CN103643952A - 一种自行走可双向钻进的钻式采煤机 - Google Patents

Abstract

本发明一种自行走可双向钻进的钻式采煤机，属于采煤机设计应用技术领域；提供一种钻杆容易对接、钻头钻进动力大、可以在巷道进行双向钻进的采煤机；包括车架总成、行走装置、电控总成、液压总成、钻具总成、通风装置、推进臂装置、推进臂推进装置、推进臂对接推移装置，行走装置包括液压马达和履带，车架总成通过联接固定装置与行走装置上的车架支撑架连接，电控总成、液压总成和铠装圆盘分别通过销轴与车架总成连接，所述钻具总成包括钻头、传动箱、左螺旋、右螺旋、水冷电机和减速器，钻头通过传动箱连接左螺旋和右螺旋，左螺旋和右螺旋与推进臂装置连接；本发明主要应用在煤矿方面。

Description

一种自行走可双向钻进的钻式采煤机

技术领域

本发明一种自行走可双向钻进的钻式采煤机，属于采煤机设计应用技术领域。

背景技术

目前，在国内外关于薄与极薄煤层的开采工艺中，基本上有炮采、高档普采、滚筒式采煤机综合机械化采煤、刨煤机综合机械化采煤、螺旋钻采煤工艺。炮采、高档普采、滚筒式采煤机综合机械化采煤、刨煤机综合机械化采煤工艺都需要工作人员进入工作面，需要单体液压支柱或液压支架支护顶板，设备繁多、复杂，一次性投入大。同时，由于薄与极薄煤层厚度小，作业空间小，工作环境差，工人在工作面工作时需要爬行，劳动强度大，人身事故率高，生产危险性较大。

螺旋钻采煤法是前苏联顿巴斯矿区顿涅茨克矿业研究院开发设计的一种专用于开采薄煤层的采煤机组，于1997年在顿巴斯矿区马斯宾斯克矿试验成功，并在顿巴斯矿区和卢甘茨克矿区大面积应用，是一种全新的无人工作面全机械化操作的采煤方法。其最大特点是仅在巷道中用螺旋钻采煤机即可将两侧50～70m范围内的煤采出。工人在支护条件良好的巷道中工作，彻底地改变了薄煤层回采工人在工作面内爬行的工作状况，安全有了可靠的保障。澳大利亚、新西兰、德国、英国、美国等产煤国家都先后引进了该项技术，用于煤炭生产，并发展为可用于中厚及厚煤层开采。鉴于螺旋钻采煤法的优点，1998年我国从俄罗斯进口2台E1.3m型螺旋钻采煤机，并在徐州矿务局韩桥煤矿进行了井下工业性试验。2008年，新汶矿务局从国外进口螺旋钻采煤机，先后在南冶煤矿1203西钻采工作面和潘西煤矿1701工作面进行了螺旋钻开采试验，取得了成功，但也暴露出许多不足：（1）钻杆对接难度大，对接时间长，产量低；（2）钻头钻进的动力靠螺旋钻杆提供，扭矩大，钻进深度一般40-50米；（3）易产生压钻和埋钻具现象；（4）两节钻杆间易脱落；（5）巷道单侧开采，万吨煤掘进率高。因此有必要予以改进。

发明内容

为了克服现有技术的不足，提供一种钻杆容易对接、钻头钻进动力大、可以在巷道进行双向钻进的采煤机。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种自行走可双向钻进的钻式采煤机，包括车架总成、行走装置、电控总成、液压总成、钻具总成、通风装置、推进臂装置、推进臂推进装置、推进臂对接推移装置，车架总成包括行走装置、推进臂推进装置、推进臂对接推移装置、支撑油缸和车架升降装置，行走装置包括液压马达和履带，车架总成通过联接固定装置与行走装置上的车架支撑架连接，电控总成、液压总成和铠装圆盘分别通过销轴与车架总成连接，所述钻具总成包括钻头、传动箱、左螺旋、右螺旋、水冷电机和减速器，钻头通过传动箱连接左螺旋和右螺旋，左螺旋和右螺旋与推进臂装置连接。

所述钻具总成有两个，分别位于车体两侧。

一个钻具总成上有四个钻头。

所述电控总成、液压总成和铠装圆盘分别通过销轴安装有轮式自行走设备并与车架总成连接。

 所述液压马达和履带分别为两个。

所述推进臂装置包含有多节推进臂，推进臂之间为可拆卸式连接。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

1、实现了工作面无人开采，安全性能好；

2、自动化程度高，采煤机各个动作均是自动完成，工人劳动强度低；

3、生产率高，由于采用了并列双向钻进及自动对接推进臂装置技术，大幅度提升了采煤量；

4、采用了刚性箱体螺旋输送连接机构，不会出现螺旋输送杆脱节现象，易对接，可靠性好；

5、采煤机只采煤，不采矸石，采出煤质好，含矸率低；

6、提高了煤炭资源回收率，回采了过去丢失的煤层和煤柱，有利于资源回收；

7、操作方便，维修便利安全，工人在顺槽操作，检修设备安全方便；

8、工作面无支护，减少了材料消耗；

9、钻头和螺旋输送机动力由不同电机提供，钻进深度大。

附图说明

下面通过附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明采煤机的俯视图；

图2为本发明采煤机的右视图；

图3为本发明采煤机的主视图；

图4为本发明采煤机的钻具总成装置示意图；

图5为本发明采煤机的的推进臂装置主视图；

图6为本发明采煤机的的推进臂装置俯视图；

图7为本发明采煤机的的推进臂装置右视图。

图中1为车架总成、2为行走装置、3为电控总成、4为液压总成、5为钻具总成、6为通风装置、7为推进臂装置、8为推进臂推进装置、9为推进臂对接推移装置、10为钻头、11为传动箱、12为左螺旋、13为右螺旋、14为水冷电机、15为减速器、16为支撑油缸、17为液压马达、18为履带、19为铠装圆盘、20为车架支撑架、21为联接固定装置、22为车架升降装置、23右刮板输送机、24为左刮板输送机、25为通风凹槽、26为水管电缆凹槽。

具体实施方式

下面实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1、图2和图3所示，一种自行走可双向钻进的钻式采煤机，包括车架总成1、行走装置2、电控总成3、液压总成4、钻具总成5、通风装置6、推进臂装置7、推进臂推进装置8、推进臂对接推移装置9，车架总成1包括行走装置2、推进臂推进装置8、推进臂对接推移装置9、支撑油缸16和车架升降装置22，行走装置2包括液压马达17和履带18，车架总成1通过联接固定装置21与行走装置2上的车架支撑架20连接，电控总成3、液压总成4和铠装圆盘19分别通过销轴与车架总成1连接，所述钻具总成5包括钻头10、传动箱11、左螺旋12、右螺旋13、水冷电机14和减速器15，钻头10通过传动箱11连接左螺旋12和右螺旋13，左螺旋12和右螺旋13与推进臂装置7连接。

所述钻具总成5有两个，分别位于车体两侧。

一个钻具总成5上有四个钻头10。

所述电控总成3、液压总成4和铠装圆盘19分别通过销轴安装有轮式自行走设备并与车架总成1连接。

所述液压马达17和履带18分别为两个。

所述推进臂装置7包含有多节推进臂，推进臂之间为可拆卸式连接。

 如图4所示，钻具总成5及推进臂装置7的推进和退出由安装在车架总成1上的推进臂推进装置7完成。动力电缆、瓦斯传感器信号电缆、液压、水管路、伽马射线信号电缆等分别装设在防砸的软管中，在采煤过程中，可通过液压驱动的铠装园盘19，随着推进臂装置7的推进，沿着推进臂装置7旁侧的通风凹槽25，自动收放。

如图5、图6和图7所示，推进臂装置7可以多节依次连接而成，两节推进臂装置7之间为可拆卸式连接，用来将钻具总成5推入煤层。每节之间由高合金钢扣绞接连接，使得钻具总成5和推进臂装置7保持纵向刚性固定。在其内部，有一双螺旋结构的输送刮板，将煤运至巷道左右两侧的右刮板输送机23和左刮板输送机24上，在采煤过程中，操作人员只需将推进臂装置7运至车架总成1上的推进臂对接推移装置9上，推进臂对接推移装置9就可将其自行放入滑动导轨，在完成巷道开采，撤出钻头总成5的时候，车架总成1上的推进臂对接推移装置9自动将推进臂装置7从滑轨卸下，操作人员只需将推进臂装置7从推进臂对接推移装置9卸下，用单轨吊运至堆垛处。

每当钻头总成5切割煤层并深入时，推进臂对接推移装置9循环重复的将推进臂装置7依次装入，使钻具总成5达到其设计的最大巷道深度。

钻头总成5为模块设计，可快速进行更换，有4种规格，分别是:直径为40cm、55cm、65cm、85cm。

滚筒驱动方式：(132kW)660/1140/50Hz电动电机

截割范围：0.5-1.0m

钻头的切割速度可以通过安装在控制室的PLC计算机进行控制调整。

电气控制系统：钻头和两根螺旋驱动电机的电气开关安装在巷道设备的电气开关柜中，无需进入煤体内部。

通风装置6由局部通风机和风筒组成，风筒沿着推进臂装置7旁侧的通风凹槽25，自动收放，稀释工作面里的瓦斯等有害气体的浓度。

本发明采煤机采用独头双向钻采的工艺，主机布置在顺槽中，开采前首先将泵站液压泵的手动阀工作状态转换至“定位”位置，通过操纵多路阀手柄，行走装置2的液压马达17带动履带18，移动主机到巷道内需要的采煤位置。其次，移动主机到巷道内需要的采煤位置后（根据矿方具体地质条件，一般与上一钻采孔留0.2-0.3m煤柱），操作升降油缸、调斜油缸，调整机架的高度和倾斜度与所采的煤层基本一致，然后操作支撑油缸16伸出支撑在巷道的两边，这样主机即完成了定向和固定，下一步就可以进行钻煤作业了。

采煤作业前，首先将开采范围内的锚在煤层中的钢锚杆全部拔出，清理防护网等其它设施至不影响采煤机的旋转和推进。检查电缆与防尘水管的敷设情况，检查内外喷雾的完好情况，一切正常后，开启采煤机机内外喷雾，进行钻采工作。每当钻具总成5切割煤层并深入到一定程度时，利用安装在车架总成1上的推进臂对接推移装置9循环重复的将推进臂装置7依次装入，如上反复循环，在采煤机两侧分别不断接入推进臂装置7，直至钻进到预定深度时按相反的顺序退钻。

退钻的操作与之相反。

开采初期，钻具总成5尾端延伸到车架总成1的中央位置，通过液压装置推动钻头沿着煤层进行切割。在靠近钻头模块的两侧部分，布置一对平行的直径为50cm的双螺旋输送机，钻头割下的煤通过双螺旋输送机将煤运出。双螺旋输送机运出的煤直接落在顺槽左右两侧的右刮板输送机23和左刮板输送机24上，顺槽两侧的刮板输送机和顺槽中的可伸缩皮带机连接，把煤运出。实现薄及极薄煤层的工作面无人安全开采。

Claims (6)

1.一种自行走可双向钻进的钻式采煤机，包括车架总成（1）、行走装置（2）、电控总成（3）、液压总成（4）、钻具总成（5）、通风装置（6）、推进臂装置（7）、推进臂推进装置（8）、推进臂对接推移装置（9），车架总成（1）包括行走装置（2）、推进臂推进装置（8）、推进臂对接推移装置（9）、支撑油缸（16）和车架升降装置（22），行走装置（2）包括液压马达（17）和履带（18），车架总成（1）通过联接固定装置（21）与行走装置（2）上的车架支撑架（20）连接，电控总成（3）、液压总成（4）和铠装圆盘（19）分别通过销轴与车架总成（1）连接，其特征在于：所述钻具总成（5）包括钻头（10）、传动箱（11）、左螺旋（12）、右螺旋（13）、水冷电机（14）和减速器（15），钻头（10）通过传动箱（11）连接左螺旋（12）和右螺旋（13），左螺旋（12）和右螺旋（13）与推进臂装置（7）连接。

2.根据权利要求1所述的一种自行走可双向钻进的钻式采煤机，其特征在于：所述钻具总成（5）有两个，分别位于车体两侧。

3.根据权利要求1或2所述的一种自行走可双向钻进的钻式采煤机，其特征在于：一个钻具总成（5）上有四个钻头（10）。

4.根据权利要求1所述的一种自行走可双向钻进的钻式采煤机，其特征在于：所述电控总成（3）、液压总成（4）和铠装圆盘（19）分别通过销轴安装有轮式自行走设备并与车架总成（1）连接。

5.根据权利要求1所述的一种自行走可双向钻进的钻式采煤机，其特征在于：所述液压马达（17）和履带（18）分别为两个。

6.根据权利要求1所述的一种自行走可双向钻进的钻式采煤机，其特征在于：所述推进臂装置（7）包含有多节推进臂，推进臂之间为可拆卸式连接。

Images