CN107989650A - 一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置及基于其完成的入井方法 - Google Patents

Abstract

一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置及基于其完成的入井方法，属于煤矿设备技术领域，可解决现有入井装置容易发生脱轨、侧翻等安全事故的问题，包括平板输送车，平板输送车上设置大型组件绑扎部、小型组件及配重绑扎部和调整部，大型组件绑扎部的高度高于小型组件及配重绑扎部的高度，大型组件绑扎部底部与平板输送车铰接并通过调整部调整角度后固定，大型组件绑扎部与平板车的夹角能够调整至大于90°，高度空间不够时宽度方向允许的大型组件绑扎在调整角度大于90°的大型组件绑扎部上，该大型组件的底部一端接触于平板输送车上，另一端底部与平板输送车之间设置配重。本发明实现连续采煤装备组件的高效、安全、便捷的入井问题。

Description

一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置及基于其完成的 入井方法

技术领域

本发明属于煤矿设备技术领域，具体涉及一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置及基于其完成的入井方法。

背景技术

从1995年至今，连续采煤机短壁机械化开采技术在我国已经经历了近20年的发展，并在神华集团神东矿区、陕煤化神南矿区、中煤平朔矿区等诸多大型先进产能的矿井进行成功应用，解决了大产能时代综采工艺的边角煤开采及顺槽的快掘问题，成为了弥补综采工艺不足、提高采区资源回收率的有效途径。这些矿区均为大型矿井，副井、大巷等巷道断面通常在19m²以上，多采用斜井无极绳绞车提升或无轨运输方式，有的甚至断面达到设备整机可以直接开至指定地点的水平，总体上设备入井简单和方便。目前，连续采煤机短壁成套装备主要包括连续采煤机、梭车、连续运输系统、给料破碎转载机、履带行走式液压支架、锚杆钻车以及一些辅助运输车辆、电气开关等设备。

然而，在其他矿区一些小矿井尤其是资源整合兼并后的矿井，边角煤资源量大面广，煤层赋存条件适合连续采煤机开采，但是存在问题是通常情况下井筒断面小（断面8~11m²左右），设备入井线路的仅有净尺寸为2.5×2.5m自由断面，并采用有轨运输，架线电机车头牵引，双轨位置固定，使得轨道两侧允许的空间小而且固定。目前，连采成套设备同综采采煤机设备拆解件有所不同，其拆解件通常体积大且重，最重达7吨，在这些小断面矿井进行设备入井时，不仅要将设备拆成零散件，而且零散件在现有的平板车上绑扎时，往往由于绑扎受力点在平板车上以及在运输过程中的颠簸，不仅使绑扎逐渐松动，也会使大型拆解件在运输过程中发生回转，再加上配重不平衡，极易造成脱轨、翻车，而平板车的颠簸振动会引起绑扎件的上下运动，幅度大的甚至碰触到上部的架线，可能造成触电事故，而设备运到装载点后，往往也是使用电葫芦起吊安装，此时的绑扎受力点无法保证正常起吊，这就此类矿井在进行连采装备入井时，从拆解后的绑扎、运输以及起吊安装，都存在着效率低下、安全性差的问题。按照煤矿的固有思路，通常解决方法是刷大巷道断面至允许值，但这样势必又造成工程成本和时间成本的增加，以及人力、物力消耗，尤其是在无此类工程经验入井时，一种高效的支持连采装备拆解件的入井装置及使用方法，显得尤为必要。

发明内容

本发明针对现有入井装置效率低下、安全性差的问题，提供一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置及基于其完成的入井方法。

本发明采用如下技术方案：

一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置，包括平板输送车，平板输送车上设置大型组件绑扎部、小型组件及配重绑扎部和调整部，大型组件绑扎部的高度高于小型组件及配重绑扎部的高度，大型组件绑扎部底部与平板输送车铰接并通过调整部调整角度后固定，大型组件绑扎部与平板车的夹角能够调整至大于90°，高度空间不够时宽度方向允许的大型组件绑扎在调整角度大于90°的大型组件绑扎部上，该大型组件的底部一端接触于平板输送车上，另一端底部与平板输送车之间设置配重。

所述大型组件绑扎部包括立臂Ⅰ和基座Ⅰ，小型组件及配重绑扎部包括立臂Ⅱ和若干相互平行的连接梁，调整部包括斜拉臂和基座Ⅱ，连接梁等间距设置于平板输送车面板上且垂直于平板输送车的长度方向，基座Ⅰ垂直设置于连接梁的一端，基座Ⅰ的侧面设有五个调节孔，立臂Ⅰ的一端和基座Ⅰ铰接，基座Ⅱ位于两侧的连接梁的中间位置，基座Ⅱ的侧面设有四个调节孔，斜拉臂的一端和立臂Ⅰ的顶端连接，另一端和基座Ⅱ铰接，立臂Ⅱ位连接梁的另一端。

所述基座Ⅰ的侧面的五个调节孔从下到上依次包括调节孔A、调节孔B、调节孔C、调节孔D和调节孔E，其中，调节孔C位于基座Ⅰ超出连接梁部分的中心位置，调节孔B和调节孔D与调节孔C的间距均为75mm，且调节孔B、调节孔C和调节孔D的连线位于基座Ⅰ的中心竖直线，与连接梁垂直，调节孔A位于调节孔B的斜下方，调节孔E位于调节孔D的斜上方，调节孔A和调节孔B的连线平行于调节孔D和调节孔E的连线，且与连接梁呈53°夹角。

所述基座Ⅱ的侧面的四个调节孔从下到上依次包括调节孔Ⅰ、调节孔Ⅱ、调节孔Ⅲ和调节孔Ⅳ，其中，调节孔Ⅰ和调节孔Ⅱ的连线与连接梁呈22°夹角，调节孔Ⅲ和调节孔Ⅳ的连线与连接梁呈40°夹角。

所述平板输送车的面板上，在相邻两个连接梁将面板平分成的区域内均设有两个直径为5mm的穿孔，各区域中的两个穿孔分别位于该区域的平行于连接梁方向的边的三等分线和垂直于连接梁方向的边的中心线的交叉点。

所述平板输送车的垂直于连接梁的两个侧边上分别设有三个挂钩，各挂钩分别位于相邻两个连接梁将面板平分成的区域的垂直于连接梁方向的边中点位置，各个挂钩为倒立设置。

所述连接梁的两端均伸出平板输送车端面，伸出距离为20-50cm。

所述立臂Ⅰ之间设有横拉管，所述立臂Ⅰ为工字钢，长度为1.1-1.2m，所述立臂Ⅱ为工字钢，长度为0.4-0.5m。

所述连接梁的数量为四个，该四个连接梁中两端的连接梁和平板输送车的端面平齐。

小断面矿井连采装备组件便捷入井装置的使用方法，包括如下步骤：

第一步，拆解连采装备组件，将长度3m以上，宽或高均超过1.1m的组件归为大型组件；长度在2m到3m之间，直径0.5-0.6m的组件归为中型组件；剩余组件归为小型组件；

第二步，绑扎固定，大型组件绑扎在立臂Ⅰ或横拉管上，当在高度空间不够时宽度方向允许时，使立臂Ⅰ向外倾斜15°进行空间的微调，使立臂Ⅰ与连接梁（7）之间的角度有90°和105°两个状态，在平板输送车另一侧的立臂Ⅱ绑扎部分小型组件或配重后再绑扎大型组件；中型组件横置在平板输送车上通过穿孔和挂钩绑扎固定；其余小型组件通过挂钩绑扎固定在立臂Ⅱ；

第三步，运输完成后，先拆卸小型组件，再拆卸中型组件，最后拆卸大型组件，完成各组件的组装后使用。

本发明具体使用方法如下：

1. 设备入井线路尺寸的准确把握。在资源整合小矿井中，平硐或斜井以及大巷通常会由于时间较长，维护不到位，导致巷道局部顶、帮的收敛变形，这就需要进行设备入井时首先在入井线路沿线详细测量、记录每个巷道收敛点的位置、宽度、高度以及影响程度，尤其是巷道转弯和交叉点附近，当巷道宽度和高度确实不足时，采取措施进行处理。

2. 拆解后的大型组件分类、重量及尺寸特点：连采装备主要包括连续采煤机、梭车、连运一号车（破碎机）和履带行走支架，其中最大不可拆解件主要是连采机主机架、输送中部槽、行走部、铲板和截割（中间箱体），其中最大重量达6.9t，最大体积达4.8×1.4×1.4m；梭车最大不可拆解件主机架、前机架和卸料部机架，其中最终为3t，最大体积达4.1×2.0×1.1m；连运一号车拆解后最大不可拆解件主要是卸料部，重达6t，体积达4.39×2.14×1.35m。中型件如截割、装运和行走电机、减速器、移变、馈电开关、油缸缸体等细长形或类似柱形组件，长度在2m到3m之间，直径0.5-0.6m的组件；剩余组件为小型组件，如各类电缆、刮板输送机、行走履带、实心轮胎、皮带托辊等。

3. 绑扎固定及运输方法：

绑扎固定时，通常情况下，设备在拆解、绑扎以及固定时，遵循“整机先里后外、组件先大后小、先整后分”的原则，大型组件：长度在3m以上，宽或高均超过1.1m，必须倚靠在立臂Ⅰ或立臂Ⅰ的横拉杆上，高度方向距离上部架线应保持一定距离，若距离过小可将立臂Ⅰ进行向外旋转15°，以降低高度并使物件顶端偏离架线轴向，再使用钢丝绳将物件上、中、下三个部位绑扎固定，受力点在立臂Ⅰ或横拉管上；中型组件根据自身形状大小横置在平板输送车长度方向上，并使用相应的钢丝绳通过平板输送车穿孔和挂钩进行绑扎固定；小型组件绑扎或串在立臂Ⅱ上，并使用钢丝绳通过挂钩将其固定，其余小件，选取体积小、重量相对较大的组件置于底座工字钢梁偏立臂Ⅱ侧，以平衡车体重心作为配重用，为了减小运输过程中颠簸幅度，增大底座的摩擦系数，可根据组件特点在底座铺设一层废旧胶带等作为底垫；当单车的所有组件绑扎完毕后，必须保证左、右最凸出部分，满足安全间隙的要求。

运输过程中，平板车和电机车头采用三环连接，行驶速度不得超过《煤矿安全规程》规定，必须平稳运行，平板车前后须安排专人观察运输过程中组件的牢靠性和稳定性，特别是在巷道拐弯或者交叉点附近，如果绑扎物件过长有可能导致长度方向卡死，因此巷道拐弯和交叉点处进行适当降速和人工干预，保证平稳度过。

4.组件的落件与安装

当矿井设有专用装载硐室时，卸件与安装较为简易，按照先组完整件后组零散件的顺序一次组装；当矿井无专门装载硐室时，通常是在临时准备的巷道一侧拓宽处进行，并在顶板安装吊装专用的锚杆或锚索，在卸件时，立臂Ⅰ由于高度空间紧张，先从小型件开始到中型再到大型件，依次卸下从立臂Ⅱ处落件，并按照先整后分的原则进行设备拆解组建的组装。

本发明的有益效果如下：

1. 本发明可通过调整立臂Ⅰ为不同角度，用来调整高、宽空间，以适应不同规格尺寸的组件固定，使大型组件可以适当避开巷道的高压架线，以免运输过程发生颠簸导致触电，保证安全。

2. 本发明可实现断面空间狭小的斜井或平硐或大巷中体积大、拆解件多且杂的连续采煤装备组件的高效、安全、便捷的入井问题。

3.本发明的绑扎位置及受力点布局合理，避免了运输过程中因配重不平衡造成的脱轨，侧翻事故的发生。

4. 本发明避免了巷道刷帮带来的人力、物力、财力和时间消耗等成本的增加，采用本装置将所有连采装备拆解组件、电气设备运输到位，共组装105车，花费15个圆班，比预计的空平板车运输410车、45个圆班，在效率上提升了3~4倍。

附图说明

图1为本发明装置的立体结构示意图；

图2为本发明装置的侧视图；

图3为本发明装置的俯视图；

其中：1-立臂Ⅰ；2-横拉管；3-斜拉臂；4-基座Ⅰ；5-基座Ⅱ；6-立臂Ⅱ；7-连接梁；8-平板输送车；9-挂钩；10-穿孔；11-调节孔A；12-调节孔B；13-调节孔C；14-调节孔D；15-调节孔E；16-调节孔Ⅰ；17-调节孔Ⅱ；×18-调节孔Ⅲ；19-调节孔Ⅳ。

具体实施方式

结合附图，对本发明的装置做进一步说明。

本发明依托长4m、宽1.05m的矿井用平板输送车8，在平板输送车8长度方向采用4根矿用连接梁7划分出3个凹槽段，并将其焊接在平板输送车8上，用于装卸不同类型尺寸的拆解件，凹槽主要起着便于钢丝绳绑扎物件和方便装卸的作用。为了实现不同重量不同尺寸物料的运输，在平板输送车8的一侧安装4根高1.10~1.20m的立臂Ⅰ1，4根立臂Ⅰ1的一端与焊接于平板输送车8上的四根连接梁7通过基座Ⅰ4和Φ30mm的销轴铰接，在基座Ⅰ4和基座Ⅱ5分别设有调节孔，其中基座Ⅰ4上的调节孔中，调节孔C13位于基座Ⅰ4超出连接梁7的部分的中心位置，调节孔B12、调节孔D14与调节孔C13相隔距离均为75mm，位于中心竖直线上，与连接梁7垂直，调节孔A11、调节孔E15分别位于调节孔B12的斜下部和调节孔D14的斜上部，调节孔A11和调节孔B12的连线平行于调节孔D14和调节孔E15的连线，且与连接梁7呈53°夹角；基座Ⅱ5上的调节孔Ⅰ16和调节孔Ⅱ17的连线与连接梁7呈22°夹角，调节孔Ⅲ18和调节孔Ⅳ19的连线与连接梁7呈40°夹角。使用时通过调整销轴在调节孔（孔径Φ30mm）的不同位置，可使立臂Ⅰ1可实现两种不同角度，当销轴分别位于基座Ⅰ4上的调节孔B12和调节孔C13以及基座Ⅱ5上的调节孔Ⅰ16和调节孔Ⅱ17时，立臂Ⅰ1与连接梁7夹角为90°；当销轴分别位于基座Ⅰ4上的调节孔A11、调节孔C13和调节孔E15以及基座Ⅱ5上的调节孔Ⅲ18和调节孔Ⅳ19时，立臂Ⅰ1与连接梁7夹角为105°，从而解决少数大型拆解件在倚靠时高度空间稍差，利用宽度空间进行微调。

为了解决巷道的倾斜在运输过程中可能致使物料滑落，同时提供大型拆解件的若干处绑扎点以加强整体结构稳定性和绑扎后的物件稳定性，防止物件在运输下山时从前部滑落，在平板输送车8的两侧分别使用一根工字钢作为斜拉臂3，斜拉臂3与平板输送车8也是通过钢制销轴铰接，斜拉臂3的一端与立臂Ⅰ1的顶端连接，另一端与连接梁7的中点位置连接。在每排的立臂Ⅰ1之间使用横拉管2连接起来，横拉管2与套管间同样使用钢制销轴铰接，一方面为了进一步加强结构整体稳定性，另一方面给体积较大的拆解件提供倚靠和绑扎受力点以增加牢靠性。

在装载大体积物件时，结合巷道内允许通过的最小断面的形态，合理布放大体积组件，使其尽可能节省高度或宽度空间顺利入井，在高度空间不够时宽度方向允许时，调整销轴在调节孔的连接，使立臂Ⅰ1向外倾斜15°进行空间的微调，使立臂Ⅰ1与连接梁7之间的角度有90°和105°两个状态；在布放大体积物件时，会使重心左移，甚至有可能侧翻带来安全事故，为使平板输送车8平稳运行同时高效利用装载空间，实装时在平板输送车8另一侧布放小体积装载物（或配重），以达到增加配重平衡车体的目的，为此在另一侧增设高度为0.4~0.5m的立臂Ⅱ6，分别与平板输送车8上的四根工字钢焊接，用来加固作为配重物件的受力点或绑扎点，例如细电缆可临时缠绕在立臂Ⅱ6上。

在实际装载时，会经常遇到一些比较体积小、碎而多例如连运一号车、行走支架以及电气开关等拆解件，须用钢丝绳绑缚才能保证运输过程中的平稳安全，在平板输送车8底面打了6个直径5mm的穿孔10，每个凹槽布置两个，这两个穿孔10将凹槽在长度方向平均分成三部分且位于宽度方向的中心线上，并在车的两侧各焊接了3个挂钩9，每个挂钩9位于平板输送车8侧边、凹槽的中部位置。车辆牵引使用普通电机车，该装置可安全、高效地将连续采煤机组件运往井下组装地点。

Claims (10)

1.一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置，包括平板输送车（8），其特征在于：平板输送车（8）上设置大型组件绑扎部、小型组件及配重绑扎部和调整部，大型组件绑扎部的高度高于小型组件及配重绑扎部的高度，大型组件绑扎部底部与平板输送车（8）铰接并通过调整部调整角度后固定，大型组件绑扎部与平板车的夹角能够调整至大于90°，高度空间不够时宽度方向允许的大型组件绑扎在调整角度大于90°的大型组件绑扎部上，该大型组件的底部一端接触于平板输送车（8）上，另一端底部与平板输送车（8）之间设置配重。

2.根据权利要求1所述的一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置，其特征在于：所述大型组件绑扎部包括立臂Ⅰ（1）和基座Ⅰ（4），小型组件及配重绑扎部包括立臂Ⅱ（6）和若干相互平行的连接梁（7），调整部包括斜拉臂（3）和基座Ⅱ（5），连接梁（7）等间距设置于平板输送车（8）面板上且垂直于平板输送车（8）的长度方向，基座Ⅰ（4）垂直设置于连接梁（7）的一端，基座Ⅰ（4）的侧面设有五个调节孔，立臂Ⅰ（1）的一端和基座Ⅰ（4）铰接，基座Ⅱ（5）位于两侧的连接梁（7）的中间位置，基座Ⅱ（5）的侧面设有四个调节孔，斜拉臂（3）的一端和立臂Ⅰ（1）的顶端连接，另一端和基座Ⅱ（5）铰接，立臂Ⅱ（6）位连接梁（7）的另一端。

3.根据权利要求2所述的一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置，其特征在于：所述基座Ⅰ（4）的侧面的五个调节孔从下到上依次包括调节孔A（11）、调节孔B（12）、调节孔C（13）、调节孔D（14）和调节孔E（15），其中，调节孔C（13）位于基座Ⅰ（4）超出连接梁（7）部分的中心位置，调节孔B（12）和调节孔D（14）与调节孔C（13）的间距均为75mm，且调节孔B（12）、调节孔C（13）和调节孔D（14）的连线位于基座Ⅰ（4）的中心竖直线，与连接梁（7）垂直，调节孔A（11）位于调节孔B（12）的斜下方，调节孔E（15）位于调节孔D（14）的斜上方，调节孔A（11）和调节孔B（12）的连线平行于调节孔D（14）和调节孔E（15）的连线，且与连接梁（7）呈53°夹角。

4.根据权利要求3所述的一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置，其特征在于：所述基座Ⅱ（5）的侧面的四个调节孔从下到上依次包括调节孔Ⅰ（16）、调节孔Ⅱ（17）、调节孔Ⅲ（18）和调节孔Ⅳ（19），其中，调节孔Ⅰ（16）和调节孔Ⅱ（17）的连线与连接梁（7）呈22°夹角，调节孔Ⅲ（18）和调节孔Ⅳ（19）的连线与连接梁（7）呈40°夹角。

5.根据权利要求4所述的一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置，其特征在于：所述平板输送车（8）的面板上，在相邻两个连接梁（7）将面板平分成的区域内均设有两个直径为5mm的穿孔（10），各区域中的两个穿孔（10）分别位于该区域的平行于连接梁（7）方向的边的三等分线和垂直于连接梁（7）方向的边的中心线的交叉点。

6.根据权利要求5所述的一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置，其特征在于：所述平板输送车（8）的垂直于连接梁（7）的两个侧边上分别设有三个挂钩（9），各挂钩（9）分别位于相邻两个连接梁（7）将面板平分成的区域的垂直于连接梁（7）方向的边中点位置，各个挂钩（9）为倒立设置。

7.根据权利要求6所述的一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置，其特征在于：所述连接梁（7）的两端均伸出平板输送车（8）端面，伸出距离为20-50cm。

8.根据权利要求7所述的一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置，其特征在于：所述立臂Ⅰ（1）之间设有横拉管（2），所述立臂Ⅰ（1）为工字钢，长度为1.1-1.2m，所述立臂Ⅱ（6）为工字钢，长度为0.4-0.5m。

9.根据权利要求8所述的一种小断面矿井连采装备组件便捷入井装置，其特征在于：所述连接梁（7）的数量为四个，该四个连接梁（7）中两端的连接梁（7）和平板输送车（8）的端面平齐。

10.一种如权利要求9所述的小断面矿井连采装备组件便捷入井装置的入井方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，拆解连采装备组件，

将长度3m以上，宽或高均超过1.1m的组件归为大型组件；长度在2m到3m之间，直径0.5-0.6m的组件归为中型组件；剩余组件归为小型组件；

第二步，绑扎固定，

大型组件绑扎在立臂Ⅰ（1）或横拉管（2）上，当在高度空间不够时宽度方向允许时，使立臂Ⅰ（1）向外倾斜15°进行空间的微调，使立臂Ⅰ（1）与连接梁（7）之间的角度有90°和105°两个状态，在平板输送车（8）另一侧的立臂Ⅱ（6）绑扎部分小型组件或配重后再绑扎大型组件；中型组件横置在平板输送车（8）上通过穿孔（10）和挂钩（9）绑扎固定；其余小型组件通过挂钩（9）绑扎固定在立臂Ⅱ（6）；

第三步，运输完成后，先拆卸小型组件，再拆卸中型组件，最后拆卸大型组件，完成各组件的组装后使用。