CN102635354B

CN102635354B - 五钻头进出风钻式采煤机

Info

Publication number: CN102635354B
Application number: CN201210137507.2A
Authority: CN
Inventors: 刘送永; 江红祥; 崔新霞; 付林; 谭长均; 刘增辉; 刘晓辉
Original assignee: Jiangsu Zhongji Mine Equipment Co ltd; China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: Jiangsu Zhongji Mine Equipment Co ltd; China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2032-05-07
Also published as: CN102635354A

Abstract

一种五钻头进出风钻式采煤机，适用于煤层倾角

、含瓦斯薄、极薄煤层及解放煤层的开采，其主要由液压马达、托架、推进油缸、传动箱、螺旋钻头等组成。五个钻头横向布置提高了采煤机的开采效率，而中间三个钻头超前布置利用煤层的压酥效应降低开采能耗。机组设有鼓风、抽风扇实现工作面的通风，稀释瓦斯浓度，使其能够开采高瓦斯煤层。传送钻杆和通风钻杆同时输煤，大大提高采煤机的输煤效率。传动箱采用锥齿轮传动方式、箱体为分段式结构，减小了传动箱的体积，提高了传动箱的过煤效率以避免钻头堵转。该机组可以实现开采工作面的通风，实现高瓦斯薄与极薄煤层的高效开采，其工作稳定性高，结构布置合理，部件互换性强便于维修。

Description

五钻头进出风钻式采煤机

技术领域

本发明涉及一种五钻头进出风钻式采煤机，尤其适用于煤层倾角

的薄与极薄煤层以及解放煤层的高瓦斯煤层开采。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，随着经济的增长，煤炭的需求越来越大。薄与极薄煤层分布广、储量大，探明储量占煤炭总储量的20%之多，但开采量仅占总产量的8%左右，远低于其储量所占比例。各煤矿企业都面临着薄与极薄煤层开采问题，特别是中厚煤层储量的日益减少，薄与极薄煤层开采技术的发展格外重要，其开采已经是一个全局性的亟待解决的问题。由于薄与极薄煤层难以开采，我国于上世纪末从乌克兰引进了三钻头式采煤机，其较刨煤机和滚筒式采煤机在薄与极薄煤层开采中具有显著的优点：使薄与极薄煤层得到了有效的开采，实现了无人工作面开采，改善了工人的工作环境，降低了工人劳动强度；但是，三钻头钻式采煤机存在截割效率低、输煤效率低、含瓦斯煤层开采适应性低以及钻杆连接费时等弊端；三钻头钻式采煤机传动箱体体积大、过煤效率低，使钻头堵转，进而导致钻具偏斜而限制了采煤机的钻进深度。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术存在的不足，提供一种结构简单紧凑、截割效率高、输煤效率高、便于安装、拆卸的五钻头进出风钻式采煤机。

技术方案：本发明的五钻头进出风钻式采煤机包括托架、设在托架上的液压马达，托架的下部设有调高装置，所述的托架上设有移动架，移动架的两侧对称设有第一液压马达，移动架的中部设有第二液压马达，两侧对称设置的第一液压马达经联轴器分别连有侧位传送钻杆，中部设置的第二液压马达经联轴器连接有中位传送钻杆，中位传送钻杆的两侧、位于两侧位传送钻杆内侧设有左、右通风钻杆，两侧位传送钻杆、左、右通风钻杆和中位传送钻杆的前部分别设有串连在一起的锥齿轮传动箱，其中侧位传送钻杆的锥齿轮传动箱与传动通风钻杆的锥齿轮传动箱横向之间设有传动轴，左、右通风钻杆的锥齿轮传动箱与中位传送钻杆的锥齿轮传动箱横向之间设有连接销轴；两侧位传送钻杆的锥齿轮传动箱纵向前部连接有短螺旋钻头，左、右通风钻杆和中位传送钻杆上的锥齿轮传动箱纵向前部分别连接有长螺旋钻头；所述的左、右通风钻杆上的锥齿轮传动箱纵向后部分别连接有行星机构，左通风钻杆上的行星机构上设有向左通风钻杆内鼓风的鼓风扇，右通风钻杆上的行星机构上设有向右通风钻杆内抽风的抽风扇。

所述的锥齿轮传动箱包括传动箱、传动箱内设有与长螺旋钻头或短螺旋钻头相连的大锥齿轮轴，大锥齿轮轴上连接有传动轴，传动轴上固定有大锥齿轮，大锥齿轮与锥齿轮轴之间对称设有小锥齿轮；所述的行星机构包括内齿圈、固定在内齿圈上的行星架，内齿圈上设有太阳轮；所述长螺旋钻头与短螺旋钻头之间的距离为15 ~20cm。

有益效果：本发明采用五个钻头横向对称布置，通过液压驱动大大提高了五钻头进出风钻式采煤机的开采效率，中间三个钻头超前布置充分利用煤层的压酥效应降低了钻式采煤机的开采能耗。传送钻杆和通风钻杆同时输煤，大大提高了钻式采煤机的输煤效率。采用闭式传动的锥齿轮传动箱，减小了传动箱的体积，各钻杆上传动箱之间的空间大，截割下的煤容易通过，可以有效的避免因煤难以通过传动箱而导致钻头堵转，提高了的过煤效率，能够满足井下含瓦斯薄与极薄煤层的开采要求，提高了井下薄与极薄煤层的开采效率和煤炭资源回收率。一次钻进采煤效率高，钻杆输煤效率以及传动箱过煤效率高，工作面瓦斯浓度得到有效的稀释、抽排，实现了高瓦斯煤层的开采。整机的结构简单紧凑，可靠性高，便于安装、拆卸，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明五钻头进出风钻式采煤机主机的主视结构示意图。

图2是本发明五钻头进出风钻式采煤机主机的俯视结构示意图。

图3是本发明五钻头进出风钻式采煤机的传动箱对称剖视图。

图4是本发明五钻头进出风钻式采煤机的行星增速机构剖视图。

图中：1—托架；2—第一液压马达；3—通风筒；4—液压推进油缸；5—调高装置；6—侧位传送钻杆；7—鼓风扇；8—行星机构；9—锥齿轮传动箱；10—短螺旋钻头；11—长螺旋钻头；12—抽风扇；13—左通风钻杆；14—移动架；15—轴承座；16—联轴器；17—第二液压马达；18—中位传送钻杆；19—右通风钻杆；4-1—活塞杆；4-2—缸筒；8-1—内齿圈；8-2—行星架；8-3—太阳轮；9-1—第一传动轴；9-2—第一大锥齿轮；9-3—第一小锥齿轮；9-4—第一大锥齿轮轴；9-5—第一圆柱滚子轴承；9-6—第一推力球轴承；9-7—第二小锥齿轮；9-8—传动箱体；9-9—法兰；9-10—传动轴；9-11—第二大锥齿轮轴；9-12—第四小锥齿轮；9-13—连接销轴；9-14—第二大锥齿轮；9-15—第二传动轴；9-16—第三小锥齿轮；9-17—第三传动轴；9-18—第三大锥齿轮；9-19—第五小锥齿轮；9-20—第三大锥齿轮轴；9-21—第二圆柱滚子轴承；9-22—第二推力球轴承；9-23—第六小锥齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

如图1、图2所示，本发明的五钻头进出风钻式采煤机，主要由托架1、第一液压马达2、通风筒3、液压推进油缸4、调高装置5、侧位传送钻杆6、鼓风扇7、行星机构8、锥齿轮传动箱9、短螺旋钻头10、长螺旋钻头11、抽风扇12、左通风钻杆13、移动架14、轴承座15、联轴器16、第二液压马达17、中位传送钻杆18以及右通风钻杆19构成。托架1的下部设有调高装置5，调高装置5通过液压油缸实现对托架1的高度调节，所述的托架1上设有移动架14，移动架14的两侧对称设置第一液压马达2，移动架14的中部设置第二液压马达17，移动架14上还设有通风筒3以及轴承座15。两侧对称设置的第一液压马达2通过联轴器16连接侧位传送钻杆6，中部设置的第二液压马达17经联轴器16连接中位传送钻杆18；中位传送钻杆18的两侧设有左、右通风钻杆13、19，左、右通风钻杆13、19位于两侧位传送钻杆6的内侧；侧位传送钻杆6、中位传送钻杆18以及左、右通风钻杆13、19自身都通过联轴器16连接；轴承座15用于支撑侧位传送钻杆6、中位传送钻杆18以及左、右通风钻杆13、19。两侧位传送钻杆6，左、右通风钻杆13、19和中位传送钻杆18的前部分别设有串连在一起的锥齿轮传动箱9，所述的锥齿轮传动箱9包括传动箱体9-8、传动箱体9-8内设有与长螺旋钻头11或短螺旋钻头10相连的大锥齿轮轴，锥齿轮轴上连接有传动轴，传动轴上固定有大锥齿轮，大锥齿轮与锥齿轮轴之间对称设有小锥齿轮。其中侧位传送钻杆6的锥齿轮传动箱9与左通风钻杆13的锥齿轮传动箱9横向之间设有传动轴9-10，左、右通风钻杆13、19的锥齿轮传动箱9与中位传送钻杆18的锥齿轮传动箱9横向之间设有连接销轴9-13；两侧位传送钻杆6的锥齿轮传动箱9纵向前部连接有短螺旋钻头10，左、右通风钻杆13、19和中位传送钻杆18上的锥齿轮传动箱纵向前部分别连接有长螺旋钻头11，长螺旋钻头11与短螺旋钻头10之间的距离为15 ~20cm。所述的左、右通风钻杆13、19上的锥齿轮传动箱9纵向后部分别连接有行星机构8，所述的行星机构8包括内齿圈8-1、固定在内齿圈8-1上的行星架8-2，行星架8-2上设有太阳轮8-3，如图4所示。左通风钻杆13上的行星机构8上设有向左通风钻杆13内鼓风的鼓风扇7，右通风钻杆19上的行星机构8上设有向右通风钻杆19内抽风的抽风扇12。所述的液压推进油缸4连接托架1和移动架14，用于移动架14、短螺旋钻头10、长螺旋钻头11、侧位传送钻杆6、中位传送钻杆18、左通风钻杆13、右通风钻杆19以及锥齿轮传动箱9的轴向推进。

如图3所示，两侧位传送钻杆6分别与其相连的锥齿轮传动箱9的第一传动轴9-1相连，第一传动轴9-1经轴承座设在传动箱体9-8内，第一传动轴9-1上固定有第一大锥齿轮9-2，第一传动轴9-1的前部经第一圆柱滚子轴承9-5、第一推力球轴承9-6连接第一大锥齿轮轴9-4，第一大锥齿轮9-2与第一大锥齿轮轴9-4之间对称装有第一小锥齿轮9-3和第二小锥齿轮9-7。

左、右通风钻杆13、19分别与其相连的锥齿轮传动箱9的第二传动轴9-15相连，第二传动轴9-15经轴承座设在传动箱体内，第二传动轴9-15上固定有第二大锥齿轮9-14，第二传动轴9-15经圆柱滚子轴承、推力球轴承连接第二大锥齿轮轴9-11，第二大锥齿轮轴9-11与第二大锥齿轮9-14之间对称设有第三小锥齿轮9-16和第四小锥齿轮9-12，第三小锥齿轮9-16与第二小锥齿轮9-7之部设有传动轴9-10，传动轴9-10的外套上设有固定连接的法兰9-9。

中位传送钻杆18与其连的锥齿轮传动箱9的第三传动轴9-17相连，第三传动轴9-17经轴承座设在传动箱体内，第三传动轴9-17上固定有第三大锥齿轮9-18，第三大锥齿轮轴9-20的前部经第二圆柱滚子轴承9-21、第二推力球轴承9-22连接有第三大锥齿轮轴9-20，第三大锥齿轮9-18与第三大锥齿轮轴9-20之间分别设有第五小锥齿轮9-19和第六小锥齿轮9-23，第五小锥齿轮9-19和第六小锥齿轮9-23外部的分别固定在箱体上。

工作原理：利用五钻头钻式采煤机进行煤层开采时，巷道内液压泵组系统给第一液压马达2、第二液压马达17提供具有一定压力的压力油使其运转将液动力转化为机械扭矩。第一液压马达2和第二液压马达17分别通过联轴器16将动力传递给侧位传送钻杆6和中位传送钻杆18，使其旋转完成输煤作用。侧位传送钻杆6、中位传送钻杆18以及左、右通风钻杆13、19自身都通过联轴器16连接。锥齿轮传动箱9通过锥齿轮的传动将部分动力传递至第一大锥齿轮轴9-4、第二大锥齿轮轴9-11以及第三大锥齿轮轴9-20，然后带动短螺旋钻头10、长螺旋钻头11旋转截割煤岩。锥齿轮传动箱9通过锥齿轮传动将另外一部分动力传递给第二传动轴9-15，带动鼓风扇7和抽风扇12旋转，完成工作面通风，稀释瓦斯浓度。液压推进油缸4推动移动架14轴向运动进而使短螺旋钻头10、长螺旋钻头11向煤层工作面轴向运动并旋转截割煤层，并利用侧位传送钻杆6、中位传送钻杆18以及左、右通风钻杆13、19将截落的煤输送至巷道内刮板机上，完成工作面落煤、装煤、运煤、通风等一系列工序。

Claims

1.一种五钻头进出风钻式采煤机，包括托架（1）、设在托架（1）上的液压马达，托架（1）的下部设有调高装置（5），其特征在于：所述的托架（1）上设有移动架（14），移动架（14）的两侧对称设有第一液压马达（2），移动架（14）的中部设有第二液压马达（17），两侧对称设置的第一液压马达（2）经联轴器分别连有侧位传送钻杆（6），中部设置的第二液压马达（17）经联轴器连接有中位传送钻杆（18），中位传送钻杆（18）的两侧、位于两侧位传送钻杆（6）内侧设有左、右通风钻杆（13、19），两侧位传送钻杆（6）、左、右通风钻杆（13、19）和中位传送钻杆（18）的前部分别设有串连在一起的锥齿轮传动箱（9），其中侧位传送钻杆（6）的锥齿轮传动箱（9）与左通风钻杆（13）的锥齿轮传动箱（9）横向之间设有传动轴（9-10），左、右通风钻杆（13、19）的锥齿轮传动箱（9）与中位传送钻杆（18）的锥齿轮传动箱（9）横向之间设有连接销轴（9-13）；两侧位传送钻杆（6）的锥齿轮传动箱（9）纵向前部连接有短螺旋钻头（10），左、右通风钻杆（13、19）和中位传送钻杆（18）上的锥齿轮传动箱（9）纵向前部分别连接有长螺旋钻头（11）；所述的左、右通风钻杆（13、19）上的锥齿轮传动箱（9）纵向后部分别连接有行星机构（8），左通风钻杆（13）上的行星机构（8）上设有向左通风钻杆（13）内鼓风的鼓风扇（7），右通风钻杆（19）上的行星机构（8）上设有向右通风钻杆（19）内抽风的抽风扇（12）。

2.根据权利要求1所述的五钻头进出风钻式采煤机，其特征在于：所述的锥齿轮传动箱（9）包括传动箱体（9-8）、传动箱体（9-8）内设有与长螺旋钻头（11）或短螺旋钻头（10）相连的大锥齿轮轴，大锥齿轮轴上连接有传动轴，传动轴上固定有大锥齿轮，大锥齿轮与锥齿轮轴之间对称设有小锥齿轮。

3.根据权利要求1所述的五钻头进出风钻式采煤机，其特征在于：所述的行星机构（8）包括内齿圈（8-1）、固定在内齿圈（8-1）上的行星架（8-2），行星架（8-2）上设有太阳轮（8-3）。

4.根据权利要求1所述的五钻头进出风钻式采煤机，其特征在于：所述长螺旋钻头（11）与短螺旋钻头（10）之间的距离为15 ~20cm。