CN102213094A - 煤矿岩巷掘进的施工系统和施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿岩巷掘进的施工系统和施工方法，所述施工系统包括：装载机、二运、皮带机和液压钻车；所述装载机与二运铰接，所述二运通过二运托架与皮带机搭接；其中，所述二运与所述二运托架铰接，所述二运托架与所述皮带机滑动连接。本发明实施例利用装载机、二运、皮带机和液压钻车进行煤矿岩巷的掘进工作，在扒装矸石的过程中装载机可以连续的进行作业，在爆破过程中也能够方便有效的对装载机进行保护，能够提高煤矿岩巷掘进工作的效率和安全性。

Description

煤矿岩巷掘进的施工系统和施工方法

技术领域

本发明涉及煤矿生产技术领域，特别涉及一种煤矿岩巷掘进的施工系统和施工方法。

背景技术

在煤矿生产中，需要进行岩巷掘进的施工，需要用到岩巷掘进的施工系统以实现煤矿岩巷掘进的机械化连续作业，提高掘进速度。

现有技术中的岩巷掘进的施工系统中，常用的耙斗式装岩机具有装岩效率高、结构简单、可靠性好、应用范围广等特点，不但可以应用平巷，而且可以在30度以下的斜巷使用，是提高掘进速度，实现掘进机械化的一种主要设备。但随着岩巷快速掘进的推进，其装岩效率已不能满足需要，且安全性较差，存在一定的安全威胁。

近年兴起的全液压侧卸式装岩机为履带行走的无轨装载设备，主要用于煤巷、半煤岩巷、全岩巷中煤、岩及其它物料的装载。其具有插入力大、机动性好、全断面作业、安全性好、一机多用等特点。除完成装载作业外，还可充当支护时的工作平台，完成工作面短距离运输、卧底、清帮等工作。但由于其侧卸式的特点，需要铲出矸石后，再倒车到矿车或转载设备侧方，卸载矸石。需要在矸石与转载设备之间往复运动，无法实现连续、快速出矸，故效率较低，无法满足快速掘进的需要。

综掘机是集合掘进、装岩、运煤甚至支护、钉道多种功能为一体的综合机械化设备，由于截齿钢材的不断改进，近年出现岩巷综掘机具有多方面的优势。但其缺点是设备体积大、维护费用高、施工粉尘大、硬岩施工损耗大。

发明内容

本发明提供了一种煤矿岩巷掘进的施工系统和施工方法。以实现安全高效的进行煤矿岩巷的掘进工作。

本发明实施例提供了一种煤矿岩巷掘进的施工系统，所述施工系统包括：装载机、二运、皮带机和液压钻车；

所述装载机与二运铰接，所述二运通过二运托架与皮带机搭接；其中，所述二运与所述二运托架铰接，所述二运托架与所述皮带机滑动连接。

本发明实施例还提供了一种煤矿岩巷掘进的施工方法，所述施工方法包括：

利用液压钻车在巷道迎头凿岩，利用凿岩的炮眼对巷道迎头进行爆破处理；

利用装载机将爆破后的矸石运输到二运，由二运将矸石运输与所述二运搭接的皮带机，由皮带机将所述矸石运输出岩巷。

本发明实施例利用装载机、二运、皮带机和液压钻车进行煤矿岩巷的掘进工作，在扒装矸石的过程中装载机可以连续的进行作业，在爆破过程中也能够方便有效的对装载机进行保护，能够提高煤矿岩巷工作的效率和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的煤矿岩巷掘进的施工系统的结构示意图；

图2a为本发明第一实施例提供的二运与皮带机搭接的侧视图；

图2b为本发明第一实施例提供的二运与皮带机搭接的剖面图；

图3a为本发明第一实施例提供的进行凿岩工作时的场景侧视图；

图3b为本发明第一实施例提供的进行凿岩工作时的场景俯视图；

图4a为本发明第一实施例提供的对巷道进行爆破时的场景侧视图；

图4b为本发明第一实施例提供的对巷道进行爆破时的场景俯视图；

图5a为本发明第一实施例提供的进行扒装工作时的场景侧视图；

图5b为本发明第一实施例提供的进行扒装工作时的场景俯视图；

图6为本发明第一实施例提供的煤矿岩巷掘进的施工方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1所示为本发明第一实施例提供的一种煤矿岩巷掘进的施工系统的结构示意图，该施工系统包括：装载机1、二运2(第二运输机)、皮带机3和液压钻车4。

岩巷掘进的作业线基本施工流程如下：液压钻车4凿岩(打全断面炮眼)→扫眼→装药放炮→炮后通风→敲帮问顶、找规格→装载机1扒装矸石同时在巷道迎头进行临时支护、初喷→拱部挂网、打锚杆和锚索→装载机1扒装矸石(扒净巷道迎头全部矸石)→进入下一循环。

上述的施工流程可以简述为先利用液压钻车4在巷道迎头凿岩打全断面炮眼后对岩巷进行爆破，然后将爆破后的矸石运输出去。在具体施工时，首先由液压钻车4打全断面炮眼并放炮，爆破后产生的矸石由装载机1进行掘取，然后转运到二运2，由二运2通过自身的运输皮带将矸石运输到皮带机3，由皮带机3将矸石运输出去。

该装载机1上包括挖掘臂，还包括刮板运输机，该挖掘臂挖掘出矸石后，由刮板运输机将该矸石运输到二运2。

在岩巷爆破后，上述施工系统可以连续快速的装运的爆破后的矸石。装载机1利用反铲挖掘臂扒取远处的岩石，送入自身的刮板运输机，刮板运输机从尾部将矸石卸入二运2中，二运2再将矸石运输到皮带机3上，由皮带机3将矸石运输出去。运输矸石的过程是一个连续的装运过程，中间几乎没有停顿。所以由液压钻车4、装载机1、二运2和皮带机3组成的煤矿岩巷掘进施工系统能够加快岩巷掘进的速度。

在图1所示的施工系统中，该装载机1与二运2铰接，该二运2通过二运托架与皮带机3搭接，该二运2与该二运托架铰接，该二运托架与该皮带机3滑动连接。其中，二运2与二运托架可以采用销轴连接，装载机1与二运2之间也可以采用销轴连接。

在本实施例中，二运2与二运托架进行了铰接，由此，二运2能够以二运托架的销轴为中心转动，装载机1可以带动二运左右转动。而二运托架与皮带机3进行了滑动连接，二运托架可以沿着皮带机3的轨迹前后移动。由此，二运2能够在装载机1的带动下沿皮带机3的跑道前后进行移动，并可以旋转一定的角度，即二运2能够在皮带机3的前后左右进行移动。

装载机1与二运2进行了铰接，装载机1可以在二运2的两侧左右移动，由此，在二运2的连动下，装载机1可以进行前后左右的移动，使二运2与皮带机3形成一定角度。

参见图2a为二运与皮带机搭接的侧视图，图2b为二运与皮带机搭接的剖面图。如图2a和图2b所示，可以限定二运托架的移动范围是在皮带机3的尾部，二运托架可以在皮带机3的机尾架上前后滑动。由此使得二运2带动二运托架移动时，皮带机3的尾部可以起到二运托架的跑道的作用，二运托架的跑道的长度决定了装载机及二运所能够移动的范围。为了使装载机1可以停在皮带机3的侧面，以使得在放炮时能够对装载机1进行有效地保护，因此，需要设置皮带机3机尾的长度大于二运2的长度，可选的，可设置皮带机3机尾的长度大于二运2的长度至少6m。

参见图3a为该施工系统进行凿岩工作时的场景侧视图，图3b为该施工系统进行凿岩工作时的场景俯视图。

在本实施例中，可选的，二运2的长度可以设置为18m，皮带机3机尾长度可以设置为24m，由此，二运2可以在皮带机3机尾的跑道上0-24米的范围内自由移动。装载机1与巷道迎头之间的距离可以保持在12～18m的间距。

参见图3a和图3b，当施工系统进行凿岩工作时，由液压钻车4在巷道迎头进行凿岩作业，此时，装载机1收回到皮带机3的机尾部，且装载机1、二运2和皮带机3可保持在同一直线，由此能够让出岩巷的宽度，以便于液压钻车4凿岩结束后，能够从皮带机3的侧面退回到后方。通常情况下岩巷的宽度比较窄，将装载机1放置在与皮带机3同一直线上，有利于给液压钻车4提供更宽裕的行驶路线。

参见图4a为对巷道进行爆破时的场景侧视图，图4b为对巷道进行爆破时的场景俯视图。在对巷道迎头进行爆破的过程中，为了保护装载机1，此时，参见图4a和图4b，可以朝巷道迎头的反方向收回装载机1，并将二运2向皮带机3的侧面转动，将装载机1停靠皮带机3的侧面，以增加装载机1至爆破点的距离，防止爆破损伤装载机1。此时液压钻车4已退回后方，巷道的宽度可以供装载机1并行停靠在皮带机3的侧面。

在具体操作时，由于二运2与二运托架采用了铰接的方式，二运托架与皮带机3机尾采用了滑动连接，由此在装载机1的带动下，二运2可以向后方移动至皮带机3机尾的后端，并在装载机1的带动下将二运2向皮带机3的侧面转动，使二运2与皮带机3之间形成一定角度，将装载机1停靠在皮带机3的的侧面。

参见图5a为进行扒装工作时的场景侧视图，图5b为进行扒装工作时的场景俯视图。参见图5a和图5b，当施工系统进行扒装作业时，液压钻车4退回到后方，装载机1到巷道迎头进行扒装作业，装载机1和二运2可以在皮带机3的跑道上0-24米的范围内自由移动，装载机1将巷道迎头的矸石运输到二运2后，可以继续向前移动进行连续作业。二运2将矸石运输到皮带机3，由皮带机3将矸石运输出去，整个扒装过程处于连续作业，中间不需要停顿，具有很高的效率。

施工系统循环进行上述的凿岩、放炮和扒装工作，就能够循环的进行岩巷掘进工作，巷道掘进每6m时，需要延长一次皮带机3，皮带机3机尾朝巷道迎头延伸6米，使得装载机1与迎头之间始终保持12～18m的间距。

在对巷道迎头进行爆破的过程中，矸石的抛掷距离约16～20m。为了在爆破过程中保护装载机1，此时，参见图4a和图4b，可以朝巷道迎头的反方向收回装载机1，并将二运2向皮带机3的侧面转动，将装载机1停靠皮带机3的侧面，由于皮带机3机尾比二运2长度长6m，当二运2向后方移动至皮带机3机尾的后端时，装载机1可以进一步增大与巷道迎头之间的距离，增大的距离至少为6米，因此装载机1与巷道迎头之间的距离增加到18m～24m。由此很好的解决了放炮时装载机1的保护问题，能够有效防止爆破的矸石抛掷到装载机1上，无需采取挡矸墙等费工、费力、费时的笨重方法，只需在装载机1的关键部位用几块木大板遮挡保护即可。

装载机1、二运2和皮带机3采用上述方式进行配合施工，就能够实现高效的煤矿岩巷掘进工作。

在皮带机3将矸石运输出巷道后，可以由矿车通过矿井运输系统将矸石运输到矿井外，在该施工系统进行岩巷的掘进工作时，为进一步减少该施工系统的等待时间，可以在皮带机3的运输范围内设置一个矸石仓，将每次放炮后的矸石通过该施工系统运输至矸石仓，将巷道工作面清理干净后，可以直接进入下一个工作循环。矸石仓存放的矸石可以在其他任一时段运输出矿井，通过矸石仓的设置，给矿车的供应和矿井运输系统提供了一个缓冲空间，使得出矸速度不再受矿车供应和矿井运输系统的运输能力的制约，节约了该施工系统的等待时间，提升了出矸效率。

上述实施例中，通过将装载机、二运、皮带机和液压钻车组成一个煤矿岩巷掘进的施工系统，且装载机与二运铰接，二运通过二运托架与皮带机搭接，二运与与二运托架铰接，二运托架与皮带机滑动连接。使得该施工系统的装载机可以灵活的移动，在扒装矸石的过程中装载机可以连续的进行作业，在爆破过程中也能够方便有效的对装载机进行保护，该施工系统对于岩巷掘进作业具有很高的实用性。

图6为本发明第二实施例提供的一种煤矿岩巷掘进的施工方法的流程图。本发明实施例提供的施工方法的执行主体可以为第一实施例中的施工系统。该方法包括：

步骤21、利用液压钻车在巷道迎头凿岩，利用凿岩的炮眼对巷道迎头进行爆破处理。

液压钻车在凿岩时，可以将装载机放置在该皮带机机尾处，且装载机、二运和该皮带机位于同一直线，参见图3a和图3b，装载机收回到皮带机的机尾部且装载机、二运与皮带机保持在同一直线，由此节省了纵向空间，以便于液压钻车凿岩结束后，钻车能够从皮带机的侧面退回后方。通常情况下岩巷的阔度比较窄，将装载机放置在与皮带机同一直线上，有利于给钻研车提供更宽裕的行驶路线。

在本实施例中，为了使装载机1可以停在皮带机3的侧面，以使得在放炮时能够对装载机1进行有效地保护，同时减小了对装载机1进行保护的工作量，因此，需要设置皮带机机尾的长度大于二运2的长度，可选的，可设置皮带机机尾的长度大于二运2的长度至少6m。可选的，二运的长度可以设置为18m，皮带机机尾长度可以设置为24m，在进行凿岩作业时，装载机与巷道迎头之间的距离可以保持在12～18m的间距。

在对巷道迎头进行爆破的过程中，为了保护装载机，此时，参见图4a和图4b，可以朝巷道迎头的反方向收回装载机，并在装载机的带动下将二运向皮带机的侧面转动，将装载机停靠皮带机的侧面。此时液压钻车已退回后方，巷道的宽度可以供装载机并行停靠在皮带机的侧面。由于皮带机机尾比二运长度长6m，当二运向后方移动至皮带机机尾的后端时，装载机可以进一步增大与巷道迎头之间的距离，增大的距离至少为6米，因此装载机与巷道迎头之间的距离增加到18m～24m。由此很好的解决了放炮时装载机的保护问题。

步骤22、利用装载机将爆破后的矸石运输到二运，由二运将矸石运输与该二运搭接的皮带机，由皮带机将该矸石运输出岩巷。

当施工系统进行扒装作业时，参见图5a和图5b，液压钻车退回到后方，装载机到巷道迎头进行扒装作业时，二运可以在皮带机机尾的跑道上移动，以使得装载机能够在巷道移动并进行扒装作业。皮带机机尾长度为24米，装载机和二运可以在皮带机的跑道上0-24米的范围内自由移动，装载机将巷道迎头的矸石运输到二运后，可以继续向前移动进行连续作业。二运将矸石运输到皮带机，由皮带机将矸石运输出去，整个扒装过程处于连续作业，中间不需要停顿，具有很高的效率。

施工系统循环进行上述的凿岩、放炮和扒装工作，就能够循环的进行岩巷掘进工作，巷道掘进每6m时，需要延长一次皮带机，皮带机机尾朝巷道迎头延伸6米，使得装载机与迎头之间始终保持12～18m的间距。

在皮带机将矸石运输出巷道后，可以由矿车通过矿井运输系统将矸石运输到矿井外，在该施工系统进行岩巷的掘进工作时，为进一步减少该施工系统的等待时间，可以在皮带机的运输范围内设置一个矸石仓，将每次放炮后的矸石通过该施工系统运输至矸石仓，矸石仓存放的矸石可以在其他任一时段运输出矿井，通过矸石仓的设置，给矿车的供应和矿井运输系统提供了一个缓冲空间，使得出矸速度不再受矿车供应和矿井运输系统的运输能力的制约，提升了出矸效率。

上述实施例中，利用装载机、二运、皮带机和液压钻车进行煤矿岩巷的掘进工作，在扒装矸石的过程中装载机可以连续的进行作业，在爆破过程中也能够方便有效的对装载机进行保护，能够提高煤矿岩巷工作的效率和安全性。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种煤矿岩巷掘进的施工系统，其特征在于，所述施工系统包括：装载机、二运、皮带机和液压钻车；

所述装载机与二运铰接，所述二运通过二运托架与皮带机搭接；其中，所述二运与所述二运托架铰接，所述二运托架与所述皮带机滑动连接。

2.根据权利要求1所述的施工系统，其特征在于，所述二运托架与所述皮带机机尾滑动连接，所述皮带机机尾的长度大于所述二运的长度。

3.根据权利要求1所述的施工系统，其特征在于，所述二运的长度为18m，所述皮带机机尾长度为24m。

4.根据权利要求1所述的施工系统，其特征在于，所述二运与二运托架采用销轴连接，所述装载机与二运采用销轴连接。

5.根据权利要求1所述的施工系统，其特征在于，所述装载机包括挖掘臂，以及用于运输所述挖掘臂掘出的矸石的刮板运输机。

6.一种煤矿岩巷掘进的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括：

利用液压钻车在巷道迎头凿岩，利用凿岩的炮眼对巷道迎头进行爆破处理；

利用装载机将爆破后的矸石运输到二运，由二运将矸石运输到与所述二运搭接的皮带机，由所述皮带机将所述矸石运输出岩巷。

7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，将所述二运托架的移动范围限定在所述皮带机机尾，所述皮带机机尾的长度大于所述二运的长度。

8.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述方法还包括：当利用液压钻车在巷道迎头凿岩时，将所述装载机收回到所述皮带机的机尾处，且保持所述装载机、二运和皮带机在同一直线。

9.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述方法还包括：

在对巷道迎头进行爆破的过程中，朝巷道迎头的反方向收回装载机，并将所述装载机放置在所述皮带机的侧面。

10.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述方法还包括：

在进行扒装作业时，所述二运通过二运托架在皮带机机尾的跑道上移动，以使得装载机能够在巷道移动并进行扒装作业。

11.根据权利要求10所述的施工方法，其特征在于，所述二运的长度为18m，所述皮带机机尾长度为24m。

12.根据权利要求11所述的施工方法，其特征在于，所述方法还包括：

在进行凿岩和扒装作业时，保持所述装载机与巷道迎头之间的距离为12m～18m；

在对巷道迎头进行爆破的过程中，保持所述装载机与巷道迎头之间的距离为18m～24m。

13.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述皮带机的运输范围内设置矸石仓，将所述皮带机运输的矸石卸载到所述矸石仓内。

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