CN102345457A - 大坡度连续采煤机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采煤设备领域，具体为一种煤矿用的大坡度连续采煤机，它是一种集切割、行走、装运、喷雾灭尘多重功能于一体，主要用于采煤准备巷道的快速掘进以及房柱式采煤、回收边角煤、三下压煤开采的综合掘进、采煤设备。行走部采用大功率的液压马达；后支承部为内侧后支承部和外侧后支承部两套后支承结构，内侧后支承部位于外侧后支承部的内侧；在本体部上增设顶支承部作为顶支撑结构。本发明可以解决现有普通连续采煤机不适合大倾角煤层的快速掘进、房柱式采煤、回收边角煤的问题，该连续采煤机可以在大倾角的煤矿中使用，大大提高了此类工况的工作效率和工作面的回采率。

Description

大坡度连续采煤机

所属技术领域

本发明涉及采煤设备领域，具体为一种煤矿用的大坡度连续采煤机，它是一种集切割、行走、装运、喷雾灭尘多重功能于一体，主要用于采煤准备巷道的快速掘进以及房柱式采煤、回收边角煤、三下压煤开采的综合掘进、采煤设备。

背景技术

我国是世界煤炭资源蕴藏最丰富的国家之一，随着煤矿生产的不断进行，适应长壁开采的煤炭储量在不断的减少，剩下大量的短壁、边角等煤层，而连续采煤机配套设备是解决煤矿的短壁开采和边角煤回收问题的一条很好的技术途径，在我国有着广泛的应用前景。而有关连续采煤机的研制在国内开展的较晚，我国连续采煤机的应用还不够广泛，现应用的普通连续采煤机主要适用于中厚煤层，而上下坡最大能达到±16度，而大于这个坡度的煤层，只能采用炮采的方式，这种方式增加了煤矿的危险性，同时采煤效率也大大降低，而且我国禁止在建筑物、桥梁、城镇等地下的煤层采用炮采的方式，所以在这种情况下，只能缩短煤矿的开采长度，使很多煤矿因此缩短了生产年限，提前进入了衰老期和报废期，这对我国的煤炭资源无疑是一种巨大的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于大倾角煤层的大坡度连续采煤机，能在倾角较大的煤层(-25°～20°)中使用，可替代大倾角煤层炮采的方式，既增加了此类工况的安全性，又提高了采煤效率和煤炭回收率，解决现有普通连续采煤机不适合大倾角煤层的快速掘进、房柱式采煤、回收边角煤的问题。

本发明的大坡度连续采煤机的技术方案是：

一种大坡度连续采煤机，具有截割部、铲板部、本体部、运输机、行走部和后支承部，行走部采用大功率的液压马达，液压马达的排量为160ml/r，驱动力达到320KN；后支承部为内侧后支承部和外侧后支承部两套后支承结构，内侧后支承部位于外侧后支承部的内侧；在本体部上增设顶支承部作为顶支撑结构。

所述的大坡度连续采煤机，内侧后支承部和外侧后支承部均为油缸和支撑腿连接构成，内侧后支承部和外侧后支承部均沿连续采煤机中心线对称设置，一套后支承油缸向后伸出支地时，另一套后支撑油缸回缩抬起后支承部，两套后支承部交替支撑。

所述的大坡度连续采煤机，外侧后支承部的支撑腿推力方向与连续采煤机中心线的夹角0°＜α＜90°。

所述的大坡度连续采煤机，顶支承部为油缸和支撑结构件连接构成，通过油缸的伸缩把顶支撑结构件支撑在煤矿工作面的顶部。

所述的大坡度连续采煤机，行走部的防滑履带板采用高齿锻造防滑履带板结构，防滑齿突起高度为25-35mm，防滑齿部分伸进地面。

所述的大坡度连续采煤机，防滑齿与地面接触的一端的型状成V型，V型的两边与地面成钝角。

所述的大坡度连续采煤机，在本体部的后部两侧设置绞车牵引装置。

所述的大坡度连续采煤机，绞车牵引装置为绞车牵引的连接结构，绞车牵引装置的一端通过牵引绳连接本体部，绞车牵引装置的另一端设有绞车，绞车设置于地面。

本发明的有益效果是：

1、本发明的大坡度连续采煤机可用在大倾角煤层采煤准备巷道的快速掘进以及房柱式采煤、回收边角煤、三下压煤的开采，避免了此类工况炮采的方式，大大降低了工作面的危险性，提高了此类工况的开采效率、提高了工作面的回采率，减少了煤炭资源的浪费。

2、现在国内普通的连续采煤机的整机重量大约为60吨，而单侧驱动力为150KN，当在较大的坡度工作时，由于自身重力会产生下滑。本发明提供的大坡度连续采煤机，解决现有普通连续采煤机不适合大倾角煤层的快速掘进、房柱式采煤、回收边角煤的问题，该机可以在大倾角煤层(-25°～20°)中使用。

3、本发明大坡度连续采煤机采用大功率的马达驱动行走，增加行走的驱动力；单侧达到的驱动力最大可达320KN，大大提高了行走的驱动力，为在大坡度的煤层工作提供了足够的动力。

4、本发明大坡度连续采煤机采用两套后支撑结构，分别为内侧后支承部和外侧后支承部，通过液压阀控制，当一套后支承油缸向后伸出支地时，另一套后支撑油缸回缩抬起后支承，实现两套后支承交替支撑，始终在给设备向前的推力，起到助推作用，外侧后支承的两个支撑腿与机体成向内的角度，即支撑腿的推力方向与设备成向内的角度，产生的支撑横向分力可使机体保持横向平稳，不会产生侧滑或扭转现象。

5、本发明大坡度连续采煤机在本体部上增加顶支撑结构，通过伸缩油缸，把支撑结构顶在煤层工作面的上面，增加了设备的稳定性，防止在坡度大的情况下自重产生下滑。

6、本发明大坡度连续采煤机行走部的履带板采用加强型的高齿锻造防滑履带板结构。后端高齿成钝角的V型，高齿部分伸进地面，增加摩擦力，抓地力也大大增加，V型部分的高齿产生侧向的摩擦力，可以阻止机体产生侧滑现象。

7、本发明大坡度连续采煤机本体后部设置由绞车牵引的连接结构，可以在下坡时在两侧牵拉设备，缓慢输送，防止机体下滑，向上倒车时，也可以用绞车牵引机构，向上牵引设备。

附图说明

图1是本发明的大坡度连续采煤机主视结构图；

图2是本发明的大坡度连续采煤机俯视结构图；

图3是本发明的大坡度连续采煤机上坡时示意图；

图4是本发明的大坡度连续采煤机下坡时牵引示意图；

图5-1、图5-2是本发明的大坡度连续采煤机防滑履带板结构图；其中，图5-1是主视图；图5-2是侧视图。

图中，1.截割部；2.铲板部；3.本体部；4.顶支承部；5.内侧后支承部；6.外侧后支承部；7.运输机；8.行走部；9.防滑履带板；10.绞车牵引装置；11.防滑齿；12.地面。

具体实施方式

国内使用的普通连续采煤机，主要由部件截割部1、铲板部2、本体部3、运输机7、行走部8和后支承部(内侧后支承部5、外侧后支承部6)等主要部件组成，本体部3设置于行走部8之上，本体部3的前部设置有截割部1和铲板部2，截割部1位于铲板部2的上方；本体部3的后部设置运输机7和后支承部，运输机7位于后支承部的上方。如图1-4所示，本发明的大坡度连续采煤机改进的内容主要包括：

(1)行走部8，采用大功率的液压马达，液压马达的排量为160ml/r(毫升/转)，驱动力最大可达到320KN，是普通连续采煤机的两倍多，大大提高了设备的爬坡动力；驱动力的计算过程如下：

行走部马达驱动力计算：

驱动转矩 $T=\frac{1.59\·V_g\·\mathrm{\ΔP}\·\mathrm{\ηmh}}{100}\mathrm{Nm}$

式中：Vg-排量(ml/r)；ΔP-压力差(bar)；ηmh-机械-液压效率；

代入数值

T＝1.59*160*220*0.95/100＝531.6Nm(单侧马达)；

行走减速器的驱动扭矩计算：

Tmax＝T×ηl×i

式中：Tmax-行走马达输出扭矩；

ηl-减速器传动效率取0.92；

i-减速机速比164；

将各参数代入上式：

Tmax＝T×ηl×i＝531.6×0.92×164＝80208Nm(单侧)

驱动力计算：

F＝Tmax/D0；

D0-驱动轮节圆半径250mm；

将各参数代入上式：

F＝80208/0.25＝321120N＝321.12KN(单侧)。

(2)普通连续采煤机的后支承部改进为内侧后支承部5和外侧后支承部6两套后支承结构，内侧后支承部5位于外侧后支承部6的内侧，内侧后支承部5和外侧后支承部6均为油缸和支撑腿连接构成。通过液压阀控制油缸，当一套后支承油缸向后伸出支地时，另一套后支撑油缸回缩抬起后支承部，实现两套后支承部交替支撑，像人的两条腿行走一样，始终在给设备向前的推力，上坡时起到助推作用。同时，外侧后支承部6的两个支撑腿与机体成向内的角度，即支撑腿的推力方向与连续采煤机中心线的夹角0°＜α＜90°，产生的支撑横向分力可使机体保持横向平稳，不会产生侧滑或扭转现象；本发明中，内侧后支承部5和外侧后支承部6均沿连续采煤机中心线对称设置(图1、图2)。

(3)顶支承部4，在本体部3上增设顶支承部4作为顶支撑结构，顶支承部4为油缸和支撑结构件连接构成。在连续采煤机上坡或工作时，通过油缸的伸缩把顶支撑结构件支撑在煤矿工作面的顶部，起到稳定设备作用，不会因为设备自身的重力而使设备产生下滑(图1、图3)；

(4)行走部8的防滑履带板9采用加强型的高齿锻造防滑履带板结构，突起的防滑齿11(高齿)的高度大大增加，防滑齿11突起高度为30mm，方向向下，与地面接触，防滑齿11伸进地面12，增加摩擦力，抓地力也大大增加，防滑齿后端成钝角的V型，即后端防滑齿与地面的型状成V型，V型的两边与地面12成钝角，可产生侧向的摩擦力，可以阻止机体产生侧滑现象(图5-1和图5-2)。

(5)绞车牵引装置10，在本体部3的后部两侧设置绞车牵引装置10，绞车牵引装置10为绞车牵引的连接结构，绞车牵引装置10的一端通过牵引绳连接本体部3，绞车牵引装置10的另一端设有绞车，绞车设置于地面(图4)。利用绞车牵引装置10的牵引可以在下坡时牵拉设备，缓慢输送，防止机体下滑，向上倒车时，也可以用绞车牵引机构，向上牵引设备。

本发明连续采煤机可以在大倾角的煤矿中使用，大大提高了此类工况的工作效率和工作面的回采率。该连续采煤机采用大功率的液压马达作为行走的动力系统。上坡时，同时使用两套后支撑结构，分别为内侧后支承部和外侧后支承部，通过液压阀控制支撑腿的油缸，可实现两套后支撑交替支撑作用，始终保持着向前的推力，达到像人走路两腿的推力效果，外侧后支承的两个支撑腿与机体成向内的角度，产生的支撑横向分力可使机体保持横向平稳，同时设置有顶支撑结构，可使设备有着良好的稳定性，加强型高齿的防滑履带板结构，抓地力更强。下坡时，可采用绞车解决大坡度下坡及倒车困难的问题，可满足大坡度的煤矿的使用要求，能解决大倾角煤层巷道掘进、大量残采、边角煤、三下压煤无法开采的问题。

Claims (8)

1.一种大坡度连续采煤机，具有截割部、铲板部、本体部、运输机、行走部和后支承部，其特征在于：行走部采用大功率的液压马达，液压马达的排量为160ml/r，驱动力达到320KN；后支承部为内侧后支承部和外侧后支承部两套后支承结构，内侧后支承部位于外侧后支承部的内侧；在本体部上增设顶支承部作为顶支撑结构。

2.按照权利要求1所述的大坡度连续采煤机，其特征在于：内侧后支承部和外侧后支承部均为油缸和支撑腿连接构成，内侧后支承部和外侧后支承部均沿连续采煤机中心线对称设置，一套后支承油缸向后伸出支地时，另一套后支撑油缸回缩抬起后支承部，两套后支承部交替支撑。

3.按照权利要求2所述的大坡度连续采煤机，其特征在于：外侧后支承部的支撑腿推力方向与连续采煤机中心线的夹角0°＜α＜90°。

4.按照权利要求1所述的大坡度连续采煤机，其特征在于：顶支承部为油缸和支撑结构件连接构成，通过油缸的伸缩把顶支撑结构件支撑在煤矿工作面的顶部。

5.按照权利要求1所述的大坡度连续采煤机，其特征在于：行走部的防滑履带板采用高齿锻造防滑履带板结构，防滑齿突起高度为25-35mm，防滑齿部分伸进地面。

6.按照权利要求5所述的大坡度连续采煤机，其特征在于：防滑齿与地面接触的一端的型状成V型，V型的两边与地面成钝角。

7.按照权利要求1所述的大坡度连续采煤机，其特征在于：在本体部的后部两侧设置绞车牵引装置。

8.按照权利要求7所述的大坡度连续采煤机，其特征在于：绞车牵引装置为绞车牵引的连接结构，绞车牵引装置的一端通过牵引绳连接本体部，绞车牵引装置的另一端设有绞车，绞车设置于地面。

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