台材料设备滑橇28。掘进机的辅助装置25(油泵、油箱和磁力启动器)安装在此滑橇28上，电控装置、油泵与掘进机之间采用电缆、高压胶管连接，实现对掘进机的电气、液压控制。滑橇28上靠液压支架尾梁的一侧存放支护材料，可在安装锚栓板时随手可及。滑橇28下安装有一根拉尾千斤顶23，用于皮带尾的移动。皮带尾与拉尾千斤顶23之间布置一根锚链22，伸出拉尾千斤顶23，将锚链22放入拉尾千斤顶23头部的卡链器内，收回拉尾千斤顶23，可将皮带尾拉回3米左右，重复进行直至将皮带尾拉到所需位置。

滑橇28的前方安装有二个滑轮29，钢丝绳30一头与左液压支架44连接，绕过两个滑轮29后，与右液压支架45连接。当任一液压支架前移时，滑橇28可随之前移。

第二刮板输送机33和皮带转载机24均通过安装在滑橇28上的回转台27与支撑架26连接，以保证第二刮板输送机33、皮带转载机24在回转台27上水平转动。

Claims (7)

1.一种支护式综合掘进机，其特征在于是由无履带式掘进机、掘进机底盘、液压支架、钻机、第一刮板输送机、第二刮板输送机、皮带转载机和滑橇组成，所述的液压支架分为左右对称的左液压支架和右液压支架，每台液压支架均由支架底座箱、前过桥、后过桥、液压立柱、支架主顶梁、前探梁和横梁组成，所述左液压支架和右液压支架的支架底座箱分别与前过桥、后过桥连成一体，液压立柱安装在前过桥和后过桥的两侧，液压立柱上端与支架主顶梁以钢丝绳连接，前探梁铰接在支架主顶梁的前端，在前探梁与前过桥之间安装有前探梁千斤顶，支架主顶梁和前探梁上均匀安装有多根横梁；所述掘进机安装在掘进机底盘上，掘进机底盘前端升入掘进机的铲板之下，掘进机底盘上安装有两根推移千斤顶，所述两根推移千斤顶的另一端分别与左液压支架和右液压支架连接，在掘进机底盘的两侧各安装有侧推油缸；第一刮板输送机的机尾安装在掘进机的铲板上，机头与第二刮板输送机机尾搭接，第二刮板输送机机头与皮带转载机尾搭接；在液压支架的后方设有滑橇，所述滑橇通过前方安装的滑轮与液压支架以钢丝绳连接，在滑橇上设有回转台，所述第二刮板输送机的机头和皮带转载机均通过支撑架连接在回转台上。

2.如权利要求1所述的支护式综合掘进机，其特征在于在所述的掘进机底盘两侧各安装有两根侧推油缸。

3.如权利要求1所述的支护式综合掘进机，其特征在于所述的横梁制成上部为平面的台阶状，其横梁大头用螺栓固定在其中一台液压支架的支架主顶梁或前探梁上，横梁小头搭在另一台液压支架的支架主顶梁或前探梁上方，在横梁的上平面设有一层弹性材料。

4.如权利要求1所述的支护式综合掘进机，其特征在于在两台液压支架的前探梁上各安装有一组金属网存储器，其中一台液压支架前探梁上的金属网存储器靠前安装于另一台液压支架前探梁上的金属网存储器。

5.如权利要求1所述的支护式综合掘进机，其特征在于在两台液压支架的支架主顶梁尾部吊挂有钻机。

6.如权利要求1所述的支护式综合掘进机，其特征在于所述滑橇的下部安装有拉尾千斤顶。

7.如权利要求1所述的支护式综合掘进机，其特征在于在所述的左液压支架与右液压支架之间安装有调架千斤顶。

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