CN104358568B - 利用螺旋滚筒集煤的掘锚装置 - Google Patents

Abstract

本发明利用螺旋滚筒集煤的掘锚装置，属于掘锚装置技术领域；所要解决的技术问题是提供了一种结构简单，便于推广的利用螺旋滚筒集煤的掘锚装置；解决该技术问题采用的技术方案为：利用螺旋滚筒集煤的掘锚装置，包括掘锚装置本体、截割部、锚杆钻头和行走部件，截割部位于掘锚装置本体的前部，锚杆钻头设置在掘锚装置本体上，且所述锚杆钻头位于截割部的后侧，行走部件设置在掘锚装置本体的底部，截割部的底部设置有铲煤板，铲煤板的一端设置在掘锚装置本体上，铲煤板上设置有用于收拢煤炭的螺旋滚筒，掘锚装置本体的中部设置有刮板输送机，刮板输送机将螺旋滚筒收拢的煤炭输送到运煤斗中；本发明可广泛应用于煤炭开采。

Description

利用螺旋滚筒集煤的掘锚装置

技术领域

本发明利用螺旋滚筒集煤的掘锚装置，属于掘锚装置技术领域。

背景技术

煤矿巷道掘进包括挖掘巷道空间和支护巷道两道作业。现在我国的煤巷掘进大都采用悬臂式掘进机掘巷锚杆支护，锚杆支护占用了整个巷道掘进时间的三分之二以上。所以影响煤巷掘进速度的主要是锚杆支护。从上世纪八九十年代美欧开始研制挖掘煤巷和锚杆支护可以同时作业的掘锚装置，目前我国引进使用的有瑞典山特维克公司MB670和美国JOY公司12CM30两种掘锚装置其结构基本相同，都是在美国连续采煤机基础上于横滚筒后边加装了四台顶板锚杆钻机称作横滚筒悬臂式掘锚装置。

现有掘锚装置的结构特点：

全部掘锚装置构置于履带车上，车的前部伸出一对三米多长的悬臂，悬臂装有与巷道同宽（约5m）的割煤滚筒，机器回撤调动时滚筒可回缩0.5～0.6m。MB670和JOY12CM30两种掘锚装置装煤方式有所不同，MB670的装煤机构和普通悬臂式掘进机相同，都是铲板星轮集煤；JOY12CM30没有星轮，而是用滚筒螺旋和挡煤板集煤。

现有掘锚装置存在的缺点：

1）设计制造难度较大；

截割滚筒长5m，直径1m，功率300KW左右。电机置于滚筒之外，传递如此大的功率结构复杂要求钢材强度高，给加工工艺也带来不小难度。

2）能耗高，造价高，不易推广；

设备总功率510～587KW，总重近100T。制造成本高，设备售价也高，给推广使用造成困难。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种结构简单，便于推广的利用螺旋滚筒集煤的掘锚装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：利用螺旋滚筒集煤的掘锚装置，包括掘锚装置本体、截割部、锚杆钻头，所述掘锚装置本体为框架结构，所述截割部位于掘锚装置本体的前部，所述锚杆钻头设置在掘锚装置本体顶部，还包括设置在所述截割部底部的铲煤板，所述铲煤板的一端活动设置在掘锚装置本体上，所述铲煤板上设置有用于收拢煤炭的螺旋滚筒，所述掘锚装置本体的中部设置有刮板输送机，所述刮板输送机将螺旋滚筒收拢的煤炭运走；

所述螺旋滚筒的结构为：包括滚筒圈、联接盘、螺旋叶片、端盘、齿座和截齿；所述的滚筒圈整体呈中空圆台结构，滚筒圈所对应的圆锥的圆锥角为α，其中0＜α≤40°，所述的滚筒圈内固定装配联接盘，滚筒圈外侧设置螺旋叶片，与联接盘同侧的滚筒圈外侧表面固定连接端盘，螺旋叶片的外侧设置有喷嘴座，端盘外侧设置有齿座，齿座上装配有截齿，喷嘴座设有喷嘴。

优选地，所述锚杆钻头的结构为：包括顶板锚杆钻机、临时支护、帮锚钻机和掩护棚，所述顶板锚杆钻机和临时支护位于掘锚装置本体的前部，两台所述帮锚钻机位于掘锚装置本体的两侧，所述帮锚钻机和掩护棚位于掘锚装置本体的中部。

优选地，所述掘锚装置本体的后部设置有液压泵站和电控箱。

优选地，所述截割部的结构为：包括电机、摇臂、割煤机工作平台，割煤机工作平台通过平台支架固定设置在掘锚装置本体，所述割煤机工作平台活动设置有截割部底座，所述电机沿巷道方向固定设置在截割部底座上，所述电机的输出轴在前，所述电机的输出轴与摇臂连接，所述摇臂的上端与电机的输出轴连接，所述摇臂的下端连接有割煤机滚筒，所述割煤机滚筒沿巷道方向设置，依靠电机驱动进行往复切割煤层，所述摇臂可回转360°，所述割煤机工作平台上设置有摇臂回转马达和蜗轮蜗杆，所述摇臂回转马达通过蜗轮蜗杆与摇臂连接，即摇臂回转马达的输出端与蜗杆连接，蜗轮与摇臂的外轴套同轴设置，通过摇臂回转马达驱动摇臂进行回转，从而控制割煤机滚筒上下摆动，所述割煤机工作平台上设置有牵引油缸，所述牵引油缸的活塞杆固定设置在割煤机工作平台上，所述牵引油缸的活动缸筒与截割部底座固定连接，通过活动缸筒左右往复移动，带动割煤机滚筒左右移动，所述电机和牵引油缸分别由电控箱和液压泵站调控。

优选地，掘锚装置本体的底部设置有行走部件，所述行走部件为液压自移式，或为履带式。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明中电机的轴向与巷道的方向一致，电机岀轴直接与摇臂连接，省去传统采煤机的弧齿伞齿轮，其中摇臂可回转360°，采用摇臂回转马达驱动蜗轮蜗杆使摇臂回转而不是普通采煤机的外部油缸驱动摇臂摆动，本发明中割煤滚筒为钻削式或三头螺旋滚筒以利于滚筒直接钻入煤壁，本发明中割煤机滚筒骑在螺旋滚筒上边的工作平台上，工作面截割部工作行程只有3～4m，截割部由牵引油缸直接牵引，可省去传统采煤机的牵引部，牵引油缸的液压动力来自液压泵站，本发明采煤和支护同步进行，结构简单，造价低，易于推广。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明中螺旋滚筒的结构示意图。

图中，1为掘锚装置本体、2为截割部、3为锚杆钻头、4为螺旋滚筒、41为滚筒圈、42为联接盘、43为螺旋叶片、44为端盘、45为齿座、46为截齿、47为喷嘴座、48为喷嘴、5为刮板输送机、6为顶板锚杆钻机、7为临时支护、8为帮锚钻机、9为掩护棚、10为液压泵站、11为电控箱、12为电机、13为摇臂、14为割煤机工作平台、15为平台支架、16为牵引油缸、17为蜗轮蜗杆、18为铲煤板、19为行走部件、20为割煤机滚筒、21为截割部底座。

具体实施方式

如图1～图3所示，本发明利用螺旋滚筒集煤的掘锚装置，包括掘锚装置本体1、截割部2、锚杆钻头3，所述掘锚装置本体1为框架结构，所述截割部2位于掘锚装置本体1的前部，所述锚杆钻头3设置在掘锚装置本体1顶部，还包括设置在所述截割部2底部的铲煤板18，所述铲煤板18的一端活动设置在掘锚装置本体1上，所述铲煤板18上设置有用于收拢煤炭的螺旋滚筒4，所述掘锚装置本体1的中部设置有刮板输送机5，所述刮板输送机5将螺旋滚筒4收拢的煤炭运走；

所述螺旋滚筒4的结构为：包括滚筒圈41、联接盘42、螺旋叶片43、端盘44、齿座45和截齿46；所述的滚筒圈41整体呈中空圆台结构，滚筒圈41所对应的圆锥的圆锥角为α，其中0＜α≤40°，所述的滚筒圈41内固定装配联接盘42，滚筒圈41外侧设置螺旋叶片43，与联接盘42同侧的滚筒圈41外侧表面固定连接端盘44，螺旋叶片43的外侧设置有喷嘴座47，端盘44外侧设置有齿座45，齿座45上装配有截齿46，喷嘴座47设有喷嘴48。

所述锚杆钻头3的结构为：包括顶板锚杆钻机6、临时支护7、帮锚钻机8和掩护棚9，所述顶板锚杆钻机6和临时支护7位于掘锚装置本体1的前部，两台所述帮锚钻机8位于掘锚装置本体1的两侧，所述帮锚钻机8和掩护棚9位于掘锚装置本体1的中部。

所述掘锚装置本体1的后部设置有液压泵站10和电控箱11。

所述截割部2的结构为：包括电机12、摇臂13、割煤机工作平台14，割煤机工作平台14通过平台支架15固定设置在掘锚装置本体1，所述割煤机工作平台14活动设置有截割部底座21，所述电机12沿巷道方向固定设置在截割部底座21上，所述电机12的输出轴在前，所述电机12的输出轴与摇臂13连接，所述摇臂13的上端与电机12的输出轴连接，所述摇臂13的下端连接有割煤机滚筒20，所述割煤机滚筒20沿巷道方向设置，依靠电机12驱动进行往复切割煤层，所述摇臂13可回转360°，所述割煤机工作平台14上设置有摇臂回转马达和蜗轮蜗杆17，所述摇臂回转马达通过蜗轮蜗杆17与摇臂13连接，即摇臂回转马达的输出端与蜗杆连接，蜗轮与摇臂13的外轴套同轴设置，通过摇臂回转马达驱动摇臂13进行回转，从而控制割煤机滚筒20上下摆动，所述割煤机工作平台14上设置有牵引油缸16，所述牵引油缸16的活塞杆固定设置在割煤机工作平台14上，所述牵引油缸16的活动缸筒与截割部底座21固定连接，通过活动缸筒左右往复移动，带动割煤机滚筒20左右移动，所述电机12和牵引油缸16分别由电控箱11和液压泵站10调控。

掘锚装置本体1的底部设置有行走部件19，所述行走部件19为液压自移式，或为履带式。

本发明中滚筒圈41整体呈中空圆台结构，滚筒圈41所对应的圆锥的圆锥角为α，其中α＝20°。

本发明中滚筒圈41内焊接固定装配联接盘42，滚筒圈41外侧设置螺旋叶片43，与联接盘42同侧的滚筒圈41外侧表面焊接固定连接端盘44，螺旋叶片43的外侧设置有喷嘴座47，端盘44外侧沿圆周等角度均布有齿座45，齿座上装配有截齿46，喷嘴座47上设有喷嘴48。

本发明主要由截割部2和锚杆钻头3两大部分组成。

截割部：截割部2是参照艾科夫ESA60采煤机结构布局另行设计。

主要结构和特点是：

1）电机12为纵向布置，电机12岀轴直接与摇臂13连接，省去传统采煤机的弧齿伞齿轮。

2）摇臂13可回转360°。采用摇臂回转马达驱动蜗轮蜗杆17使摇臂13回转而不是普通采煤机的外部油缸驱动摇臂摆动。

3）割煤机滚筒20为钻削式或三头螺旋滚筒以利于滚筒直接钻入煤壁。

4）割煤机滚筒20骑在螺旋滚筒4上边的工作平台上，工作面截割部工作行程只有3～4m，摇臂13由牵引油缸16直接牵引，可省去传统采煤机的牵引部，牵引油缸16的液压动力来自液压泵站。

锚杆钻头：锚杆钻头3包括四台顶板锚杆钻机6和两台帮锚钻机8、行走部件4、液压泵站10、刮板输送机5、电控箱11等。锚杆钻头3前端连接有铲煤板18和截割部2。刮板输送机5贯穿于铲煤板18和钻头的中间，四台顶板锚杆钻机6和临时支护7位于钻头的前部，左右各两台帮锚钻机8和掩护棚9位于钻头中部，液压泵站10和电控箱11位于钻头后部。钻机均为液压马达驱动油缸推进一次最大推进行程2.0m。

本发明的行走部件19可配置成液压支架行走取代履带车，前支架为垂直支撑，布置截割部2、铲煤板18和装运煤机构。后支架系水平支撑，布置锚杆钻头3、刮板输送机5和液压泵站10等。前、后支架由两个纵向油缸相连接，截割部2钻进时，后支架固定，油缸将前支架和截割部2向前推进，割煤机滚筒20钻进煤壁，然后前支架撑起后支架侧向油缸收回纵向油缸拉后支架前移一个步距（0.7～1.0m即锚杆排距）。然后，割煤机滚筒20在前边割煤，后支架上的锚杆机钻孔安装锚杆，实现前边割煤后边锚杆支护平行作业。提高掘进速度。估算一个循环割煤约需20分钟，锚杆支护时间也大体相同。

本发明有三大优点：

第一，本发明和现有掘进机配单体锚杆机相比较成巷速度大为提高，月成巷可达800～1000m。

第二，本发明的安全性提高。掘进中最大空顶距2m，工作面临时支护工作阻力2*200KN。钻机作业还有掩护棚保证作业安全。

第三，本发明和现用的掘锚装置比较截割机构简单，加工较容易估计总重60T制造成本和售价都比现用掘锚装置有大幅下降有利于推广普及。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (2)

1.利用螺旋滚筒集煤的掘锚装置，包括掘锚装置本体（1）、截割部（2）、锚杆钻头（3），所述掘锚装置本体（1）为框架结构，所述截割部（2）位于掘锚装置本体（1）的前部，所述锚杆钻头（3）设置在掘锚装置本体（1）顶部，其特征在于：还包括设置在所述截割部（2）底部的铲煤板（18），所述铲煤板（18）的一端活动设置在掘锚装置本体（1）上，所述铲煤板（18）上设置有用于收拢煤炭的螺旋滚筒（4），所述掘锚装置本体（1）的中部设置有刮板输送机（5），所述刮板输送机（5）将螺旋滚筒（4）收拢的煤炭运走；

所述螺旋滚筒（4）的结构为：包括滚筒圈（41）、联接盘（42）、螺旋叶片（43）、端盘（44）、齿座（45）和截齿（46）；所述的滚筒圈（41）整体呈中空圆台结构，滚筒圈（41）所对应的圆锥的圆锥角为α，其中0＜α≤40°，所述的滚筒圈（41）内固定装配联接盘（42），滚筒圈（41）外侧设置螺旋叶片（43），与联接盘（42）同侧的滚筒圈（41）外侧表面固定连接端盘（44），螺旋叶片（43）的外侧设置有喷嘴座（47），端盘（44）外侧设置有齿座（45），齿座（45）上装配有截齿（46），喷嘴座（47）设有喷嘴（48）；

所述锚杆钻头（3）的结构为：包括顶板锚杆钻机（6）、临时支护（7）、帮锚钻机（8）和掩护棚（9），所述顶板锚杆钻机（6）和临时支护（7）位于掘锚装置本体（1）的前部，两台所述帮锚钻机（8）位于掘锚装置本体（1）的两侧，所述帮锚钻机（8）和掩护棚（9）位于掘锚装置本体（1）的中部；

所述掘锚装置本体（1）的后部设置有液压泵站（10）和电控箱（11）；

所述截割部（2）的结构为：包括电机（12）、摇臂（13）、割煤机工作平台（14），割煤机工作平台（14）通过平台支架（15）固定设置在掘锚装置本体（1），所述割煤机工作平台（14）活动设置有截割部底座（21），所述电机（12）沿巷道方向固定设置在截割部底座（21）上，所述电机（12）的输出轴在前，所述电机（12）的输出轴与摇臂（13）连接，所述摇臂（13）的上端与电机（12）的输出轴连接，所述摇臂（13）的下端连接有割煤机滚筒（20），所述割煤机滚筒（20）沿巷道方向设置，依靠电机（12）驱动进行往复切割煤层，所述摇臂（13）可回转360°，所述割煤机工作平台（14）上设置有摇臂回转马达和蜗轮蜗杆（17），所述摇臂回转马达通过蜗轮蜗杆（17）与摇臂（13）连接，即摇臂回转马达的输出端与蜗杆连接，蜗轮与摇臂（13）的外轴套同轴设置，通过摇臂回转马达驱动摇臂（13）进行回转，从而控制割煤机滚筒（20）上下摆动，所述割煤机工作平台（14）上设置有牵引油缸（16），所述牵引油缸（16）的活塞杆固定设置在割煤机工作平台（14）上，所述牵引油缸（16）的活动缸筒与截割部底座（21）固定连接，通过活动缸筒左右往复移动，带动割煤机滚筒（20）左右移动，所述电机（12）和牵引油缸（16）分别由电控箱（11）和液压泵站（10）调控。

2.根据权利要求１所述的利用螺旋滚筒集煤的掘锚装置，其特征在于：掘锚装置本体（1）的底部设置有行走部件（19），所述行走部件（19）为液压自移式，或为履带式。