CN108798665A - 一种薄煤层连续采煤机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤矿井下采煤设备领域，具体是一种薄煤层连续采煤机。解决了薄煤层煤炭资源开采以及连续采煤机在竖井运输、井下装配的问题，包括截割部、装载部、行走部、机架体、输送部、稳定靴、电气系统、液压系统和水冷却喷雾系统，机架体两侧设置有行走部，机架体前上方为截割部，截割部由截割油缸支撑实现上下割煤；机架体前下方为装载部，机架体中部设置输送部，稳定靴位于机架体下方，水冷却喷雾系统位于机架体右后部，液压系统各执行单元由防爆电磁阀控制，通过屏蔽电缆接入电气系统，由电气系统完成控制。本发明可以对薄煤层煤炭资源进行高效、绿色和安全开采。
Description
技术领域
本发明属于煤矿井下采煤设备领域，具体是一种薄煤层连续采煤机。
背景技术
连续采煤机广泛应用于煤矿井下巷道掘进和边角煤、“三下”煤、不规则块段以及不适应综采工作面开采的煤炭资源开采中。具有适应范围广、投资少、运转灵活、掘采效率高、自动化程度高等优点，在我国有着广泛的应用前景。
我国连续采煤机在2007年以前，全部依赖进口，其部件质量和尺寸较大，主要应用于矿井条件较好的平硐矿井。2007年，山西天地煤机装备有限公司研制成功了我国首台连续采煤机，并在神东、陕煤等顶底板条件较好的浅埋煤层推广应用，取得了较好的使用效果。但现使用连续采煤机主要适用于中厚煤层，对采高范围在2米及以下的薄煤层无法适用。
我国薄煤层煤炭资源储量丰富, 约占全国煤炭储量的20%以上，在已探明矿区中,84.2%的矿区均有薄煤层分布，近年来，随着综采、综放技术的成功推广，开采强度不断加大，部分矿井厚及中厚煤层的储量日趋减少，薄煤层已成为主采煤层。我国薄煤层开采现主要通过炮采和刨煤机进行，炮采生产效率低，安全性差，刨煤机开采的适应范围较窄，不能很好解决薄煤层的开采技术难题，连续采煤机短壁开采技术可广泛应用于薄煤层开采中，开采效率高，安全性好，所以薄煤层连续采煤机的研发对薄煤层资源开采具有重要意义。
同时，我国大部分煤炭资源深埋地下，矿井巷道规格小，大多采用立井进行运输，而现有连续采煤机部件尺寸大，无法分解成适合国内竖井运输罐笼的尺寸，运送困难，只能在煤层埋深较浅的斜井中使用。
针对上述问题，急需一种薄煤层连续采煤机，解决薄煤层煤矿的资源开采以及在竖井运输煤矿中使用的难题，提高薄煤层煤炭资源的开采效率和安全性，填补薄煤层连采机开发和使用的国内空白。
发明内容
本发明为了解决薄煤层煤炭资源开采以及连续采煤机在竖井运输、井下装配的的问题，提供一种薄煤层连续采煤机。
本发明采取以下技术方案：一种薄煤层连续采煤机，包括截割部、装载部、行走部、机架体、输送部、稳定靴、电气系统、液压系统和水冷却喷雾系统，机架体两侧设置有行走部，机架体前上方为截割部，截割部由截割油缸支撑实现上下割煤；机架体前下方为装载部，机架体中部设置输送部，稳定靴位于机架体下方，水冷却喷雾系统位于机架体右后部，液压系统各执行单元由防爆电磁阀控制，通过屏蔽电缆接入电气系统，由电气系统完成控制。截割部包括截割臂主筋、左箱体和右箱体，左箱体、右箱体和截割臂主筋之间由定位销定位，并通过螺栓和锁紧垫片连接，截割臂主筋前端设置有截割滚筒，截割滚筒上设置截割环。
进一步的，装载部包括左铲板体和右铲板体，左铲板体和右产板体之间通过定位销轴配合哑铃销进行定位，并通过螺栓和锁紧垫片连接。
进一步的，机架体包括主机架和后机架，主机架和后机架两外侧板之间通过定位销轴和螺栓进行定位和连接。
进一步的，行走部包括行走减速器和履带架体，行走减速器与履带架体通过双销轴连接，履带架体的销轴连接孔以及行走减速器的销轴连接孔内侧装有轴套。
进一步的，水冷却喷雾系统包括水路控制模块、板式水冷却器、加压水泵、液控水阀、内喷雾系统和外喷雾系统，水路控制模块与入水口连接，水路控制模块分两水路与待冷却结构并联，其中一水路设置有板式水冷却器，并联水路与压力传感器连接，压力传感器与加压水泵，加压水泵与液控水阀连接，液控水阀分別与內喷雾系统和外喷雾系统连接。
进一步的，内喷雾系统的内喷雾系统喷嘴布置在截割滚筒前方左右的截割环上，外喷雾系统的外喷雾系统喷嘴分别布置于截割滚筒后方，截割部左右两侧和装载部左右两侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种薄煤层连续采煤机与现有技术相比较有明显的先进性，整机结构紧凑，机身高度为1.15米，采高1.2米，可以对薄煤层煤炭资源进行高效、绿色和安全开采。
本发明一种薄煤层连续采煤机的主要结构件采用分体设计，适合井下运输和装配，提高了连续采煤机的适用性。
本发明一种薄煤层连续采煤机的行走减速器与机架采用双销轴连接方式，可有效提高井下使用可靠性和维护便捷性。
本发明一种薄煤层连续采煤机的水冷却喷雾系统采用配备有加压水泵的内外喷雾系统，内喷雾直接作用于截割滚筒割煤区域，外喷雾在设备前方形成喷雾隔尘室，可有效提高设备的喷雾灭尘效率。
本发明一种薄煤层连续采煤机采用视距无线控制，系统具有远程在线监测和故障预诊断功能，可有效提高设备的采掘效率，有效避免操作人员的伤亡事故。
附图说明
图1是整体结构主视图；
图2是整体结构俯视图；
图3是分体式截割臂结构图；
图4是分体式装载部铲板结构图；
图5是分体式机架体结构图；
图6是分体式行走部结构图；
图7是水冷却喷雾系统结构图；
图8是内喷雾系统喷嘴布置图；
图中：1-截割部，2-装载部，3-行走部，4-机架体，5-输送部，6-稳定靴，7-电气系统，8-液压系统，9-水冷却喷雾系统，10-润滑系统，11-截割臂主筋，12-左箱体，13-右箱体，14-定位销，15-左铲板体，16-右铲板体，17-定位销轴，18-哑铃销，19-主机架，20-后机架，21-定位销轴，22-行走减速器，23-履带架体，24-销轴，25-轴套，26-水路控制模块，27-板式水冷却器，28-加压水泵，29-液控水阀，30-内喷雾系统，31-外喷雾系统，32-截割滚筒，33-截割环，34-内喷雾系统喷嘴，35-外喷雾系统喷嘴。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明的一种薄煤层连续采煤机主要部件由截割部1、装载部2、行走部3、机架体4、输送部5、稳定靴6、电气系统7、液压系统8、水冷却喷雾系统9和润滑系统10组成，整机机身高度1.15米，最小采高1.5米；其中机架体4两侧设置有行走部3，固定连接为一整体；机架体4前上方为截割部1，由截割油缸支撑实现上下割煤；机架体4前下方为装载部2，机架体中部设置输送部5，装载部2与输送部5共同作用完成对截割散落煤块的装运工作；稳定靴6位于机架体4下方，在截割过程中起稳定机身作用；水冷却喷雾系统9位于整机右后方，具有内外喷雾功能；液压系统8各执行单元由防爆电磁阀控制，通过屏蔽电缆接入电气系统7，由电气系统7完成控制，本连续采煤机不设驾驶操作部，通过采用视距无线遥控进行功能操作。
本发明中，整机使用具有加压水泵的内外喷雾系统，内喷雾直接作用于截割头割煤区域，外喷雾在设备前方形成喷雾隔尘室，可有效提高设备的喷雾灭尘效率，采用视距无线控制，替代驾驶操作部，将电气控制箱进行小型化设计，通过以上措施有效降低机身主体高度；采用优化设计方法，对截割部1、机架体4和截割油缸三者的连接铰点位置进行优化设计，最终实现整机高度1.15米，最小采高1.2米，满足薄煤层煤矿的采掘使用要求。
本发明中，截割部1、装载部2、行走部3和机架体4为分体结构，保证主要结构件的最大分解尺寸满足竖井运输罐笼的空间尺寸要求，可以满足在立井运输煤矿中使用。
如图3所示，截割部1架体由截割臂主筋11、左箱体12和右箱体13组成，左右箱体（12、13）和截割臂主筋11之间由定位销14定位，通过螺栓和锁紧垫片进行连接。
如图4所示，装载部2铲板体由左铲板体15和右铲板体16组成，左铲板体15和右产板体16之间通过定位销轴17配合哑铃销18进行定位，通过螺栓和锁紧垫片进行连接。
如图5所示，机架体4由主机架19和后机架20组成，主机架19和后机架20两外侧板之间通过定位销轴21和螺栓进行定位和连接。
如图6所示，行走部3由行走减速器22与履带架体23采用双销轴24连接方式，履带架体销轴连接孔和行走减速器销轴连接孔内侧装有轴套25，当轴套25与两连接销轴24配合间隙超过使用要求时，可对轴套25和销轴24进行更换，在矿井下复杂环境中使用时，可以有效缩短行走减速器的拆解维护时间。
本发明中，如图7所示，水冷却喷雾系统9主要由水路控制模块26、板式水冷却器27、加压水泵28、液控水阀29、内喷雾系统30和外喷雾系统31组成，当水路控制模块26电磁阀接收信号开始供水，采用串联方式对变频器箱、行走电机、装运电机和截割电机进行冷却，当压力传感器水压达到设定值后，加压水泵开始工作，液控水阀29打开实现喷雾。
本发明中，如图8所示，内喷雾系统34喷嘴布置在截割滚筒32前方左右截割环33上，可直接对截割滚筒32割煤区域进行喷雾降尘；外喷雾系统喷嘴35分别布置于截割滚筒34后方、截割部1左右两侧和装载部2左右两侧，在设备前方形成喷雾隔尘室，阻挡煤尘向后方扩散；通过内外喷雾共同作用可以有效提高连续采煤机的喷雾灭尘效率，改善工作面作业环境。
本发明中，控制系统采用视距无线控制，具有远程在线监测及故障预诊断功能，采用多传感器数据融合技术对传动系统、液压系统以及电气系统的关键参数进行数据采集，根据故障自检算法进行分析处理，可对整机运行情况进行实时监测和数据长期记录，设备的自动化程度较高，操作人员远离迎头，可有效避免伤亡事故的发生。
Claims (7)
1.一种薄煤层连续采煤机，其特征在于：包括截割部（1）、装载部（2）、行走部（3）、机架体（4）、输送部（5）、稳定靴（6）、电气系统（7）、液压系统（8）和水冷却喷雾系统（9），机架体（4）两侧设置有行走部（3），机架体（4）前上方为截割部（1），截割部（1）由截割油缸支撑实现上下割煤；机架体（4）前下方为装载部（2），机架体（4）中部设置输送部（5），稳定靴（6）位于机架体（4）下方，水冷却喷雾系统（9）位于机架体（4）右后部，液压系统（8）各执行单元由防爆电磁阀控制，通过屏蔽电缆接入电气系统（7），由电气系统（7）完成控制。
2.根据权利要求1所述的薄煤层连续采煤机，其特征在于：所述的截割部（1）包括截割臂主筋（11）、左箱体（12）和右箱体（13），左箱体（12）、右箱体（13）和截割臂主筋（11）之间由定位销（14）定位，并通过螺栓和锁紧垫片连接，截割臂主筋（11）前端设置有截割滚筒（32），截割滚筒（32）上设置截割环（33）。
3.根据权利要求1所述的薄煤层连续采煤机，其特征在于：所述的装载部（2）包括左铲板体（15）和右铲板体（16），左铲板体（15）和右产板体（16）之间通过定位销轴（17）配合哑铃销（18）进行定位，并通过螺栓和锁紧垫片连接。
4.根据权利要求1所述的薄煤层连续采煤机，其特征在于：所述的机架体（4）包括主机架（19）和后机架（20），主机架（19）和后机架（20）两外侧板之间通过定位销轴（21）和螺栓进行定位和连接。
5.根据权利要求1所述的薄煤层连续采煤机，其特征在于：所述的行走部（3）包括行走减速器（22）和履带架体（23），行走减速器（22）与履带架体（23）通过双销轴（24）连接，履带架体（23）的销轴连接孔以及行走减速器（22）的销轴连接孔内侧装有轴套（25）。
6.根据权利要求1所述的薄煤层连续采煤机，其特征在于：水冷却喷雾系统（9）包括水路控制模块（26）、板式水冷却器（27）、加压水泵（28）、液控水阀（29）、内喷雾系统（30）和外喷雾系统（31），水路控制模块（26）与入水口连接，水路控制模块（26）分两水路与待冷却结构并联，其中一水路设置有板式水冷却器（27），并联水路与压力传感器连接，压力传感器与加压水泵（28），加压水泵（28）与液控水阀（29）连接，液控水阀（29）分別与內喷雾系统（30）和外喷雾系统（31）连接。
7.根据权利要求6所述的薄煤层连续采煤机，其特征在于：所述的内喷雾系统（30）的内喷雾系统喷嘴（34）布置在截割滚筒（32）前方左右的截割环（33）上，外喷雾系统（31）的外喷雾系统喷嘴（35）分别布置于截割滚筒（32）后方，截割部（1）左右两侧和装载部（2）左右两侧。
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