CN104806284B - 一种智能放顶煤液压支架瓦斯抽放装置 - Google Patents
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Abstract
一种智能放顶煤液压支架瓦斯抽放装置，包括底座、支撑架、抽气管、集气套筒、集气管和驱动电机组成，集气套筒转动套设于抽气管下端，抽气管竖直设置且其上部周向外侧面设置有螺旋刀片，抽气管上部管壁上设置有均匀分布的抽气孔，抽气管腰部套设有被动齿轮，驱动电机的驱动轴上设置有驱动齿轮，且驱动齿轮与被动齿轮啮合，驱动电机和集气套筒均固定设置在支撑架上，支撑架中间位置通过水平设置的转轴与底座连接，支撑架右端连接有液压杆，液压杆竖直设置且其两端分别与支撑架和底座铰接。
Description
技术领域
本发明涉及一种带瓦斯抽放功能的矿井综合机械化放顶煤工作面顶板支撑瓦斯抽取装置，尤其涉及一种智能放顶煤液压支架瓦斯抽放装置。
背景技术
在我国现有煤炭资源储量与产量中，厚煤层约占45%左右，是我国煤矿实现高产高效的主力煤层。经过近三十年的研究和实践，综合机械化放顶煤开采（综放开采）技术由于具有缩短采煤准备工期、采煤工效高、巷道掘进少等显著优点，极大地推动了煤炭行业原煤生产的高产高效，实现了我国厚煤层一次采全高的突破性转变，综放开采已经成为我国开采厚煤层的主要方法。
然而，我国的大部分厚煤层是含瓦斯煤层，其中50%以上属于高瓦斯煤层。高瓦斯煤层综放工作面由于受开采强度大、空间大，采空区遗煤多，采动影响大等因素的影响，综采放顶煤液压支架顶梁和掩护梁上方松散煤体中积聚了大量的游离瓦斯，形成高容量瓦斯库，采用传统的放顶煤液压支架进行放煤作业时，大量顶煤瓦斯释放，致使在采场、放煤口及回风平巷出现瓦斯超限以及潜在的瓦斯灾害影响，给矿井安全生产造成极大的威胁，综放工作面放顶煤处的瓦斯积聚问题是制约放顶煤技术在高瓦斯煤层推广应用的瓶颈。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种智能放顶煤液压支架瓦斯抽放装置，通过本装置的组合使用可对矿井综放工作面放顶煤液压支架顶梁上方煤体中的瓦斯含量进行监测和实时抽取，消除了瓦斯对放顶煤液压支架放煤作业过程中造成的安全隐患。
具体技术方案为：一种智能放顶煤液压支架瓦斯抽放装置，包括底座、支撑架、抽气管、集气套筒、集气管和驱动电机组成，集气套筒转动套设于抽气管下端，抽气管竖直设置且其上部周向外侧面设置有螺旋刀片，抽气管上部管壁上设置有均匀分布的抽气孔，抽气管腰部套设有被动齿轮，驱动电机的驱动轴上设置有驱动齿轮，且驱动齿轮与被动齿轮啮合，驱动电机和集气套筒均固定设置在支撑架上，支撑架中间位置通过水平设置的转轴与底座连接，支撑架右端连接有液压杆，液压杆竖直设置且其两端分别与支撑架和底座铰接；集气套筒下部侧面设置有出气管，出气管通过负压软管与集气管连通，出气管上设置有电子闸阀，抽气管上部中心位置设置有瓦斯浓度传感器，电子闸阀、瓦斯浓度传感器、驱动电机和液压杆分别与总控制器控制连接。
所述集气套筒底部设置有密封挡板，密封挡板通过销轴与集气套筒转动连接，且销轴上套设有扭力弹簧，扭力弹簧一端与集气套筒连接，另一端与密封挡板连接。
所述密封挡板由薄金属片制成。
所述抽气管上端为穿刺部。
所述抽气管上的抽气孔沿抽气管外侧面螺旋分布。
本发明结构简单，实用性强，通过将本瓦斯抽取装置安装到矿井综放工作面放顶煤液压支架的顶梁上，将抽气管插入顶梁上方的煤体中，通过瓦斯浓度传感器将其周边瓦斯浓度的信息传递给总控制器，当瓦斯浓度达到一定值时总控制器会自动启动电子闸阀，将瓦斯气体排出；工作人员可通过总控制器可掌握各处瓦斯浓度传感器所传递的瓦斯浓度信息，从而掌握瓦斯气体在综放工作面放顶煤液压支架顶梁上方煤体中的分布，通过总控制器还可单独控制各处瓦斯抽取装置的驱动电机和液压杆，通过启动驱动电机可带动抽气管转动，利用螺旋刀片的旋转对其周边煤体进行破碎，然后启动液压杆，通过液压杆的伸缩使支撑架转动，从而带动抽气管摆动，对顶梁上方各处进行瓦斯的抽取。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明集气套筒结构示意图；
图3为本发明销轴结构示意图；
图4为本发明抽气管结构示意图；
图5为本发明电路连接示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3和图4所示，一种智能放顶煤液压支架瓦斯抽放装置，包括底座1、支撑架2、抽气管3、集气套筒4、集气管5和驱动电机6组成，集气套筒4转动套设于抽气管3下端，抽气管3竖直设置且其上部周向外侧面设置有螺旋刀片7，抽气管3上部管壁上设置有均匀分布的抽气孔8，抽气孔8沿抽气管3外侧面螺旋分布，抽气管3腰部套设有被动齿轮9，驱动电机6的驱动轴上设置有驱动齿轮10，且驱动齿轮10与被动齿轮9啮合，驱动电机6和集气套筒4均固定设置在支撑架2上，支撑架2中间位置通过水平设置的转轴11与底座1连接，支撑架2右端连接有液压杆12，液压杆12竖直设置且其两端分别与支撑架2和底座1铰接；集气套筒4下部侧面设置有出气管13，出气管13通过负压软管14与集气管5连通，出气管13上设置有电子闸阀15，抽气管3上部中心位置设置有瓦斯浓度传感器16，如图5所示，瓦斯浓度传感器16的信号输出端与总控制器17的信号输入端连接，电子闸阀15、驱动电机6和液压杆12分别与总控制器17的信号输出端控制连接。
底座1为综采放顶煤液压支架顶梁，将本装置安装至矿井综放工作面放顶煤液压支架的顶梁上，抽气管3上端为穿刺部，将抽气管3插入顶梁上方的煤体中，并将集气管5与外部瓦斯抽取管路连通，瓦斯浓度传感器16对抽气管3周围瓦斯气体含量进行检测，并将检测数据传输至总控制器17，当瓦斯含量达到一定值时，总控制器17启动相应的电子闸阀15，操作人员通过总控制器17可对矿井各处顶梁上方的瓦斯含量进行监测，通过总控制器17还可以对驱动电机6和液压杆12实现远程控制，通过启动驱动电机6带动抽气管3旋转，利用螺旋刀片7将抽气管3周边的煤体打碎，同时启动液压杆12，通过液压杆12的伸缩带动支撑架2，使支撑架2绕着转轴11转动，从而使抽气管3插入煤体中的位置发生变化，对煤体的各个部分进行瓦斯抽取。
集气套筒4底部设置有密封挡板18，密封挡板18通过销轴19与集气套筒4转动连接，且销轴19上套设有扭力弹簧20，扭力弹簧20一端与集气套筒4连接，另一端与密封挡板18连接，在扭力弹簧20的作用下密封挡板18将集气套筒4底部密封，抽气管3在煤体中抽取瓦斯时可能会将部分块状煤体通过抽气孔8吸入抽气管3内，块状煤体会通过自身重力落入集气套筒4底部，当块状媒体较多时，其重力将大于扭力弹簧20对密封挡板18产生的拉力，此时密封挡板18将打开，块状煤体从集气套筒4底部自动漏出，由于密封挡板18由薄金属片制成，其本身质量较轻，密封挡板18在扭力弹簧20的作用下将集气套筒4底部重新密封，省去了人工清理的繁琐程序，节约了劳动力。
Claims (4)
1.一种智能放顶煤液压支架瓦斯抽放装置，其特征在于：包括底座、支撑架、抽气管、集气套筒、集气管和驱动电机组成，集气套筒转动套设于抽气管下端，抽气管竖直设置且其上部周向外侧面设置有螺旋刀片，抽气管上部管壁上设置有均匀分布的抽气孔，抽气管腰部套设有被动齿轮，驱动电机的驱动轴上设置有驱动齿轮，且驱动齿轮与被动齿轮啮合，驱动电机和集气套筒均固定设置在支撑架上，支撑架中间位置通过水平设置的转轴与底座连接，支撑架右端连接有液压杆，液压杆竖直设置且其两端分别与支撑架和底座铰接；集气套筒下部侧面设置有出气管，出气管通过负压软管与集气管连通，出气管上设置有电子闸阀，抽气管上部中心位置设置有瓦斯浓度传感器，电子闸阀、瓦斯浓度传感器、驱动电机和液压杆分别与总控制器控制连接。
2.如权利要求1所述的一种智能放顶煤液压支架瓦斯抽放装置，其特征在于：所述集气套筒底部设置有密封挡板，密封挡板通过销轴与集气套筒转动连接，且销轴上套设有扭力弹簧，扭力弹簧一端与集气套筒连接，另一端与密封挡板连接。
3.如权利要求1所述的一种智能放顶煤液压支架瓦斯抽放装置，其特征在于：所述抽气管上端为穿刺部。
4.如权利要求1所述的一种智能放顶煤液压支架瓦斯抽放装置，其特征在于：所述抽气管上的抽气孔沿抽气管外侧面螺旋分布。
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