CN108301830A - 一种露天矿用智能履带式采煤机、采煤生产线及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种露天矿用智能履带式采煤机、采煤生产线及工艺，包括采煤机，所述采煤机上安装有中间输送机构及煤料输出机构，所述采煤机一侧设有可移动的可伸缩带式输送机，可伸缩带式输送机一侧设有同步运动的斗装集料装置，所述斗装集料装置用于将煤料输送至固定安置式带式输送机，所述固定安置式带式输送机将煤料输送至集料仓，本发明的采煤生产线适应较大范围工作露天煤田的开采，劳动条件好，安全性能高，环境污染少。

Description

一种露天矿用智能履带式采煤机、采煤生产线及工艺

技术领域

本发明涉及采煤工艺技术领域，具体涉及一种露天矿用智能履带式采煤机、采煤生产线及工艺。

背景技术

露天开采就是移走煤层上覆的岩石及覆盖物，使煤敞露地表而进行开采，其中移去土岩的过程称为剥离，采出煤炭的过程称为采煤。

从我国露天煤矿开采的发展阶段看，五十年代初，由前苏联援助，开始新建和改建了一批露天煤矿。露天矿产量约占煤炭年产量的5％左右，比例偏低，随着大型露天采掘设备的研制，我国露天煤矿开采技术取得了长足的发展和进步。一是露天煤矿产量占全国煤矿产量比重逐渐增加，由2002年的4％左右提高到2007年的6％左右。二是露天煤矿开采特点正在向高度集中化、集约化方向发展，开采工艺正在向多样化、综合化和半连续化方向发展。

我国露天煤矿开采技术与国外先进水平相比,仍存在着规模小、产业集中度低、经济效益较低，技术工艺与装备水平、设备制造水平相对落后，自动化程度低，大型成套装备国产化程度低、进程较慢等问题。现阶段露天煤矿开采工艺由以单斗-铁道运输为主导向以单斗-卡车运输为主导的开采工艺发展，连续开采工艺和半连续开采工艺吊斗铲倒堆工艺受到重视并开始实施。露天采煤大多是将井田划分为若干水平分层，自上而下逐层开采，在空间上形成阶梯状。这种方法的劳动条件好，安全性也较高，但是效率太低，成本较高，不能实现利益的最大化，而且对于生产过程中的灰尘并没有很好地处理，在露天情况下所产生的煤尘在空气中大量扩散，使得工作环境恶劣，且对工作人员的健康产生很大的影响，在现在中国工业环境治理的形势下，亟需提供一种高效且绿色的露天采煤工艺。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种露天矿用智能履带式采煤机，适应较大范围露天煤田的开采，自动化程度高，减少了对环境造成的污染及施工人员身体健康的影响，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种露天矿用智能履带式采煤机，对现有双滚筒履带式采煤机进行改进，包括机体，所述机体位于工作面一侧的前后两端分别具有摇臂，所述摇臂上安装有滚筒，所述机体上安装有中间输送机构及煤料输出机构，所述中间输送机构接收有滚筒上采集的煤料，并将煤料传输给煤料输出机构，所述煤料输出机构用于将煤料输送出，所述煤料输出机构包括可调带式输送机，所述可调带式输送机的一端固定于回转机构上，所述回转机构带动可调带式输送机的转动，实现向不同方向输出煤料。

进一步的，所述中间输送机构包括固定于机体前后两端的刮板输送机，两个所述刮板输送机之间安装有中间带式输送机，两个所述刮板输送机接收滚筒上采集的煤料，将煤料向机体中间位置传输，传输给中间带式输送机，所述中间带式输送机位于可调式带式输送机的一侧，将煤料传输给可调式带式输送机。

本发明还提供了一种采煤生产线，采用如下技术方案：

一种采煤生产线，包括多台所述露天矿用智能履带式采煤机，每台所述露天矿用智能履带式采煤机进行特定工作面内煤田的开采，所述每个特定工作面一侧设置传送方向与其垂直的可伸缩带式输送机，用于接收所述露天矿用履带式采煤机的可调带式输送机传输的煤料，所述可伸缩带式输送机利用驱动机构驱动其沿工作面平行方向的移动，所述可伸缩带式输送机一端设有与其同步移动的斗装集料装置，可伸缩带式输送机将煤料输送至斗装集料装置，所述斗装集料装置一侧安装有固定安置式带式输送机，固定安置式带式输送机将煤料输送至集料仓。

进一步的，所述斗装集料装置包括可移动的车体，所述车体上安装有料斗，料斗底部具有煤料出口，煤料通过煤料出口进入安置式带式输送机。

进一步的，所述多个采煤机、可调带式输送机、斗装集料装置共用一台安置式带式输送机。

进一步的，所述固定安置式带式输送机与集料仓之间设置跨梁转载机及转运仓，固定安置式带式输送机将煤流通过跨梁转载机送入转运仓，由转运仓输送入集料仓。

进一步的，所述采煤生产线上安装有防尘喷雾装置，防止扬尘，降低环境污染。

进一步的，所述采煤生产线的各设备上安装监测装置，采集生产线上各设备的工作状态信息。

进一步的，所述采煤系统个设备周边设置空气质量检测装置，实时监控空气中煤尘含量。

本发明还提供了一种采煤工艺，采用所述采煤生产线，包括以下步骤：

步骤1：针对露天煤田实际工作面宽度，将工作面划分多个区域，设置相应数量的所述露天矿用智能履带式采煤机，可伸缩带式输送机及共用的固定安置式带式输送机，使固定安置式带式输送机与集料仓连通，完成采煤生产线的安装，采用多台采煤机对同一工作面同时进行采煤作业，

步骤2：每一台采煤机对应的工作面区域两侧开出一条空道，相邻两个工作面区域共用一条空道。

步骤3：采煤机移动至一侧空道平行于工作面位置，操作采煤机，斜切进刀，使滚筒完全进入煤层并使滚筒端面与工作面平行，采煤机沿工作面平行方向在工作面两侧之间往复移动，进行采煤，采煤机采集煤料经可伸缩带式输送机、斗装集料装置进入固定安置式带式输送机，进入集料仓。

本发明的有益效果：

1.本发明的采煤生产线，多台采煤机同时对同一个工作面进行采煤工作，且每台采煤机上具有可调带式输送机及与其配合使用的可伸缩带式输送机，能够较为方便的使煤料运输到可移动伸缩式带式输送机上，并且使得每次工作周期上实现可伸缩带式输送机的横移距离和伸缩距离的最小化，使得此生产线适应较大范围的工作露天煤田的开采。

2.本发明的采煤生产线具有防尘喷雾装置，最大限度的对煤尘的产生和溢出进行管制，实现露天煤矿的绿色开采，减少对环境造成污染，减少对施工人员身体健康的影响。

3.本发明的采煤生产线，生产线各设备周边设置空气监测装置，实时监测空气中煤尘含量，进而控制防尘喷雾系统的工作，减少了对电能等资源的消耗。

4.本发明的采煤生产线及采煤工艺，劳动条件好，安全性能高，效率较高，可以实现利益的最大化，而且对于生产过程中的煤尘有很好地处理。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本发明采煤机主视示意图；

图2是本发明采煤机俯视示意图；

图3是本发明采煤生产线布置示意图；

图4是本发明斗装集料装置主视示意图；

其中，1.机体，2.摇臂，3.滚筒，4.履带移动机构，5.可调带式输送机，6.回转机构，7.刮板输送机，8.中间带式输送机，9.可伸缩带式输送机，10.斗装集料装置，101.车体，102.料斗，11.安置式带式输送机，12.跨梁转载机，13.转运仓，14.集料仓，15.空道，16.工作面。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，我国露天煤矿开采技术落后，开采效率低、安全性能差，而且污染严重，针对上述问题，本申请提出了一种露天矿用智能履带式采煤机。

本申请的一种典型实施方式中，如图1-4所示，一种露天矿用智能履带式采煤机，在现有的大功率履带式双滚筒采煤机基础上进行改进，包括机体1，所述机体位于工作面一侧的前后两端分别具有摇臂2，所述摇臂上安装有滚筒3，所述机体下方安装有履带移动机构4，所述机体上安装有中间输送机构及煤料输出机构，所述中间输送机构接收有滚筒上采集的煤料，并将煤料传输给煤料输出机构，所述煤料输出机构用于将煤料输送出，所述煤料输出机构包括可调带式输送机5，所述可调带式输送机的一端固定于回转机构6上，所述回转机构带动可调带式输送机的转动，实现向不同方向输出煤料。

所述中间输送机构包括固定于机体前后两端的刮板输送机7，两个所述刮板输送机之间安装有中间带式输送机8，两个所述刮板输送机接收滚筒上采集的煤料，将煤料向机体中间位置传输，传输给中间带式输送机，所述中间带式输送机位于可调式带式输送机的一侧，将煤料传输给可调式带式输送机。

改进后的采煤机滚筒直径为4m，截深850mm，最大采高8000mm，下切深度700mm，过煤通道截面积1平方米，过煤高度278mm，适合倾角不大于16°，装机纵功率860KW，供电电压300V，机身长度9000mm，整机重量170吨，安装于采煤机上的防尘喷雾装置采用内、外喷雾形式，生产能力大于4500t/h。

本发明还公开了一种采用上述露天矿用智能履带式采煤机的采煤生产线，应用于已剥离土石层的露天煤田进行开采，本申请的实施方式中，将工作面16划分为三个区域，对应配置三台所述的采煤机，三台采煤机同时对工作面进行采煤，所述三台采煤机的一侧设置可伸缩带式输送机9，所述可伸缩带式输送机与驱动机构连接，驱动机构可驱动其沿工作面平行的方向移动，所述可伸缩带式输送机一端用于接收采煤机上可调带式输送机输送的煤料，另一端安装一台斗装集料装置10，所述斗装集料装置包括由驱动机构驱动的车体101，所述车体上安装有漏斗状的料斗102，不会产生煤块的掉落和溅出，所述料斗的底部具有出料口，斗装集料装置的一侧设有与工作面平行设置的安置式带式输送机11，用于接收从出料口输送出的煤料，所述控制斗料集料装置的驱动机构与控制可伸缩带式输送机移动的驱动机构采用变频同步控制，斗料集料装置和可伸缩带式输送机可实现同步运动。

三个工作面区域内的设备共用一条固定安置式带式输送机，所述固定安置式带式输送机铆接固定在地面上，并通过跨梁转载机12及转运仓13连接至集料仓14，煤田的外部设置跨梁转载机，与固定安置式带式输送机连接，固定安置式带式输送机可将煤料输送至跨梁转载机，跨梁转载机与转运仓连接，将煤料输送至转运仓，在转运仓进行分类等预处理，然后输送至集料仓。

所述采煤生产线上安装有防尘喷雾装置，尤其是采煤机的滚筒处，斗装集料装置的料斗内部、各条带式输送机的一侧及交接处，最大限度的对煤尘的产生和溢出进行管制，实现露天煤矿的绿色开采，减少对环境造成污染，减少对施工人员身体健康的影响。

整条采煤生产线上的设备接收控制系统的控制，并配套相应的作业软件，将露天煤矿的开采设备进行数字化、模块化，在作业软件中进行实体建模，当在采煤机进行连续作业时，同时在数字化作业软件中的，露天煤田数字化模型也在不断的减少，实现同步检测性，同时在作业软件中提前设置好在前期探测中的不稳定因素存在位置点，在采煤机将要经过时，提前发出预警信号给采煤机，采煤机进入预警环境工况，控制进给速度和截割效率，防止意外的发生。

在生产线的采煤机、各条带式输送机及生产线周边环境中设置空气质量检测装置，实时监测空气煤尘含量，并将数据汇总到作业软件中，当工作环境中某位置煤尘超标时，控制系统控制该位置的防尘喷雾装置增大工作功率，降低该处煤尘含量，当某工作位置处煤尘含量持续在低点时，降低该处防尘喷雾装置的功率，减小对电能等资源的消耗。

在生产线上布置监测装置，尤其是在采煤机、各条带式输送机及配套的液压泵站及防尘喷雾系统的直接工作处，所述监测装置为温度传感器及振动传感器，将采集的数据间歇性传递给控制系统中，并由控制系统传输到作业软件上，当某处的数据值长时间处于高值说明该部件处于极度使用状态或遇到突发情况，需要该工作面的工作人员注意。

本发明还公开了一种采煤工艺，采用上述的采煤生产线，包括以下步骤：

步骤1：针对露天煤田实际工作面宽度，将工作面划分多个区域，通常每个工作面区域的宽度为300m至400m，本实施方式中，划分为三个工作区域，每个区域设置一台所述露天矿用履带式采煤机，安装可调带式输送机及安置式带式输送机，使固定安置式带式输送机通过煤田外的跨梁转载机及转运仓与集料仓连通，完成采煤生产线的安装，采用三台采煤机对同一工作面同时进行采煤作业，

步骤2：每一台采煤机对应的工作面区域两侧开出一条宽约5米的空道15，相邻两个工作面区域共用一条空道。

步骤3：采煤机移动至左侧空道平行于工作面位置，操作采煤机，使履带原地转向约25°，向前方移动，使右边的滚筒斜切进刀，然后履带慢慢转向并保持向前移动，最终使滚筒完全进入煤层并使滚筒端面与工作面平行，采煤机开始向右侧沿着工作面平行的方向移动，当采煤机的左端到达工作面右侧边时，履带转向20°，反方向向煤层进刀并时刻回调角度，最终使机身与工作面平行，由工作面右侧向左侧进刀割煤，采煤机以此方式在工作面两侧往复运动，对露天煤田进行采煤工作。

滚筒采集的煤料落入两个刮板输送机，向机体中间聚拢进入中间带式输送机，中间带式输送机将煤料传输给可调带式输送机，可调带式输送机将煤料传输给可伸缩带式输送机，可调带式输送机的一端安装与回转机构上，可灵活调整传输方向，能够较为方便的使煤块运输到可移动伸缩式带式输送机上，并且使得每次工作周期上伸缩式输送机的横移距离和伸缩距离的最小化，使得此生产线适应较大范围的工作露天煤田的开采。

可伸缩式输送机将煤料输送入与其同步移动的斗装集料装置中，斗装集料装置通过出料口将煤料输送至固定安置式带式输送机中，固定安置式带式输送机通过跨梁转载机送入转运仓，进行分类等预处理，然后煤料进入集料仓。

本发明的采煤工艺劳动条件好，安全性也较高，效率也高，可以实现利益的最大化，而且对于生产过程中的煤尘有很好地处理，在现在中国工业环境治理的形势下，这种高效且绿色的一种露天采煤工艺值得推广和借鉴。

本申请中，刮板输送机、可调带式输送机、可伸缩带式输送机、防尘喷雾系统等结构为现有的设备，其具体结构在本申请中不做详细叙述。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种露天矿用智能履带式采煤机，对现有双滚筒履带式采煤机进行改进，包括机体，所述机体位于工作面一侧的前后两端分别具有摇臂，所述摇臂上安装有滚筒，其特征在于，所述机体上安装有中间输送机构及煤料输出机构，所述中间输送机构接收有滚筒上采集的煤料，并将煤料传输给煤料输出机构，所述煤料输出机构用于将煤料输送出，所述煤料输出机构包括可调带式输送机，所述可调带式输送机的一端固定于回转机构上，所述回转机构带动可调带式输送机的转动，实现向不同方向输出煤料。

2.如权利要求1所述的一种露天矿用智能履带式采煤机，其特征在于，所述中间输送机构包括固定于机体前后两端的刮板输送机，两个所述刮板输送机之间安装有中间带式输送机，两个所述刮板输送机接收滚筒上采集的煤料，将煤料向机体中间位置传输，传输给中间带式输送机，所述中间带式输送机位于可调式带式输送机的一侧，将煤料传输给可调式带式输送机。

3.一种采煤生产线，其特征在于，包括多台权利要求1所述露天矿用智能履带式采煤机，每台所述露天矿用智能履带式采煤机进行特定工作面内煤田的开采，所述每个特定工作面一侧设置传送方向与其垂直的可伸缩带式输送机，用于接收所述露天矿用智能履带式采煤机的可调带式输送机传输的煤料，所述可伸缩带式输送机利用驱动机构驱动其沿工作面平行方向的移动，所述可伸缩带式输送机一端设有与其同步移动的斗装集料装置，可伸缩带式输送机将煤料输送至斗装集料装置，所述斗装集料装置一侧安装有固定安置式带式输送机，固定安置式带式输送机将煤料输送至集料仓。

4.如权利要求3所述的一种采煤生产线，其特征在于，所述斗装集料装置包括可移动的车体，所述车体上安装有料斗，料斗底部具有煤料出口，煤料通过煤料出口进入固定安置式带式输送机。

5.如权利要求3所述的一种采煤生产线，其特征在于，所述多个采煤机、可调带式输送机、斗装集料装置共用一台固定安置式带式输送机。

6.如权利要求3所述的一种采煤生产线，其特征在于，所述固定安置式带式输送机与集料仓之间设置跨梁转载机及转运仓，固定安置式带式输送机将煤流通过跨梁转载机送入转运仓，由转运仓输送入集料仓。

7.如权利要求3所述的一种采煤生产线，其特征在于，所述采煤生产线上安装有防尘喷雾装置，防止扬尘，降低环境污染。

8.如权利要求3所述的一种采煤生产线，其特征在于，所述采煤生产线的各设备上安装监测装置，采集生产线上各设备的工作状态信息。

9.如权利要求3所述的一种采煤生产线，其特征在于，所述采煤系统个设备周边设置空气质量检测装置，实时监控空气中煤尘含量。

10.一种采煤工艺，其特征在于：采用权利要求3所述的采煤生产线，包括以下步骤：

步骤1：针对露天煤田实际工作面宽度，将工作面划分多个区域，设置相应数量的所述露天矿用履带式采煤机，可伸缩带式输送机及共用的固定安置式带式输送机，使固定安置式带式输送机与集料仓连通，完成采煤生产线的安装，采用多台采煤机对同一工作面同时进行采煤作业；

步骤2：每一台采煤机对应的工作面区域两侧开出一条空道，相邻两个工作面区域共用一条空道；

步骤3：采煤机移动至一侧空道平行于工作面位置，操作采煤机，斜切进刀，使滚筒完全进入煤层并使滚筒端面与工作面平行，采煤机沿工作面平行方向在工作面两侧之间往复移动，进行采煤，采煤机采集煤料经可伸缩带式输送机、斗装集料装置进入固定安置式带式输送机，进入集料仓。