CN103953340B - 煤炭采运一体机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种煤炭采运一体机，由两套链条传动机构、连接支架、多个运煤板和多个截煤齿组成；两套链条传动机构位置对称地设置于连接支架轴向上的两侧；链条传动机构上的链条的转动平面与连接支架的轴向平行；多个运煤板设置于链条传动机构的链条上；运煤板外周沿的运动轨迹形成作业面，作业面将链条传动机构包裹在内；设置有截煤齿的运煤板形成刮煤板；每间隔一定数量运煤板就设置一刮煤板。本发明的有益技术效果是：使设备可以对其水平周向上的煤层进行截割，设备本身的截割效率不依赖设备自身的体积，而是通过移动作业方式来完成对较大区域范围的截割作业，作业效率高，设备体积较小、自重轻，硬件成本低，可大幅降低开采成本。

Description

煤炭采运一体机及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种煤炭采掘设备，尤其涉及一种煤炭采运一体机及其控制方法。

背景技术

急倾斜薄煤层是一种特殊的煤层分布形式，其开采难度很大，现有技术中，在对这类煤层进行采掘时，不仅作业难度大，而且成本高、效率低，多年来一直困扰着业界。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种煤炭采运一体机，其结构为：所述煤炭采运一体机由两套链条传动机构、连接支架、多个运煤板和多个截煤齿组成；两套链条传动机构位置对称地设置于连接支架轴向上的两侧；链条传动机构上的链条的转动平面与连接支架的轴向平行；多个运煤板设置于链条传动机构的链条上，运煤板在链条的传动作用下循环运动；所述运煤板外周沿的运动轨迹形成作业面，所述作业面将链条传动机构包裹在内；一部分运煤板的外周沿上设置有多个截煤齿，设置有截煤齿的运煤板形成刮煤板；每间隔一定数量的运煤板就设置一刮煤板。

前述煤炭采运一体机的工作原理是：煤炭采运一体机开始运行后，通过外部设备调节连接支架的位置使煤炭采运一体机的作业面紧贴在煤层上，当刮煤板与煤层接触后，刮煤板上的截煤齿就对煤层进行截割，截割下来的煤炭被运煤板刨出，使煤炭的截割和搬运操作同步进行。

前述煤炭采运一体机的优点有：1）煤炭采运一体机上的各种装置几乎呈平面分布，高度空间占用小，而急倾斜薄煤层的采掘巷道的尺寸一般较为逼窄，本发明的设备特别适合布置在这类较为逼窄的采掘巷道内；2）煤炭采运一体机上的作业面几乎将设备的水平周向全部覆盖，从而使设备可以对其周向方向上的煤层进行截割，截割效率很高；3）截割设备上的作业面覆盖的区域大小对截割设备的运动灵活性影响巨大，由于本发明的煤炭采运一体机的作业面几乎将设备的水平周向全部覆盖，从而使得煤炭采运一体机几乎可以在其水平周向上的任意方向移动，这就使得本发明的煤炭采运一体机可以通过运动来对较大范围的区域进行截割，这就可以在保证作业效率的条件下使煤炭采运一体机的周向尺寸得到大幅缩减；4）如前所述，得益于前述优点，本发明的煤炭采运一体机的尺寸相对较小，其自重也较轻，且结构简单，成本较低，尤其适合薄煤层以及急倾斜薄煤层的采掘需求。

针对前述的链条传动机构，发明人还提出了如下优选实施方案：所述链条传动机构包括两个传动链轮、链条和隔板，所述隔板的横截面呈T形，T形的竖直段的下端形成隔板的连接端，T形的竖直段的中部形成隔板的隔离段，T形的横向段形成隔板的导向段；两个传动链轮沿链条传动机构的轴向分布；隔板设置于两个传动链轮之间的位置处，隔板的连接端与连接支架的侧壁固定连接；链条箍套在两个传动链轮上并将隔板的隔离段包裹在内；运煤板上设置有与隔板的导向段匹配的导向槽。

链条传动机构的传动原理是：链条在传动链轮的驱动下绕两个传动链轮循环运动，从而带动运煤板移动，隔板的隔离段对上、下方的运煤板起隔离作用，避免上、下方的运煤板相互干涉碰撞，同时，隔板还对运煤板起抵紧支撑作用，以使运煤板上的截煤齿与煤层紧密接触、高效截割。

为了进一步提高截割效率，有可能需要适当延长链条传动机构的轴向长度，但由于链条整体为“柔性结构”，如果长度过长，有可能导致链条中部向内凹陷，为了解决此一问题，发明人还提出了如下优选方案：在两个传动链轮之间的位置处设置有一个或多个张紧链轮，链条将张紧链轮箍套在内。张紧链轮可以对链条中部起到张紧作用，避免链条向内凹陷。

前文述及了，煤炭采运一体机需要通过外部设备来调节其位置，针对这些起调节位置作用的外部设备，发明人还提出了如下优选方案：所述连接支架的上端面设置有一根或多根伸缩推力缸，伸缩推力缸的上端与一支撑部连接，伸缩推力缸能对连接支架的位置进行调节。伸缩推力缸可采用液压驱动。

上文的伸缩推力缸方案，仅能在单一方向上调节煤炭采运一体机的位置，为了使煤炭采运一体机能作全向运动，发明人还提出了如下两种改进方案：方案一，所述伸缩推力缸中部设置有一转动支承部，转动支承部与一伸缩推力杆转动连接，伸缩推力杆能对伸缩推力缸的位置进行调节；方案二，所述支撑部能沿水平方向往复运动。通过前述两个方案的改进后，操作人员就能在两个维度上对煤炭采运一体机的位置进行调节，从而实现煤炭采运一体机的全向运动。

前文述及了每间隔一定数量的运煤板就设置一刮煤板，具体设置时，可根据煤层硬度具体调节，煤层硬度较大，可将刮煤板设置得较密，煤层硬度较小，可将刮煤板设置得较疏，优选地，所述运煤板和刮煤板交替设置。

基于前述的煤炭采运一体机，本发明还提出了一种煤炭采运一体机控制方法，所涉及的硬件装置如前所述，具体的控制方法为：1）启动链条传动机构运行；

2）链条传动机构运行过程中，控制煤炭采运一体机以步进方式沿A方向等间距移动，煤炭采运一体机在A方向上每两个间距之间的位置处都停留一段时间，在停留时间内，控制煤炭采运一体机沿与A方向垂直的方向移动或控制煤炭采运一体机摆动。

本发明的有益技术效果是：增大了作业面区域与设备表面区域的比例，使得设备可以对其水平周向上的煤层进行截割，设备本身的截割效率不依赖设备自身的体积，而是通过移动作业方式来完成对较大区域范围的截割作业，作业效率很高，且设备体积较小、自重较轻，硬件成本低廉，可大幅降低开采成本，十分适合薄煤层或急倾斜薄煤层的采掘需求。

附图说明

图1、本发明的煤炭采运一体机的横断面结构示意图；

图2、本发明的煤炭采运一体机的侧面结构示意图；

图3、本发明的煤炭采运一体机采用平移运动方式时的作业示意图；

图4、本发明的煤炭采运一体机采用摆动运动方式时的作业示意图；

图中各个标记所对应的名称分别为：传动链轮1-1、链条1-2、隔板1-3、连接支架2、运煤板3、截煤齿4、伸缩推力缸5、转动支承部5-1、伸缩推力杆5-2。

具体实施方式

一种煤炭采运一体机，其创新在于：所述煤炭采运一体机由两套链条传动机构、连接支架2、多个运煤板3和多个截煤齿4组成；两套链条传动机构位置对称地设置于连接支架2轴向上的两侧；链条传动机构上的链条1-2的转动平面与连接支架2的轴向平行；多个运煤板3设置于链条传动机构的链条1-2上，运煤板3在链条1-2的传动作用下循环运动；所述运煤板3外周沿的运动轨迹形成作业面，所述作业面将链条传动机构包裹在内；一部分运煤板3的外周沿上设置有多个截煤齿4，设置有截煤齿4的运煤板3形成刮煤板；每间隔一定数量的运煤板3就设置一刮煤板。

进一步地，所述链条传动机构包括两个传动链轮1-1、链条1-2和隔板1-3，所述隔板1-3的横截面呈T形，T形的竖直段的下端形成隔板1-3的连接端，T形的竖直段的中部形成隔板1-3的隔离段，T形的横向段形成隔板1-3的导向段；两个传动链轮1-1沿链条传动机构的轴向分布；隔板1-3设置于两个传动链轮1-1之间的位置处，隔板1-3的连接端与连接支架2的侧壁固定连接；链条1-2箍套在两个传动链轮1-1上并将隔板1-3的隔离段包裹在内；运煤板3上设置有与隔板1-3的导向段匹配的导向槽。

进一步地，在两个传动链轮1-1之间的位置处设置有一个或多个张紧链轮，链条1-2将张紧链轮箍套在内。

进一步地，所述连接支架2的上端面设置有一根或多根伸缩推力缸5，伸缩推力缸5的上端与一支撑部连接，伸缩推力缸5能对连接支架2的位置进行调节。

进一步地，所述伸缩推力缸5中部设置有一转动支承部5-1，转动支承部5-1与一伸缩推力杆5-2转动连接，伸缩推力杆5-2能对伸缩推力缸5的位置进行调节。

进一步地，所述支撑部能沿水平方向往复运动。

进一步地，所述运煤板3和刮煤板交替设置。

一种煤炭采运一体机控制方法，所涉及的硬件有：所述煤炭采运一体机由两套链条传动机构、连接支架2、多个运煤板3和多个截煤齿4组成；两套链条传动机构位置对称地设置于连接支架2轴向上的两侧；链条传动机构上的链条1-2的转动平面与连接支架2的轴向平行；多个运煤板3设置于链条传动机构的链条1-2上，运煤板3在链条1-2的传动作用下循环运动；所述运煤板3外周沿的运动轨迹形成作业面，所述作业面将链条传动机构包裹在内；一部分运煤板3的外周沿上设置有多个截煤齿4，设置有截煤齿4的运煤板3形成刮煤板；每间隔一定数量的运煤板3就设置一刮煤板；

所述煤炭采运一体机的控制方法为：1）启动链条传动机构运行；

2）链条传动机构运行过程中，控制煤炭采运一体机以步进方式沿A方向等间距移动，煤炭采运一体机在A方向上每两个间距之间的位置处都停留一段时间，在停留时间内，控制煤炭采运一体机沿与A方向垂直的方向移动或控制煤炭采运一体机摆动。

参见图3、4，图中标记B所示装置即为由链条传动机构运煤板3和截煤齿4所组成的截割部，标记C所示区域即为煤层覆盖区域，从图中可以看出，煤炭采运一体机以类似于“扫描”的轨迹方式沿煤层逐步移动，仅需要一台尺寸很小的设备就能完成对较大范围的煤层进行截割作业，这对于薄煤层煤矿以及急倾斜薄煤层煤矿的采掘工作意义重大：采掘作业中的设备成本是煤矿运营成本中的重要组成部分；现有技术中，对于薄煤层煤矿和急倾斜薄煤层煤矿并不是完全无法采掘，而是由于其采掘成本高昂而让人望而怯步，但本发明的煤炭采运一体机却能很好地适应这类煤矿的地质环境需求，对采掘巷道的空间要求很低，设备自重较轻，采掘效率较高，设备硬件成本不高，很好的解决了现有技术中薄煤层和急倾斜薄煤层采掘缺乏专业设备的问题。

Claims (7)

1.一种煤炭采运一体机，其特征在于：所述煤炭采运一体机由两套链条传动机构、连接支架（2）、多个运煤板（3）和多个截煤齿（4）组成；两套链条传动机构位置对称地设置于连接支架（2）轴向上的两侧；链条传动机构上的链条（1-2）的转动平面与连接支架（2）的轴向平行；多个运煤板（3）设置于链条传动机构的链条（1-2）上，运煤板（3）在链条（1-2）的传动作用下循环运动；所述运煤板（3）外周沿的运动轨迹形成作业面，所述作业面将链条传动机构包裹在内；一部分运煤板（3）的外周沿上设置有多个截煤齿（4），设置有截煤齿（4）的运煤板（3）形成刮煤板；每间隔一定数量的运煤板（3）就设置一刮煤板；

所述连接支架（2）的上端面设置有一根或多根伸缩推力缸（5），伸缩推力缸（5）的上端与一支撑部连接，伸缩推力缸（5）能对连接支架（2）的位置进行调节。

2.根据权利要求1所述的煤炭采运一体机，其特征在于：所述链条传动机构包括两个传动链轮（1-1）、链条（1-2）和隔板（1-3），所述隔板（1-3）的横截面呈T形，T形的竖直段的下端形成隔板（1-3）的连接端，T形的竖直段的中部形成隔板（1-3）的隔离段，T形的横向段形成隔板（1-3）的导向段；两个传动链轮（1-1）沿链条传动机构的轴向分布；隔板（1-3）设置于两个传动链轮（1-1）之间的位置处，隔板（1-3）的连接端与连接支架（2）的侧壁固定连接；链条（1-2）箍套在两个传动链轮（1-1）上并将隔板（1-3）的隔离段包裹在内；运煤板（3）上设置有与隔板（1-3）的导向段匹配的导向槽。

3.根据权利要求2所述的煤炭采运一体机，其特征在于：在两个传动链轮（1-1）之间的位置处设置有一个或多个张紧链轮，链条（1-2）将张紧链轮箍套在内。

4.根据权利要求1所述的煤炭采运一体机，其特征在于：所述伸缩推力缸（5）中部设置有一转动支承部（5-1），转动支承部（5-1）与一伸缩推力杆（5-2）转动连接，伸缩推力杆（5-2）能对伸缩推力缸（5）的位置进行调节。

5.根据权利要求1所述的煤炭采运一体机，其特征在于：所述支撑部能沿水平方向往复运动。

6.根据权利要求1所述的煤炭采运一体机，其特征在于：所述运煤板（3）和刮煤板交替设置。

7.一种煤炭采运一体机控制方法，其特征在于：所述煤炭采运一体机由两套链条传动机构、连接支架（2）、多个运煤板（3）和多个截煤齿（4）组成；两套链条传动机构位置对称地设置于连接支架（2）轴向上的两侧；链条传动机构上的链条（1-2）的转动平面与连接支架（2）的轴向平行；多个运煤板（3）设置于链条传动机构的链条（1-2）上，运煤板（3）在链条（1-2）的传动作用下循环运动；所述运煤板（3）外周沿的运动轨迹形成作业面，所述作业面将链条传动机构包裹在内；一部分运煤板（3）的外周沿上设置有多个截煤齿（4），设置有截煤齿（4）的运煤板（3）形成刮煤板；每间隔一定数量的运煤板（3）就设置一刮煤板；

所述煤炭采运一体机的控制方法为：1）启动链条传动机构运行；

2）链条传动机构运行过程中，控制煤炭采运一体机以步进方式沿A方向等间距移动，煤炭采运一体机在A方向上每两个间距之间的位置处都停留一段时间，在停留时间内，控制煤炭采运一体机沿与A方向垂直的方向移动或控制煤炭采运一体机摆动。