CN108005665A - 一种巷道快速综合掘进系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种巷道快速综合掘进系统，属于巷道掘进、锚护和运输装备技术领域。包括若干顶板支护装置、位于顶板支护装置下方的掘进机和位于掘进机后部的锚杆作业车以及沿巷道设置的除尘送风系统，掘进机上设置用于将锚杆支护区顶板支护装置运送到空顶区进行支护的支架搬运装置；掘进机的尾部设置运送物料的第二运输机，锚杆作业车骑跨在第二运输机上方。本发明能够实现巷道掘进、支护、锚固和运输综合机械化作业，解决了传统掘进方式效率低下、设备分散和人员劳动强度大的问题，能够为工人提供良好安全的工作环境，减轻劳动强度。本发明能够提高巷道掘进效率，有利于煤矿采掘减员增效，为矿井的机械化、集约化生产模式创造条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种巷道快速综合掘进系统，属于巷道掘进、锚护和运输装备技术领域。
背景技术
中国是煤炭产销大国，随着煤矿整合，小矿井陆续关闭，千万吨矿井群不断涌现，采煤工作量大大提高，但掘进水平并没有相应提高。煤矿井下巷道掘进虽然已经实现了综合机械化掘进，这种作业方式解决了掘进的机械化，但是锚护作业大多还是采用人工打锚杆，锚护与掘进交叉作业，传统掘进工艺是掘进机每掘进1排，就要进行一次锚护作业，锚护时间通常比掘进时间长，这就造成了掘进机开机率低、掘进效率无法提高的问题。而且锚护作业通常没有实现综合机械化，手持式锚杆机需要矿工肩扛手抬，打锚杆的同时钻杆流出的水会打湿矿工的衣服，工人劳动强度大、工作环境恶劣，这些问题都亟待解决。
发明内容
本发明目的是为了解决掘进机掘进和锚护作业不同步造成的掘进效率低下的问题，该装置的掘进与锚护平行作业，实现了综合机械化掘锚作业，提高了巷道掘进效率，降低人员劳动强度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种巷道快速综合掘进系统，包括若干顶板支护装置、位于顶板支护装置下方的掘进机和位于掘进机后部的锚杆作业车以及沿巷道设置的除尘送风系统，掘进机上设置用于将锚杆支护区顶板支护装置运送到空顶区进行支护的支架搬运装置；掘进机的尾部设置运送物料的第二运输机，锚杆作业车骑跨在第二运输机上方。
本发明技术方案的进一步改进在于：若干顶板支护装置支撑掘进机上部空顶区顶板形成临时支护区，掘进机在顶板支护装置形成的临时支护区域内截割作业，锚杆作业车在掘进机尾部打锚杆；锚杆支护区的顶板支护装置用掘进机上的支架搬运装置回收并运送到掘进机截割后形成的空顶区展开，顶板支护装置循环往复前移。
本发明技术方案的进一步改进在于：支架搬运装置为沿滑动导轨运动的搬运小车；滑动导轨下端设置固定导轨上端设置倍速机构；固定导轨固定在掘进机的机体上，搬运小车固定在倍速机构上。
本发明技术方案的进一步改进在于：滑动导轨由液压油缸驱动沿导轨滑道运动，搬运小车通过倍速机构在滑动导轨上以2倍于滑动导轨的运动速度往复运动。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述除尘送风系统包括位于掘进机上的除尘风机和固定在巷道顶部的送风风筒。
本发明技术方案的进一步改进在于：滑动导轨和固定导轨之间为齿轮齿条驱动。
本发明技术方案的进一步改进在于：掘进机铲板两侧具有可扩展副铲板。
本发明技术方案的进一步改进在于：锚杆作业车上包括顶板锚杆钻机和侧帮锚杆钻机。
本发明技术方案的进一步改进在于：第二运输机的机身为节式连接的高强度结构钢，第二运输机的机身总长度大于30米。
本发明技术方案的进一步改进在于：相邻的顶板支护装置之间拉杆连接。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：
本发明中的顶板支护装置、掘进机、支架搬运装置、锚杆作业车、第二运输机的配合使用，能够实现巷道掘进的综合机械化，掘进和锚护平行作业。
本发明通过多排顶板支护装置支撑空顶区顶板，形成可供掘进机安全作业的临时支护区域，掘进机掘进的同时，锚杆作业车在掘进机后部打锚杆。
本发明通过在掘进机上设置支架搬运装置，实现了对锚杆支护区顶板支护装置的回收并运送到空顶区再次进行支护使用，能够避免出现反复支撑的现象，保证了巷道掘进的安全和高效。
本发明的支架搬运装置安装在掘进机上，通过导轨滑道输送顶板支护装置，掘进机前后移动，能够配合支架搬运装置将后部支架运送到前端，使用灵活方便。
本发明的锚杆作业车骑跨在第二运输机上，进退灵活、机身稳定，锚杆作业车与带式输送机各自独立作业，互不影响。
本发明的除尘风机安装到掘进机上部，同时送风风筒前端固定在巷道上方，送风风筒与除尘风机配合形成通风系统，保证巷道内工作环境良好。
本发明能够实现巷道掘进、支护、锚固和运输综合机械化作业，解决了传统掘进方式效率低下、设备分散和人员劳动强度大的问题，能够为工人提供良好安全的工作环境，减轻工人劳动强度，提高工作效率。
本发明能够提高巷道掘进效率，有利于煤矿采掘减员增效，为矿井的机械化、集约化生产模式创造条件。
附图说明
图1是本发明主视图；
图2是本发明俯视图；
图3是本发明掘进机及支架搬运装置示意图；
其中，1、掘进机，2、锚杆作业车，3、第二运输机，4、搬运小车，5、滑动导轨，6、除尘风机，7、送风风筒，8、可扩展副铲板，9、顶板锚杆钻机，10、侧帮锚杆钻机，11、顶板支护装置，12、锚杆，13、皮带运输机，14、倍速机构，15、固定导轨。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明：
本发明公开了一种巷道快速综合掘进系统，是一种综合性的掘进、锚护以及运输设备，该装置用于巷道的快速掘进，被应用在煤矿的生产中。下面是具体的实施例：
本发明所述的巷道快速综合掘进系统，是一种能够同时进行掘进和锚护作业的装置。如图1、图2所示，所述掘进装置包括若干顶板支护装置、位于顶板支护装置下方的掘进机1和位于锚杆支护区的锚杆作业车2，掘进机1在前方进行掘进作业，锚杆作业车2在掘进机1的后方进行锚护作业也就是在巷道的顶部和侧壁打锚杆。在掘进机截割后形成的空顶区内设置有若干的顶板支护装置用于对巷道进行临时支护。
本发明中在巷道内使用若干顶板支护装置11用于临时支护，相邻的顶板支护装置11之间使用拉杆连接，增加稳定性。顶板支护装置11顶部由多个支撑面组成，由液压油缸顶起，能够适应不平整的巷道顶板，使顶板支护装置11与顶板最大程度的接触，达到最佳贴合状态，更好的发挥支撑作用。巷道侧帮上部煤岩由侧帮护板支撑，防止煤岩片帮垮落造成事故；两侧伸缩支腿由油缸支柱组成，结构简单、尺寸小，掘进机1两侧间隙大，便于顶板支护装置11的运输并且能够保证逃生通道宽度。
本发明使用中由若干顶板支护装置11支撑掘进机1上部空顶区顶板形成临时支护区，掘进机1在顶板支护装置11形成的临时支护区域内截割作业，锚杆作业车2在掘进机1尾部打锚杆；锚杆支护区的顶板支护装置11用掘进机1上的支架搬运装置回收并运送到掘进机1截割后形成的空顶区展开，顶板支护装置11循环往复前移，实现对不断变化位置的空顶区的临时支护。
本发明在掘进机上设置支架搬运装置用来对顶板支护装置进行搬运，即将锚杆支护区顶板支护装置11运送到掘进空顶区域进行支护。因为锚杆支护区内完成打锚杆的区域不再需要顶板支护装置11的支护，而掘进空顶区需要顶板支护装置11的临时支护。本发明中的支架搬运装置，如图3所示，通常由搬运小车4、滑动导轨5、倍速机构14、在掘进机1的机体上端固定设置的固定导轨15和动力装置组成。工作时固定导轨15通过螺栓与掘进机1进行固定，滑动导轨5与固定导轨15通过动力装置联接，滑动导轨5由动力装置驱动实现其向前或向后直线运动，搬运小车4通过倍速机构14分别与滑动导轨5和固定导轨15进行联接，在驱动装置推动滑动导轨5实现直线运动的同时，搬运小车4通过倍速机构14在滑动导轨5上实现2倍于滑动导轨5的运动速度往复运动，从而完成顶板支护装置11的搬运，改设置能够保证及时回收锚杆支护区顶板支护装置。在具体的实施中滑动导轨5可以设置为液压油缸沿滑动导轨滑道驱动的运动的形式，即在固定导轨15上设置液压油缸，该液压油缸的缸体部分与固定轨道15连接，液压油缸的活塞杆部分与滑动轨道5连接，通过液压油缸的驱动来推动滑动导轨5实现直线运动，滑动导轨5在运动的同时，搬运小车4通过倍速机构14分别与运动导轨5及固定导轨15联接，在运动导轨5上实现倍速运动从实现顶板支护装置11的及时搬运回收。此外，滑动导轨5还可以设置为齿轮齿条驱动的形式。倍速机构14是由动力装置驱动能够以2倍于滑动导轨的运动速度往复运动的机构。为了保证搬运小车4能够在搬运顶板支护装置11时能够稳定运动，可以平行设置两条导轨滑道。滑动轨道5可以为平行设置的两根梁。本发明的支架搬运装置安装在掘进机上，支架搬运装置通过导轨滑道输送顶板支护装置，掘进机前后移动，能够配合支架搬运装置将后部支架运送到前端，使用灵活方便。在使用时，搬运小车4位于需要回收的顶板支护装置11的顶板的下方，控制顶板支护装置11的液压缸回收，从而顶板支护装置11能够正好被搬运小车4拖住。
本发明在掘进机1前端铲板两侧设置有可扩展副铲板8，在掘进机1正常截割时可扩展副铲板8为收缩状态，便于截割和前后移动掘进机，在收煤时可扩展副铲板8向外伸展，能够将侧帮支柱处浮煤清理干净，减少工人劳动强度，提高掘进效率。
巷道内打锚杆作业需要使用到锚杆钻机，在对巷道进行锚护作业时，需要对巷道的顶部和侧壁均进行打锚杆作业，所以在锚杆作业车2上设置了顶板锚杆钻机9和侧帮锚杆钻机10。顶板锚杆钻机9和侧帮锚杆钻机10同时对巷道顶部和侧壁进行打锚杆作业，能够提高工作效率。本发明通常使用大跨度的锚杆作业车2，锚杆作业车2骑跨在第二运输机3上方，两者互不影响能够独立完成工作。锚杆作业车2能够灵活进退并且机身稳定。锚杆作业车2采用大跨度宽体并且高机身的结构，能够满足设备的高稳定性和物料运输的高通过性。锚杆作业车2搭载的顶板锚杆钻机9和侧帮锚杆钻机10能够快速完成巷道顶板及侧帮的支护。
在掘进机1的尾部设置第二运输机3用来运送物料，具体的是通过第二运输机3将截割出的煤运送到锚杆作业车2的后方，第二运输机3位于锚杆作业车2的下方。在巷道内还设置有皮带运输机13，物料经第二运输机3运送到皮带运输机13上，然后经过皮带运输机13运送出来。在具体的实施中，第二运输机3的机身为采用节式连接的高强度结构钢，能够便于快速拆装并且保证机身强度。此外，在第二运输机3与掘进机1尾端连接的机头部分设置辊面包胶的缓冲托辊，用以减少落料对第二运输机3的输送带的冲击。具体结构如图1、图2所示。
本发明在巷道内还设置有除尘送风系统，用来保证巷道内有一个清洁的作业环境，除尘送风系统是沿巷道设置的，除尘送风系统对掘进工作面进行除尘送风。如图1、图2所示，除尘送风系统包括除尘风机6和送风风筒7，其中除尘风机6安装在掘进机1的机体上方，除尘风机6朝向巷道前方工作面设置；送风风筒7沿巷道设置固定在巷道的顶部。除尘风机6优先地使用高效湿式除尘风机，将高效湿式除尘风机安装在掘进机1的机体上方，能够以最近距离靠近掘进机1的工作面，使灭尘达到最佳效果。送风风筒与除尘风机配合形成除尘送风系统，能够保证巷道内掘进工作面具有良好的工作环境。
在煤矿等生产企业中，使用该巷道快速综合掘进系统能够实现巷道的快速掘进，具体的工作步骤如下：
步骤a）、在支架搬运装置上储备若干排顶板支护装置备用，掘进机截割作业的同时锚杆作业车在掘进机后方打锚杆，掘进机完成一定距离的进尺后，掘进机停止掘进。
步骤b）、将支架搬运装置上储备的顶板支护装置通过支架搬运装置运输到掘进机前端，按照巷道锚杆设计排距依次撑起，进行临时支护。
步骤c）、重复上述步骤，直至将支架搬运装置上储存的顶板支护装置全部运输到前端用于临时支护，完成一次循环。在单次循环中，锚杆作业车进行锚杆支护的排数与掘进机进尺排数相同。
步骤d）、锚杆作业车后撤，掘进机向后退到后排顶板支护装置处，支架搬运装置向后伸出，回收已完成锚杆支护区域的顶板支护装置，然后掘进机前进继续进行掘进作业，同时锚杆作业车前进进行锚杆支护作业。
本发明的巷道快速综合掘进系统能够实现巷道掘进、支护、锚固和运输综合机械化作业，解决了传统掘进方式效率低下、设备分散和人员劳动强度大的问题，提高了巷道掘进效率，有利于煤矿采掘减员增效，为矿井的机械化、集约化生产模式创造了条件。
本发明能够为巷道内的掘进工作面提供良好安全的工作环境，并且能够减轻了工人劳动强度，提高工作效率。
本发明中的顶板支护装置、掘进机、支架搬运装置、锚杆作业车、第二运输机的配合使用，能够实现巷道掘进的综合机械化，掘进和锚护平行作业。
Claims (10)
1.一种巷道快速综合掘进系统，其特征在于：包括若干顶板支护装置（11）、位于顶板支护装置（11）下方的掘进机（1）和位于掘进机后部的锚杆作业车（2）以及沿巷道设置的除尘送风系统，掘进机（1）上设置用于将锚杆支护区顶板支护装置（11）运送到空顶区进行支护的支架搬运装置；掘进机（1）的尾部设置运送物料的第二运输机（3），锚杆作业车（2）骑跨在第二运输机（3）上方。
2.根据权利要求1所述的一种巷道快速综合掘进系统，其特征在于：若干顶板支护装置（11）支撑掘进机（1）上部空顶区顶板形成临时支护区，掘进机（1）在顶板支护装置（11）形成的临时支护区域内截割作业，锚杆作业车（2）在掘进机（1）尾部打锚杆；锚杆支护区的顶板支护装置（11）用掘进机（1）上的支架搬运装置回收并运送到掘进机（1）截割后形成的空顶区展开，顶板支护装置（11）循环往复前移。
3.根据权利要求1所述的一种巷道快速综合掘进系统，其特征在于：支架搬运装置为沿滑动导轨（5）运动的搬运小车（4）；滑动导轨（5）下端设置固定导轨（15）上端设置倍速机构（14）；固定导轨（15）固定在掘进机（1）的机体上，搬运小车（4）固定在倍速机构（14）上。
4.根据权利要求3所述的一种巷道快速综合掘进系统，其特征在于：滑动导轨（5）由液压油缸驱动沿导轨滑道运动，搬运小车（4）通过倍速机构（14）在滑动导轨（5）上以2倍于滑动导轨（5）的运动速度往复运动。
5.根据权利要求3所述的一种巷道快速综合掘进系统，其特征在于：滑动导轨（5）和固定导轨（15）之间为齿轮齿条驱动。
6.根据权利要求1所述的一种巷道快速综合掘进系统，其特征在于：所述除尘送风系统包括位于掘进机（1）上的除尘风机（6）和固定在巷道顶部的送风风筒（7）。
7.根据权利要求1所述的一种巷道快速综合掘进系统，其特征在于：掘进机（1）铲板两侧具有可扩展副铲板（8）。
8.根据权利要求1所述的一种巷道快速综合掘进系统，其特征在于：锚杆作业车（2）上包括顶板锚杆钻机（9）和侧帮锚杆钻机（10）。
9.根据权利要求1所述的一种巷道快速综合掘进系统，其特征在于：第二运输机（3）的机身为节式连接的高强度结构钢，第二运输机（3）的机身总长度大于30米。
10.根据权利要求1所述的一种巷道快速综合掘进系统，其特征在于：相邻的顶板支护装置（11）之间拉杆连接。
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