CN105019903A - 一种急倾斜煤层工作面一体化支架及其开采方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种急倾斜煤层工作面一体化支架及其开采方法，工作面一体化支架包括若干并列的液压支架，液压支架侧向之间设置有推移千斤顶，实现相邻液压支架互为支点移架；一体化液压支架包括普通支架部分和防护型溜槽，不仅可以承担支护顶板和工作面煤炭运输的双重功能，而且支架侧向之间设置有推移千斤顶，可实现相邻液压支架互为支点移架。开采工艺流程为：①割煤：采煤机上巷内直接进刀、下行割煤、上行清理浮煤；②移架：工作面采用自下而上的顺序、滞后采煤机3-5架支架、以相邻支架互为支点进行移架。应用本发明设备的开采方法，安全可靠，工艺简单，效率高，便于实现急倾斜综采工作面的设备稳定性控制和高效开采。

Description

一种急倾斜煤层工作面一体化支架及其开采方法

技术领域

本发明属于采煤方法技术领域，尤其涉及一种以支-运一体化急倾斜液压支架为基础，采用割煤和移架两道生产工序开采急倾斜煤层的开采方法。

背景技术

据统计我国急倾斜煤层的储量大约占煤炭总储量的17％，主要分布在新疆、青海偏远地区和四川、贵州缺煤地区。现有急倾斜煤层的开采方法主要有倒台阶采煤法、水平分层采煤法、柔性掩护支架采煤法等，机械化程度低、工人劳动强度大、开采效率低，而综合机械化开采方法使用较少，同时由于急倾斜煤层倾角大于45°，工作面支护系统不能有效的封闭作业空间、支架稳定性差，工作面的安全可靠性低、产量低。因此，迫切需要探索和研究急倾斜煤层的安全、高效、综合机械化开采技术。该种新型急倾斜开采方法与传统的急倾斜开采方法相比简化了开采工艺流程，提高了煤炭采出效率，便于实现急倾斜综采工作面的设备稳定性控制和高效开采，为急倾斜煤层安全高效开采提供了新方法。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种急倾斜煤层工作面一体化支架及其开采方法,开采方法安全可靠，工艺简单，开采效率高，便于实现急倾斜综采工作面的设备稳定性控制和高效开采，为急倾斜煤层安全高效开采提供了新方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种急倾斜煤层工作面一体化支架，工作面一体化支架包括若干并列的液压支架，所述液压支架侧向之间设置有推移千斤顶，实现相邻液压支架互为支点移架；所述液压支架包括普通支架部分和防护型溜槽，用于承担支护顶板和工作面煤炭运输；所述普通支架部分包括支架掩护梁、支架顶梁、支架前探梁、支架底座和支架立柱，所述支架顶梁的前端连接有支架前探梁，所述支架顶梁的后端连接有支架掩护梁，所述支架顶梁的下方为支架底座，所述支架顶梁和支架掩护梁通过支架立柱支撑设置在支架底座上；所述防护型溜槽位于支架前探梁的下方且与支架底座一体化连接。

进一步的，所述支架顶梁与支架底座之间设有人行道固定挡矸板。

进一步的，所述支架前探梁下方设置有刚性挡矸防护网。

进一步的，所述工作面一体化支架与下端头运输巷内的转载机之间通过推移千斤顶连接；移架前，液压支架之间以及工作面一体化支架与转载机之间的推移千斤顶处于收缩状态。

一种急倾斜煤层工作面一体化支架及其开采方法，将急倾斜综采工作面“割煤-移架-推移刮板输送机”三道生产工序简化为“割煤-移架”两道生产工序，开采步骤如下：

步骤1：采煤机骑在工作面一体化支架的防护型溜槽上，从工作面上回风巷直接进刀；

步骤2：采煤机下行割煤、装煤直至下端头；

步骤3：采煤机再上行走空刀并铲除浮煤，液压支架滞后且跟随采煤机由下端头向上端头依次移架，完成一个循环进尺；

步骤4：采煤机回到上回风巷，开始下一次循环进尺。

进一步的，步骤3中，采煤机上行清理浮煤时，转载机依靠自身行走机构向前移动一个截深，转载机与第一架液压支架间的推移千斤顶伸出，待转载机移动到指定位置稳定后，第一架液压支架的支架立柱卸载，且转载机与第一架液压支架间的推移千斤顶收缩，拉着第一架液压支架向前移动一个截深，同时第一架液压支架与第二架液压支架之间的推移千斤顶伸出，待第一架液压支架移到指定位置后，第一架液压支架的支架立柱立即加载。

再以转载机和第一架液压支架为整体，第二架液压支架的支架立柱卸载，且第一架液压支架与第二架液压支架间的推移千斤顶收缩，拉着第二架液压支架向前移动一个截深，同时第二架液压支架与第三架液压支架之间的推移千斤顶伸出，待第二架液压支架移到指定位置后，第二架液压支架的支架立柱立即加载。

依次类推，直至工作面倒数第四架液压支架向前推移一个截深后，此时，采煤机机身骑在最后三个液压支架的防护型溜槽上，将最后三个液压支架作为一个整体，整体移动，移动时，该整体内三个支架立柱卸载，且倒数第四架液压支架和超前支架分别与该整体之间的推移千斤顶收缩，合力拉着该整体向前移动一个截深，待该整体移到指定位置后，整体内三个支架立柱立即加载，完成工作面一体化支架移架过程。

有益效果：本发明的优点如下：

1、本发明研制的急倾斜煤层工作面一体化支架较现阶段急倾斜工作面支架体积及重量有所增加，便于工作面生产时保持支架的稳定性，在原来支架只能承担支护顶板这个功能上又增加了工作面煤炭运输这项功能。

2、基于该新型支架的开采方法将一般开采工艺的三道生产工序割煤、移架和推移输送机简化为割煤和移架两道生产工序，省去了推移刮板输送机这道工序，简化了工艺流程，使采煤机开机率增加，开采效率提高。

3、便于实现急倾斜综采工作面的设备稳定性控制和高效开采，为急倾斜煤层安全高效开采提供了新方法。

附图说明

图1(a)为该开采方法所使用的液压支架的主视图；

图1(b)为图1(a)中液压支架俯视图；

图2(a)采煤机上巷直接进刀示意图；

图2(b)采煤机下行单向割煤示意图；

图2(c)采煤机上行清理浮煤并滞后移架示意图；

图2(d)该循环进尺结束，开始下一次循环进尺准备示意图；

图3(a)移架前各推移千斤顶处于收缩状态时的示意图；

图3(b)转载机依靠自身行走装置向前移动一个截深的示意图；

图3(c)1^#液压支架向前移动一个截深的示意图；

图3(d)2^#液压支架向前移动一个截深的示意图；

图3(e)直至(n-3)^#液压支架向前移动一个截深的示意图；

图3(f)n^#、(n-1)^#、(n-2)^#液压支架作为一个整体向前移动一个截深的示意图；

图3(g)该循环进尺移架完成，为下次循环进尺移架准备的示意图；

图4(a)为该开采方法工作面布置示意图；

图4(b)为图4(a)中Ⅰ—Ⅰ刨面；

图4(c)为图4(a)中Ⅱ—Ⅱ刨面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1(a)、1(b)所示为一种急倾斜煤层工作面一体化支架，工作面一体化支架13包括若干并列的液压支架，所述液压支架侧向之间设置有推移千斤顶10，实现相邻液压支架互为支点移架；所述液压支架包括普通支架部分和防护型溜槽8，用于承担支护顶板和工作面煤炭运输；所述普通支架部分包括支架掩护梁1、支架顶梁2、支架前探梁3、支架底座4和支架立柱5，所述支架顶梁2的前端连接有支架前探梁3，所述支架顶梁2的后端连接有支架掩护梁1，所述支架顶梁2的下方为支架底座4，所述支架顶梁2和支架掩护梁1通过支架立柱5支撑设置在支架底座4上；所述防护型溜槽8位于支架前探梁3的下方且与支架底座4一体化连接。

所述工作面一体化支架13与下端头运输巷15内的转载机17之间通过推移千斤顶10连接；移架前，液压支架之间以及工作面一体化支架13与转载机17之间的推移千斤顶10处于收缩状态。所述支架顶梁2与支架底座4之间设有人行道固定挡矸板7。所述支架前探梁3下方设置有刚性挡矸防护网6。

一种急倾斜煤层工作面一体化支架及其开采方法，图4(a)为该开采方法工作面布置示意图，图4(b)为图4(a)中Ⅰ—Ⅰ刨面，图4(c)为图4(a)中Ⅱ—Ⅱ刨面；具体开采步骤如下：图2(a)、图2(b)、图2(c)、图2(d)为基于图1(a)基础的该开采方法的开采工艺示意图。将急倾斜综采工作面“割煤-移架-推移刮板输送机”三道生产工序简化为“割煤-移架”两道生产工序。

步骤1：图2(a)，采煤机12骑在工作面一体化支架13的防护型溜槽8上，从工作面上回风巷14直接进刀；

步骤2：图2(b)，采煤机12下行割煤、装煤直至下端头；

步骤3：图2(c)，采煤机再上行走空刀并铲除浮煤，液压支架滞后且跟随采煤机由下端头向上端头依次移架，完成一个循环进尺；

步骤4：图2(d)，采煤机12回到上回风巷14，开始下一次循环进尺。

进一步的，步骤3中，采煤机12上行清理浮煤时，转载机17依靠自身行走机构向前移动一个截深，转载机17与第一架液压支架间的推移千斤顶10伸出，待转载机17移动到指定位置稳定后，第一架液压支架的支架立柱5卸载，且转载机17与第一架液压支架间的推移千斤顶10收缩，拉着第一架液压支架向前移动一个截深，同时第一架液压支架与第二架液压支架之间的推移千斤顶10伸出，待第一架液压支架移到指定位置后，第一架液压支架的支架立柱5立即加载；

再以转载机17和第一架液压支架为整体，第二架液压支架的支架立柱5卸载，且第一架液压支架与第二架液压支架间的推移千斤顶10收缩，拉着第二架液压支架向前移动一个截深，同时第二架液压支架与第三架液压支架之间的推移千斤顶10伸出，待第二架液压支架移到指定位置后，第二架液压支架的支架立柱5立即加载；

依次类推，直至工作面倒数第四架液压支架向前推移一个截深后，此时，采煤机12机身骑在最后三个液压支架的防护型溜槽8上，将最后三个液压支架作为一个整体，整体移动，移动时，该整体内三个支架立柱5卸载，且倒数第四架液压支架和超前支架20分别与该整体之间的推移千斤顶10收缩，合力拉着该整体向前移动一个截深，待该整体移到指定位置后，整体内三个支架立柱5立即加载，完成工作面一体化支架13移架过程。

实施例：该开采方法工作面具体移架过程如下，其中，图3(a)、图3(b)、图3(c)、图3(d)、图3(e)、图3(f)、图3(g)为该开采方法的具体移架工程示意图。图3(a)，工作面内的1^#液压支架和下端头运输巷15内转载机17通过支架底座4间的推移千斤顶10相互连接成为一个整体，移架前，相互之间的推移千斤顶10处于收缩状态；图3(b)采煤机12上行清理浮煤时，转载机17依靠自身行走机构向前移动一个截深，转载机17与1^#液压支架之间的推移千斤顶10伸出；图3(c)待转载机17移动到指定位置稳定后，1^#支架支柱卸载，且转载机17与1^#液压支架间的推移千斤顶10收缩，拉着1^#液压支架向前移动一个截深，同时1^#液压支架与2^#液压支架之间的推移千斤顶10伸出；图3(d)，待1^#液压支架移到指定位置后，1^#支架支柱立即加载支护顶板；再以转载机17和1^#液压支架为整体，2^#支架支柱卸载，且1^#液压支架与2^#液压支架间的推移千斤顶10收缩，拉着2^#液压支架向前移动一个截深，同时2^#液压支架与3^#液压支架之间的推移千斤顶10伸出，待2^#液压支架移到指定位置后，2^#支架支柱立即加载支护顶板；图3(e)依次类推，直至工作面(n-3)^#液压支架向前移动一个截深后，此时，采煤机12机身骑在n^#、(n-1)^#、(n-2)^#三个液压支架的防护型溜槽8上，因此，n^#、(n-1)^#、(n-2)^#液压支架不能以前面类似原理依次向前推移，故将n^#、(n-1)^#、(n-2)^#三个液压支架作为一个整体21，整体21移动，此时，(n-3)^#液压支架和超前支架20分别与该整体21之间推移千斤顶10处于伸出状态；图3(f)，移动时，该整体21中n^#、(n-1)^#、(n-2)^#支架支柱卸载，且(n-3)^#液压支架、超前支架20与该整体21之间推移千斤顶10收缩，合力拉着该整体21向前移动一个截深，待该整体21移到指定位置后，n^#、(n-1)^#、(n-2)^#支架支柱立即加载支护顶板，该循环进尺工作面移架过程完成；图3(g)，超前支架20依靠自身行走机构向前移动一个截深后，超前支架20与该整体21之间推移千斤顶10伸出，为下次循环进尺移架准备。

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 (8)

1.一种急倾斜煤层工作面一体化支架，其特征在于：工作面一体化支架(13)包括若干并列的液压支架，所述液压支架侧向之间设置有推移千斤顶(10)，实现相邻液压支架互为支点移架；所述液压支架包括普通支架部分和防护型溜槽(8)，用于承担支护顶板和工作面煤炭运输。

2.根据权利要求1所述一种急倾斜煤层工作面一体化支架，其特征在于：所述普通支架部分包括支架掩护梁(1)、支架顶梁(2)、支架前探梁(3)、支架底座(4)和支架立柱(5)，所述支架顶梁(2)的前端连接有支架前探梁(3)，所述支架顶梁(2)的后端连接有支架掩护梁(1)，所述支架顶梁(2)的下方为支架底座(4)，所述支架顶梁(2)和支架掩护梁(1)通过支架立柱(5)支撑设置在支架底座(4)上；所述防护型溜槽(8)位于支架前探梁(3)的下方且与支架底座(4)一体化连接。

3.根据权利要求2所述一种急倾斜煤层工作面一体化支架，其特征在于：所述支架顶梁(2)与支架底座(4)之间设有人行道固定挡矸板(7)。

4.根据权利要求2所述一种急倾斜煤层工作面一体化支架，其特征在于：所述支架前探梁(3)下方设置有刚性挡矸防护网(6)。

5.根据权利要求1或2所述一种急倾斜煤层工作面一体化支架，其特征在于：所述工作面一体化支架(13)与下端头运输巷(15)内的转载机(17)之间通过推移千斤顶(10)连接；移架前，液压支架之间以及工作面一体化支架(13)与转载机(17)之间的推移千斤顶(10)处于收缩状态。

6.一种急倾斜煤层工作面一体化支架的开采方法，其特征在于：将急倾斜综采工作面“割煤-移架-推移刮板输送机”三道生产工序简化为“割煤-移架”两道生产工序。

7.根据权利要求6所述一种急倾斜煤层工作面一体化支架的开采方法，其特征在于：开采步骤如下：

步骤1：采煤机(12)骑在工作面一体化支架(13)的防护型溜槽(8)上，从工作面上回风巷(14)直接进刀；

步骤2：采煤机(12)下行割煤、装煤直至下端头；

步骤3：采煤机再上行走空刀并铲除浮煤，液压支架滞后且跟随采煤机由下端头向上端头依次移架，完成一个循环进尺；

步骤4：采煤机(12)回到上回风巷(14)，开始下一次循环进尺。

8.根据权利要求7所述一种急倾斜煤层工作面一体化支架的开采方法，其特征在于：步骤3中，采煤机(12)上行清理浮煤时，转载机(17)依靠自身行走机构向前移动一个截深，转载机(17)与第一架液压支架间的推移千斤顶(10)伸出，待转载机(17)移动到指定位置稳定后，第一架液压支架的支架立柱(5)卸载，且转载机(17)与第一架液压支架间的推移千斤顶(10)收缩，拉着第一架液压支架向前移动一个截深，同时第一架液压支架与第二架液压支架之间的推移千斤顶(10)伸出，待第一架液压支架移到指定位置后，第一架液压支架的支架立柱(5)立即加载；

再以转载机(17)和第一架液压支架为整体，第二架液压支架的支架立柱(5)卸载，且第一架液压支架与第二架液压支架间的推移千斤顶(10)收缩，拉着第二架液压支架向前移动一个截深，同时第二架液压支架与第三架液压支架之间的推移千斤顶(10)伸出，待第二架液压支架移到指定位置后，第二架液压支架的支架立柱(5)立即加载；

依次类推，直至工作面倒数第四架液压支架向前推移一个截深后，此时，采煤机(12)机身骑在最后三个液压支架的防护型溜槽(8)上，将最后三个液压支架作为一个整体，整体移动，移动时，该整体内三个支架立柱(5)卸载，且倒数第四架液压支架和超前支架(20)分别与该整体之间的推移千斤顶(10)收缩，合力拉着该整体向前移动一个截深，待该整体移到指定位置后，整体内三个支架立柱(5)立即加载，完成工作面一体化支架(13)移架过程。