CN104533429A - 一种双巷道联合快速掘进排矸系统及方法 - Google Patents

一种双巷道联合快速掘进排矸系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双巷道联合快速掘进排矸系统及方法,该系统包括悬臂式掘进机、皮带输送机、矸石转运装置、矸石仓和矿车组成的快速掘进排矸流水线。所述掘进机分别布置在巷道Ⅰ和巷道Ⅱ内,两巷道通过中间掘进联络巷相连通,掘进机通过尾部托架与皮带输送机相连接,将切削下的矸石通过掘进机刮板链输送到皮带输送机上,巷道Ⅰ内皮带输送机靠近尾部处接有矸石转运装置,将矸石送入巷道Ⅱ,巷道Ⅱ矸石经过皮带输送直接进入巷道Ⅱ上部矸石仓,矸石通过管道输送落入运输巷道中矿车内,经矿车连续装矸将矸石运至地面卸载。本发明采用双巷道同时掘进、联合自动出矸,出矸速度快,减少辅助作业人员,能有效提高巷道机械化水平及效率。

Description

一种双巷道联合快速掘进排矸系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种煤矿井下巷道掘进及排矸技术,具体是一种双巷道联合快速掘进排矸系统及方法,特别适用于井下倾斜巷道的掘进施工。
背景技术
[0002]目前,井下倾斜巷道的开采大都采用“液压钻车+挖掘装载机+转载机+胶带输送机+矿车”的作业线,而液压钻车和挖掘装载机操作复杂,对操作人员日常操作熟练程度和检修人员维护水平要求较高,且液压钻车开采效率很低,需要工人劳动强度大,机械化水平低,造成巷道掘进缓慢;开采下来的矸石需要使用装载机进行装载,经过转载机转载运输到主巷道内,再由主巷道排出,暗斜巷道与主巷道相通需要开设多条巷道,一次只能完成一条巷道的开挖,工序复杂,安全系数低,造成工作效率低,造成出矸率低。巷道的掘进速度直接影响了煤矿的开采速度,如何能有效节省劳动力,最大效率的开挖巷道具有重要意义。
发明内容
[0003] 发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种双巷道联合快速掘进排矸系统及方法,以实现巷道的高效快速安全掘进。
[0004] 技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
[0005] 一种双巷道联合快速掘进排矸系统,包括悬臂式掘进机、皮带输送机和矸石转运装置、矸石仓和矿车;所述悬臂式掘进机有两台,分别记为悬臂式掘进机I和悬臂式掘进机II,悬臂式掘进机I布置在巷道I内,悬臂式掘进机II布置在巷道II内,巷道I和巷道II通过中间掘进联络巷道相连通;所述皮带输送机有三台,分别记为皮带输送机1、皮带输送机II和皮带输送机III,皮带输送机I布置在巷道I内,皮带输送机II布置在中间掘进联络巷道内,皮带输送机III布置在巷道II内;所述矸石转运装置有三台,分别记为矸石转运装置1、矸石转运装置II和矸石转运装置III;皮带输送机I前端与悬臂式掘进机I尾部托架使用销轴连接,矸石转运装置I入口设置在皮带输送机I中后部,矸石转运装置I出口设置在皮带输送机II前端,矸石转运装置II入口设置在皮带输送机II尾端,矸石转运装置II出口设置在皮带输送机III中后部,皮带输送机III前端与悬臂式掘进机II尾部托架使用销轴连接,矸石转运装置III入口设置在皮带输送机III尾端,矸石转运装置III出口设置在矸石仓入料口的正上方,避免矸石抛落到巷道II,矸石仓与下方的运输巷道垂直相连通,在运输巷道内布置有矿车轨道,矿车轨道设置在矸石仓出料口的正下方,矿车设置在矿车轨道上;一般矿车由电牵引列车牵引。
[0006] 优选的,所述矸石仓包括仓体和排矸挡板,仓体上部为圆柱形、下部为圆锥形,排矸挡板设置在仓体的出料口,仓体通过水平锚杆固定。
[0007] 优选的,所述矸石转运装置I和矸石转运装置II结构相同,包括底托架、支座和溜槽,底托架固定连接溜槽和入口侧的皮带输送机,支座固定连接溜槽和出口侧的皮带输送机,溜槽的入口端设置有90°弯曲,用于改变矸石角度,并且溜槽入口向下倾斜延伸至出口,使矸石在初始速度和重力作用下克服摩擦力,缓慢滑落到皮带输送机。
[0008] 优选的,所述皮带输送机II和皮带输送机III采用一般的单一皮带机体的结构,皮带输送机I采用双皮带机体的结构,具体包括上皮带机体、下皮带机体、中间滚轮、皮带和皮带机头,上皮带机体和下皮带机体相互分离并存在高度差,中间滚轮布置在上皮带机体尾部底面,皮带依次绕过上皮带机体、中间滚轮、下皮带机体并返回上皮带机体,皮带机头安装在下皮带机体尾部,为上皮带机体和下皮带机体提供动力。皮带输送机I双皮带机体的结构用于与皮带输送机II产生高度差,使其上矸石能沿矸石转运装置I自由滑落到皮带输送机II上,且其中间滚轮用于提供皮带输送机I的张紧和绕带。根据巷道倾斜情况,皮带输送机II与皮带输送机III本身存在高度差,为便于安装和节省空间,采用单一的皮带机体结构。
[0009] 优选的,所述巷道I和巷道II均为倾斜布置巷道,中间掘进联络巷道为水平布置巷道。
[0010] 一种采用双巷道联合快速掘进排矸系统的掘进方法,包括如下步骤:
[0011] (I)将悬臂式掘进机I布置在巷道I内,悬臂式掘进机II布置在巷道II内,悬臂式掘进机I和悬臂式掘进机II同时工作,分别对巷道I和巷道II进行破岩作业;通过悬臂式掘进机I上刮板输送机构将矸石从悬臂式掘进机I尾部输送至皮带输送机I,通过悬臂式掘进机II上刮板输送机构将矸石从悬臂式掘进机II尾部输送至皮带输送机III ;
[0012] (2)巷道I内矸石通过皮带输送机I向后运输,经过矸石转运装置I沿溜槽改变矸石流向,使矸石滑落到皮带输送机II上;进一步经过矸石转运装置II沿溜槽改变矸石流向,最终将巷道I内的矸石与巷道II的矸石汇聚到皮带输送机III上,完成矸石的转运;
[0013] (3)皮带输送机III将矸石向后运输至矸石转运装置III,矸石转运装置III溜槽向下倾斜,矸石沿溜槽滑落到矸石仓内,仓体用于存储矸石,下部排矸挡板打开将矸石下落到运输巷道内;
[0014] (4)运输巷道内的矿车沿矿车轨道依次停靠在排矸挡板下方,矸石通过排矸挡板直接下落到矿车内,待矿车装满后由电牵引列车牵引运输至地面卸载。
[0015] 有益效果:本发明提供的双巷道联合快速掘进排矸系统及方法,同时在两个巷道内采用悬臂式掘进机开挖巷道,开采效率比原有液压钻车提高30%以上,且由皮带输送机连续转运,经矸石仓将矸石在运输巷道内排出,该作业线可有效保证现场操作安全,操作人员不必进入工作面打眼、扒矸,避免了原打眼或扒矸过程中人员操作的不安全因素。采用双巷道皮带转运经主运输巷道出矸,可节省人工,并实现连续出矸,提高工作效率。与斜巷原矿车出矸相比,生产班每班可减少信号工、把钩工、绞车工、推车清理工等7人,现工作面可实现矸石随采随出,整体提高开采运输效率30%以上,降低了巷道的开挖成本,实现了巷道高效快速安全掘进。
附图说明
[0016]图1为双巷道联合快速掘进排矸系统主剖面图;
[0017]图2为双巷道联合快速掘进排矸系统俯剖面图;
[0018] 图3为双巷道联合快速掘进排矸系统左剖面图;
[0019] 图4为矸石转运装置结构图。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0021] 如图1、图2和图3所示为一种双巷道联合快速掘进排矸系统,包括悬臂式掘进机
1、皮带输送机2和矸石转运装置3、矸石仓4和矿车5 ;所述悬臂式掘进机I有两台,分别记为悬臂式掘进机I 10和悬臂式掘进机II 11,悬臂式掘进机I 10布置在巷道I 6内,悬臂式掘进机II 11布置在巷道II 8内,巷道I 6和巷道II 8通过中间掘进联络巷道7相连通;所述皮带输送机2有三台,分别记为皮带输送机I 12、皮带输送机II 13和皮带输送机III 14,皮带输送机I 12布置在巷道I 6内,皮带输送机II 13布置在中间掘进联络巷道7内,皮带输送机III 14布置在巷道II 8内,巷道I 6和巷道II 8均为倾斜布置巷道,中间掘进联络巷道7为水平布置巷道;所述矸石转运装置3有三台,分别记为矸石转运装置I 15、矸石转运装置II 16和矸石转运装置III 17;皮带输送机I 12前端与悬臂式掘进机I 10尾部托架使用销轴连接,矸石转运装置I 15入口设置在皮带输送机I 12中后部,矸石转运装置I 15出口设置在皮带输送机II 13前端,矸石转运装置II 16入口设置在皮带输送机II 13尾端,矸石转运装置II 16出口设置在皮带输送机III14中后部,皮带输送机III14前端与悬臂式掘进机II 11尾部托架使用销轴连接,矸石转运装置III 17入口设置在皮带输送机III14尾端,矸石转运装置III 17出口设置在矸石仓4入料口的正上方,避免矸石抛落到巷道II,矸石仓4与下方的运输巷道9垂直相连通,在运输巷道9内布置有矿车轨道,矿车轨道设置在矸石仓4出料口的正下方,矿车5设置在矿车轨道上,矿车5由电牵引列车牵引。
[0022] 所述矸石仓4包括仓体4-1和排矸挡板4-2,仓体4_1上部为圆柱形、下部为圆锥形,排矸挡板4-2设置在仓体4-1的出料口,仓体4-1通过水平锚杆18固定。
[0023] 如图3所示,所述皮带输送机I 12包括上皮带机体12-1、下皮带机体12_2、中间滚轮12-3、皮带和皮带机头12-4,上皮带机体12-1和下皮带机体12_2相互分尚并存在尚度差,中间滚轮12-3布置在上皮带机体12-1尾部底面,皮带依次绕过上皮带机体12-1、中间滚轮12-3、下皮带机体12-2并返回上皮带机体12-1,皮带机头12_4安装在下皮带机体12-2尾部,为上皮带机体12-1和下皮带机体12-2提供动力。
[0024] 如图4所示,所述矸石转运装置I 15和矸石转运装置II 16结构相同,包括底托架16-1、支座16-2和溜槽16-3,底托架16_1固定连接溜槽16_3和入口侧的皮带输送机2,支座16-2固定连接溜槽16-3和出口侧的皮带输送机2,溜槽16-3的入口端设置有90°弯曲,并且溜槽16-3入口向下倾斜延伸至出口,使矸石在初始速度和重力作用下克服摩擦力,缓慢滑落到皮带输送机。
[0025] 采用上述双巷道联合快速掘进排矸系统的掘进方法,包括如下步骤:
[0026] (I)将悬臂式掘进机I 10布置在巷道I 6内,悬臂式掘进机II 11布置在巷道II 8内,悬臂式掘进机I 10和悬臂式掘进机II 11同时工作,分别对巷道I 6和巷道II 8进行破岩作业;通过悬臂式掘进机I 10上刮板输送机构将矸石从悬臂式掘进机I 10尾部输送至皮带输送机I 12,通过悬臂式掘进机II 11上刮板输送机构将矸石从悬臂式掘进机II 11尾部输送至皮带输送机III 14 ;
[0027] (2)巷道I 6内矸石通过皮带输送机I 12向后运输,经过矸石转运装置I 15沿溜槽改变矸石流向,使矸石滑落到皮带输送机II 13上;进一步经过矸石转运装置II 16沿溜槽改变矸石流向,最终将巷道I 6内的矸石与巷道II 8的矸石汇聚到皮带输送机III 14上,完成矸石的转运;
[0028] (3)皮带输送机III 14将矸石向后运输至矸石转运装置III 17,矸石转运装置III 17溜槽向下倾斜,矸石沿溜槽滑落到矸石仓4内,仓体4-1用于存储矸石,下部排矸挡板4-2打开将矸石下落到运输巷道9内;
[0029] (4)运输巷道9内的矿车5沿矿车轨道依次停靠在排矸挡板4-2下方,矸石通过排矸挡板4-2直接下落到矿车5内,待矿车5装满后由电牵引列车牵引运输至地面卸载。
[0030] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种双巷道联合快速掘进排矸系统,其特征在于:包括悬臂式掘进机(I)、皮带输送机(2)和矸石转运装置(3)、矸石仓(4)和矿车(5);所述悬臂式掘进机(I)有两台,分别记为悬臂式掘进机I (10)和悬臂式掘进机II (11),悬臂式掘进机I (10)布置在巷道I (6)内,悬臂式掘进机II (11)布置在巷道II⑶内,巷道I (6)和巷道II⑶通过中间掘进联络巷道(7)相连通;所述皮带输送机(2)有三台,分别记为皮带输送机I (12)、皮带输送机II (13)和皮带输送机III (14),皮带输送机I (12)布置在巷道I (6)内,皮带输送机II (13)布置在中间掘进联络巷道(7)内,皮带输送机III (14)布置在巷道II (8)内;所述矸石转运装置(3)有三台,分别记为矸石转运装置I (15)、矸石转运装置II (16)和矸石转运装置III (17);皮带输送机I (12)前端与悬臂式掘进机I (10)尾部托架使用销轴连接,矸石转运装置I (15)入口设置在皮带输送机I (12)中后部,矸石转运装置I (15)出口设置在皮带输送机II (13)前端,矸石转运装置II (16)入口设置在皮带输送机II (13)尾端,矸石转运装置II (16)出口设置在皮带输送机III (14)中后部,皮带输送机III (14)前端与悬臂式掘进机II (11)尾部托架使用销轴连接,矸石转运装置III (17)入口设置在皮带输送机III (14)尾端,矸石转运装置III (17)出口设置在矸石仓(4)入料口的正上方,矸石仓(4)与下方的运输巷道(9)垂直相连通,在运输巷道(9)内布置有矿车轨道,矿车轨道设置在矸石仓(4)出料口的正下方,矿车(5)设置在矿车轨道上。
2.根据权利要求1所述的双巷道联合快速掘进排矸系统,其特征在于:所述矸石仓(4)包括仓体(4-1)和排矸挡板(4-2),仓体(4-1)上部为圆柱形、下部为圆锥形,排矸挡板(4-2)设置在仓体(4-1)的出料口,仓体(4-1)通过水平锚杆(18)固定。
3.根据权利要求1所述的双巷道联合快速掘进排矸系统,其特征在于:所述矸石转运装置I (15)和矸石转运装置II (16)结构相同,包括底托架(16-1)、支座(16-2)和溜槽(16-3),底托架(16-1)固定连接溜槽(16-3)和入口侧的皮带输送机(2),支座(16_2)固定连接溜槽(16-3)和出口侧的皮带输送机(2),溜槽(16-3)的入口端设置有90°弯曲,并且溜槽(16-3)入口向下倾斜延伸至出口。
4.根据权利要求1所述的双巷道联合快速掘进排矸系统,其特征在于:所述皮带输送机I (12)包括上皮带机体(12-1)、下皮带机体(12-2)、中间滚轮(12-3)、皮带和皮带机头(12-4),上皮带机体(12-1)和下皮带机体(12-2)相互分离并存在高度差,中间滚轮(12_3)布置在上皮带机体(12-1)尾部底面,皮带依次绕过上皮带机体(12-1)、中间滚轮(12-3)、下皮带机体(12-2)并返回上皮带机体(12-1),皮带机头(12-4)安装在下皮带机体(12_2)尾部,为上皮带机体(12-1)和下皮带机体(12-2)提供动力。
5.根据权利要求1所述的双巷道联合快速掘进排矸系统,其特征在于:所述巷道I (6)和巷道II (8)均为倾斜布置巷道,中间掘进联络巷道(7)为水平布置巷道。
6.一种采用双巷道联合快速掘进排矸系统的掘进方法,其特征在于:包括如下步骤: (1)将悬臂式掘进机I (10)布置在巷道I (6)内,悬臂式掘进机II (11)布置在巷道II⑶内,悬臂式掘进机I (10)和悬臂式掘进机II (11)同时工作,分别对巷道I (6)和巷道II (8)进行破岩作业;通过悬臂式掘进机I (10)上刮板输送机构将矸石从悬臂式掘进机I (10)尾部输送至皮带输送机I (12),通过悬臂式掘进机II (11)上刮板输送机构将矸石从悬臂式掘进机II尾部输送至皮带输送机III (14); (2)巷道I (6)内矸石通过皮带输送机I (12)向后运输,经过矸石转运装置I (15)沿溜槽改变矸石流向,使矸石滑落到皮带输送机II (13)上;进一步经过矸石转运装置II (16)沿溜槽改变矸石流向,最终将巷道I (6)内的矸石与巷道II (8)的矸石汇聚到皮带输送机III (14)上,完成矸石的转运; (3)皮带输送机III (14)将矸石向后运输至矸石转运装置III (17),矸石转运装置III (17)溜槽向下倾斜,矸石沿溜槽滑落到矸石仓(4)内,仓体(4-1)用于存储矸石,下部排矸挡板(4-2)打开将矸石下落到运输巷道(9)内; (4)运输巷道(9)内的矿车(5)沿矿车轨道依次停靠在排矸挡板(4-2)下方,矸石通过排矸挡板(4-2)直接下落到矿车(5)内,待矿车(5)装满后由电牵引列车牵引运输至地面卸载。
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