CN102797496A - 煤矿巷道矸石转载、支护一体机 - Google Patents

Abstract

“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”是一种煤矿炮掘巷道的施工设备，该设备重点优化了装矸及支护工艺的实施。 在巷道掘进施工中装岩、运输、排矸是掘进工作中占循环时间最长的工序。要实现巷道的快速高效掘进，表现十分突出的就是掘进工作面的矸石堆积、排矸不及、临时支护固定困难等。为有效解决上述问题，本发明提供一种能够利用爆破能及时将矸石转载，同时又能为支护作业提供平台的——“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”。该发明是在充分分析煤矿掘进爆破作业特点设计而成的。该设备采用散热性能优异的铝青铜板、液压油缸等组合加工而成。本机全系统采用液压系统提供动力，动力输出稳定可适用于相对复杂的地质环境。

Description

煤矿巷道矸石转载、支护一体机

技术领域

本发明涉及煤矿巷道掘进的施工设备，尤其涉及炮掘巷道的装矸及巷道支护工序的进行。

背景技术

在采煤机械化技术日趋成熟，而掘进工序相对复杂、机械化程度仍然较低的客观情况下，掘进工的劳动强度大、劳动效率低、收入水平低、危险系数高。最终，导致掘进用工紧张、效率低下，采煤快于掘进、接替紧张的被动局面。巷道掘进是一个多工序交替过程，主要由破岩、装运和支护三大工序组成。目前，破岩方式一般分为人工挖掘、爆破、机械等；装运主要是使用耙矸机、综掘机和铲车等配合矿车、梭车以及链板机（皮带）等多设备混合排矸；支护主要分为临时支护和永久支护，具体表现形式是架棚、锚杆及锚喷支护等。在巷道掘进施工中装岩、运输、排矸是掘进工作中劳动量最大，占循环时间最长（达35％~50％）的工序。掘进装岩运输综合排矸能力的优化，对快速掘进有十分重要的意义。科技迅猛发展令各类新型巷道掘进设备、技术不断涌现，并稳步提升了掘进速度，然而现有的掘进设备适应能力差、性能欠缺、故障率高、维护费用高，且自动化应用程度有限，对煤矿巷道生产掘进速度形成了不良影响。要实现巷道的快速高效掘进，表现十分突出的就是掘进工作面的矸石堆积严重、排矸及验炮工作不能及时进行；临时支护较为笨重、繁琐，固定困难、使用不方便，而且巷道净高超过2.2米后支护作业进行时人员须站在梯子或假平台上施工较为困难。排矸与支护作业不能平行进行、大断面巷道支护困难，严重制约着矿井采掘设备的更新与发展、严重制约着的安全高效矿井的建设。

发明内容

为了有效解决上述生产过程中的问题，本发明提供一种能够利用爆破能及时将矸石转载，同时又能为支护作业提供平台的——“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”。本发明是在充分分析煤矿掘进工作面钻眼、微差、台阶爆破法以及井巷掘进爆破作业只有一个狭小的自由面，四面岩体的夹制性很强，一次性起爆药量受到较大的限制，台阶自由面条件等因素的影响，利用微差爆破在碰撞破碎过程中，煤（岩）中的动能降低，导致抛距减小，形成相对集中的爆堆，而且爆堆剖面轮廓线具有Weibull分布函数曲线特征这一特点设计而成的。“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”采用散热性能优异的铝青铜板、液压油缸等加工而成，主要由行走部、支撑承载部、稳固部、辅助装载部、转载限位部、前探支护部、液压系统等部件组成。本发明能够实现煤矿掘进巷道的快速装矸、及时支护，最大限度的减少爆破轮廓的裸露时间，提高工作效率。本机全系统采用液压系统提供动力，动力输出稳定可适用于相对复杂的地质环境。本设备的研制成功，必将减少掘进用工、提高掘进效率，为掘进作业提供远程操作平台，具有较为突出的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”的总构造示意图：

①、行走部，②、支撑承载部，③、稳固部，④、辅助装载部，⑤、转载限位部，⑥、前探支护部；

图2是“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”的装载、支护示意图；

图3是“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”的转运示意图；

图4是“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”的卸载示意图；

具体实施方式

在煤矿巷道掘进过程中使用凿岩台车或多部钻具，严格按照台阶炮孔爆破图表进行打眼，装药后将“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”开至迎头并进行稳固（必要时需对稳固单体进行必要的保护，如图2），然后展开转载限位部、进行爆破作业，经初步安全确认后上掩护梁收转载限位部进行永久支护，然后收稳固部进行转运卸载工作（如图3），同时巷道掘进工作面进行打眼、准备下一循环。举例：煤矿巷道矸石转载、支护一体机”的加工设计可根据巷道断面、坡度等客观条件进行单独定做，现以长3米、宽1.5米规格校算其使用效果和设备适应能力（该规格设备运输方便，可不解体进入大部分矿井的掘进工作面）。一、“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”自身的重量：

V _铝铜板 =3×1.5×0.05=0.225m ³ ，m _铝铜板 =0.225×8.9×10 ³ =2.0025×10 ³ kg，G _铝铜板 =19.6245KN

 二、以常见的岩巷3.0×3.0断面计算岩体重量：（每次循环进度0.8米）

 V _矸 =9.621×0.8=7.697m ³ ，m _矸 =20.397×10 ³ kg，G _矸 =199.886KN

三、以常见的煤巷3.8×2.6断面计算煤体重量：（每次循环进度0.9米）

 V _煤 =11.4×0.9=10.26m ³ ，m _煤 =14.364×10 ³ kg，G _煤 =140.7672KN

 四、体积及重量均取最大值校算

 V _最大 =V _煤 =10.26m ³ ，G _最大 = G _铝铜板 +G _矸 =19.6245+199.886=219.5105KN≈220KN

 V _机 =（3+1 _增长 ）×（1.5+1.5 _增宽 ）×0.855=10.26m ³ ;

G _承载 = G _最大 ×K=220×2=440KN    G _每根承载 = G _承载 ÷8=440÷8=55KN

G ₃₀ =55÷COS30°=63.5KN

说明：1 _增长 为辅助装载部增长估值，1.5 _增宽 为转载限位部增宽，0.855为装载高度均值，K为所取的安全系数；

五、“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”加工、使用等情况说明

1、主要采用铝青铜板、液压油缸、韧性皮带等，转载限位部由韧性皮带加工；

2、选用支撑力在65KN以上的优质液压油缸，每次爆破时使用稳固部承载重量、严禁液压油缸受力；

3、装载高度控制在0.9m，转运时严禁人员站在“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”周围，确保安全；

4、根据以上计算及履带机的爬坡情况，“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”可应用于坡度为±30°的巷道掘进；

5、“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”与综掘机相比更加适用于硬岩、小断面、坡度变化大、拐弯多等复杂条件下的巷道掘进施工；

6、卸载场应根据排矸条件及巷道情况现场选定，“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”须稳固牢靠、人员站位安全，必要时辅助人工卸载。

Claims (1)

1.一种煤矿巷道掘进所使用的装载、支护设备，包括行走部（1），支撑部（2），稳固部（3），辅助装载部（4），转载限位部（5），前探支护部（6）构成，全构件均由液压系统供能。

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