CN109736799A - 薄煤层开采系统截割部 - Google Patents

Abstract

本发明公开了薄煤层开采系统截割部，包括设置在同一采煤运输机槽上且朝向相同的至少两个截割头组件；还包括与截割头组件传动连接并提供动力的动力机构。本发明提供一种适应性强、效率高、整体结构优化、性能参数高、适应能力强的薄煤层采煤截割设备，采用双输出轴电机，且充分利用电机结构，取消了普通截割部结构设计中采用的繁琐的多级直齿传动，整体结构简单，传动效率高。无截割滚筒中部电机布置结构，为薄煤层智能开采系统截割部垂直进刀提供了结构可行性，从根本上改变了目前煤炭回采进刀方式，大大降低了顺槽巷道开采宽度，提高了开采效率。

Description

薄煤层开采系统截割部

技术领域

本发明属于煤矿机械设备技术领域，具体涉及一种薄煤层开采系统截割部结构。

背景技术

炭工业是我国重要的基础产业。长期以来，煤炭在我国一次性能源生产和消费构成中均占2/3以上。我国煤炭资源丰富，在未来相当长的时期内，以煤为主的能源供应格局不会改变，只有保持煤炭工业的持续、稳定和健康发展，才能确保我国国民经济的稳定增长。我国作为世界上重要的产煤基地，在厚煤层综采、综放开采方面取得了重大突破，处于国际领先地位，然而在薄煤层综采方面却是一个相对薄弱环节。其主要的客观原因是薄煤层开采空间小、效率低、工人劳动强度大、安全事故多、经济效益低下，致使大量薄煤层煤炭资源处于搁置状态，回采产量占总产量的比重只有10．4%，远低于储量所占的比重，而且有下降的趋势。其关键原因在于缺乏适应性好、生产效率高的薄煤层综采技术装备，特别是各矿区在投产初期通常优先开采中厚煤层和厚煤层，放弃开采厚度在1．2 m以下的煤层，浪费了大量宝贵的煤炭资源，缩短了矿井的服务期限，制约了整个煤炭工业的协调发展。

长壁式采煤法是目前我国井工开采矿井中采用的主要采煤方法，薄煤层开采也是采用这种方法。现阶段煤矿薄煤层开采常用的技术主要有二种，一种是刨煤机采煤技术，还有一种是综合机械化采煤技术。但在以上采煤应用技术中，创煤机有截割硬度低、效率差的缺点；综合机械化采煤技术中的采煤机整机长度大，截割滚筒之间距离远，造成采煤机存在工作面进刀路线复杂的缺点，且两者均不太适应于较硬煤岩的截割，过断层能力差。

波兰KOPEX公司有生产有改进型机型。但其结构复杂，传动效率低，该结构中的电机位置严重影响截割部垂直进刀工艺，造成掘进巷道要求宽度大，资源浪费严重。

发明内容

针对上述现有技术中问题，本发明提供一种适应性强、效率高、整体结构优化、性能参数高、适应能力强等的新型薄煤层智能开采系统截割部。

本发明所采用的技术方案为：薄煤层开采系统截割部，包括设置在同一采煤运输机槽上且朝向相同的至少两个截割头组件；还包括与截割头组件传动连接并提供动力的动力机构。

现有的普通煤层开采系统主要包括采煤截割部、刮板运输机和液压支架配套。所述运输机为一种链条传动的刮板式传输结构，通过链条进行牵引使得带有刮板的链条进行循环往复运动，然后收集并向外传输由截割头钻下的石煤。而所述采煤运输机上设有机槽，所述截割头组件设置在机槽上并与采煤运输机滑动连接，通过设置在机槽内的链条牵引拉动。

而现有的截割部多采用一个截割头和一个减速箱，并采用多级齿轮或行星齿轮箱传动。而端头处设有摇臂，所述截割头设置在摇臂上。该结构不仅空间占用较大，整机长度大，结构复杂，维护难度较大，可靠性和安全维修性较差。而现在对于薄煤层采煤通过现有设备进行开采难度较大。而本发明中采用的多截割头并排同向设置进行采煤，不仅效率较高，且通过结构优化，减少原有的机械传动结构，并通过内部优化缩短相邻截割头组件之间的间距，从而有效的减小了空间占用率。同时未采用长臂式结构，能够大大降低巷道的开采宽度，从而进一步提高开采效率。

进一步的，所述截割头组件包括截割头和与截割头传动连接的减速器。

进一步的，所述同一采煤运输机槽上设有两个截割头组件；

其中一个截割头组件包括相互传动连接的左截割头和左减速器；

另一个截割头组件包括相互传动连接的右截割头和右减速器。

这里限定本设备为双截割头结构，且结构尺寸型号相同，只是为区分其设置在不同位置，故采用不同科技术语进行指代。其中所述“左”、“右”只是为区分并便于限定，并未实际限定其方位。而左截割头和右截割头一般采用对称式结构设计，便于操控。

进一步的，所述动力结构为设置在两个截割头组件之间并与两个截割头组件同时传动连接的双出轴电机。

进一步的，所述双出轴电机轴线与任一截割头组件的截割头轴线垂直。所述双出轴电机是一种具有两个输出轴的电动机构，通过同个双出轴电机带动两个截割头，能够减小设备整体空间占用率。同时通过无截割滚筒中部电机布置结构，为薄煤层智能开采系统截割部垂直进刀提供了结构可行性，从根本上改变了目前煤炭回采进刀方式，大大降低了巷道开采宽度，提高了开采效率。

实际设置时，两个截割头组件之间的间距稍大于该双出轴电机的机壳在轴线方向的长度，同样也是在确保其具备较好的传动效率同时还能够尽可能缩小间距，以便减小巷道开采宽度。

而采用同个双出轴电机带动，并取消繁琐的多级直齿传动，整体结构简单，传动效率高。双出轴电机的输出轴直接与减速箱连接，通过减速箱降低转速并放大扭矩，并保证两侧的截割头具有相同转矩和转速，以便控制其两侧开采效率以保持平衡，避免一侧过快而导致该侧电机空转的现象发生。

进一步的，所述两个截割头组件之间还设有同时连接两个截割头组件并用来加强结构强度的加强横梁。所述加强横梁是用来增加整个设备的结构强度。首先所述加强横梁包括横梁和设置在横梁两端的连接座，通过设有连接座以提高连接处的结构强度。而加强横梁直接与每个截割头组件的减速箱外壁固定连接，且加强横梁的长度方向与双出轴电机的轴线方向平行，从而达到平衡两个截割头产生的相对扭转力，同时减小相对震动。

进一步的，所述截割头组件下部通过设有的链牵引滑轨和导向滑轨与采煤运输机槽滑动连接；所述同个截割头组件的链牵引滑轨和导向滑轨设置在同一采煤运输机槽内；并通过同时更换同个截割头组件的链牵引滑轨和导向滑轨以调节该截割头组件的高度。这里对所述截割头组件与采煤运输机槽的连接方式进行限定，链牵引滑轨可由链条牵引实现整个设备在运输机槽中左右滑动，导向滑轨负责设备的左右导向及前后上下限位。整机截割部两个截割头直径相同，可通过对一侧链牵引滑轨及导向滑轨的更换实现单侧截割头高度的调整。

进一步的，所述导向滑轨上设有用来固定位置的销轴。所述销轴能够在调整导向滑轨与截割头之间的位置关系后限制导向滑轨发生相对移动，从而提高稳定性。

进一步的，所述截割头包括筒身和设置在筒身远离减速器一端端面上的圆盘，所述圆盘上沿外圈同一圆环等圆心角布置有多个A截齿。

进一步的，所述筒身外壁上设有两种弧面朝向相反的弧形刀，所述弧形刀上均匀布置有多个B截齿。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种适应性强、效率高、整体结构优化、性能参数高、适应能力强的薄煤层采煤截割设备，采用双输出轴电机，且充分利用电机结构，取消了繁琐的多级直齿传动，整体结构简单，传动效率高。无截割滚筒中部电机布置结构，为薄煤层智能开采系统截割部垂直进刀提供了结构可行性，从根本上改变了目前煤炭回采进刀方式，大大降低了巷道开采宽度，提高了开采效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-左截割头，2-左减速器，3-右截割头，4-右减速器，5-加强横梁，6-双出轴电机，7-链牵引滑轨，8-销轴，9-导向滑轨。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1：

现阶段煤矿薄煤层开采常用的技术主要有二种，一种是刨煤机采煤技术，还有一种是综合机械化采煤技术。

但在以上采煤应用技术中，创煤机有截割硬度低、效率差的缺点；综合机械化采煤技术中的采煤机整机长度大，截割滚筒之间距离远，造成采煤机存在工作面进刀路线复杂的缺点，且两者均不太适应于较硬煤岩的截割，过断层能力差。因此发明一种适应性强、效率高、整体结构优化、性能参数高、适应能力强等的新型薄煤层智能开采系统截割部则显得极为必要。

本实施例薄煤层开采系统截割部，如图1所示，包括设置在同一采煤运输机槽上且朝向相同的至少两个截割头组件；还包括与截割头组件传动连接并提供动力的动力机构。

普通煤层开采系统主要包括采煤截割部、刮板运输机和液压支架配套。所述运输机为一种链条传动的刮板式传输结构，通过链条进行牵引使得带有刮板的链条进行循环往复运动，然后收集并向外传输由截割头钻下的石煤。

而采煤运输机上设有机槽，所述截割头组件设置在机槽上并与采煤运输机滑动连接，通过设置在机槽内的链条牵引拉动。现有的截割部多采用一个截割头和一个减速箱，并采用多级齿轮或行星齿轮箱传动。而端头处设有摇臂，所述截割头设置在摇臂上。该结构不仅空间占用较大，整机长度大，结构复杂，维护难度较大，可靠性和安全维修性较差。

对于薄煤层采煤通过现有设备进行开采难度较大。而本发明中采用的多截割头并排同向设置进行采煤，不仅效率较高，且通过结构优化，减少原有的机械传动结构，并通过内部优化缩短相邻截割头组件之间的间距，从而有效的减小了空间占用率。同时未采用长臂式结构，能够大大降低巷道的开采宽度，从而进一步提高开采效率。

其中，截割头组件包括截割头和与截割头传动连接的减速器。而本装置上课纵向或横向设有多个截割头和减速器，并整合给多个减速器采用同一动力机构提供动力，从而有效的减小体积。

实施例2：

本实施例薄煤层开采系统截割部，如图1所示，包括设置在同一采煤运输机槽上且朝向相同的两个截割头组件；还包括与截割头组件传动连接并提供动力的动力机构。

同一采煤运输机槽上设有两个截割头组件；其中一个截割头组件包括相互传动连接的左截割头1和左减速器2；另一个截割头组件包括相互传动连接的右截割头3和右减速器4。

本设备为双截割头结构，且结构尺寸型号相同，而左截割头1和右截割头3一般采用对称式结构设计，便于操控。

动力结构为设置在两个截割头组件之间并与两个截割头组件同时传动连接的双出轴电机6。双出轴电机6轴线与任一截割头组件的截割头轴线垂直。所述双出轴电机6是一种具有两个输出轴的电动机构，通过同个双出轴电机6带动两个截割头，能够减小设备整体空间占用率。同时通过无截割滚筒中部电机布置结构，为薄煤层智能开采系统截割部垂直进刀提供了结构可行性，从根本上改变了目前煤炭回采进刀方式，大大降低了巷道开采宽度，提高了开采效率。实际设置时，两个截割头组件之间的间距稍大于该双出轴电机6的机壳在轴线方向的长度，同样也是在确保其具备较好的传动效率同时还能够尽可能缩小间距，以便减小巷道开采宽度。

而采用同个双出轴电机6带动，并取消繁琐的多级直齿传动，整体结构简单，传动效率高。双出轴电机6的输出轴直接与减速箱连接，通过减速箱降低转速并放大扭矩，并保证两侧的截割头具有相同转矩和转速，以便控制其两侧开采效率以保持平衡。

两个截割头组件之间还设有同时连接两个截割头组件并用来加强结构强度的加强横梁5。所述加强横梁5是用来增加整个设备的结构强度。首先所述加强横梁5包括横梁和设置在横梁两端的连接座，通过设有连接座以提高连接处的结构强度。

而加强横梁5直接与每个截割头组件的减速箱外壁固定连接，且加强横梁5的长度方向与双出轴电机6的轴线方向平行，从而达到平衡两个截割头产生的相对扭转力，同时减小相对震动。

截割头组件下部通过设有的链牵引滑轨7和导向滑轨9与采煤运输机槽滑动连接；所述同个截割头组件的链牵引滑轨7和导向滑轨9设置在同一采煤运输机槽内；并通过同时更换同个截割头组件的链牵引滑轨7和导向滑轨9以调节该截割头组件的高度。

链牵引滑轨7可由链条牵引实现整个设备在运输机槽中左右滑动，导向滑轨9负责设备的左右导向及前后上下限位。整机截割部两个截割头直径相同，可通过对一侧链牵引滑轨7及导向滑轨9的更换实现单侧截割头高度的调整。

导向滑轨9上设有用来固定位置的销轴8。所述销轴8能够在调整导向滑轨9与截割头之间的位置关系后限制导向滑轨9发生相对移动，从而提高稳定性。

截割头包括筒身和设置在筒身远离减速器一端端面上的圆盘，所述圆盘上沿外圈同一圆环等圆心角布置有多个A截齿。筒身外壁上设有两种弧面朝向相反的弧形刀，所述弧形刀上均匀布置有多个B截齿。

以下为本装置的具体参数：

机重≥20t

截割头中心距≥2.8m;

滚筒直径≥1.35m；

装机功率≥500kW

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.薄煤层开采系统截割部，其特征在于：包括设置在同一采煤运输机槽上且朝向相同的至少两个截割头组件；还包括与截割头组件传动连接并提供动力的动力机构。

2.根据权利要求1所述的薄煤层开采系统截割部，其特征在于：所述截割头组件包括截割头和与截割头传动连接的减速器。

3.根据权利要求1所述的薄煤层开采系统截割部，其特征在于：所述同一采煤运输机槽上设有两个截割头组件；

其中一个截割头组件包括相互传动连接的左截割头（1）和左减速器（2）；

另一个截割头组件包括相互传动连接的右截割头（3）和右减速器（4）。

4.根据权利要求3所述的薄煤层开采系统截割部，其特征在于：所述动力结构为设置在两个截割头组件之间并与两个截割头组件同时传动连接的双出轴电机（6）。

5.根据权利要求3或4所述的薄煤层开采系统截割部，其特征在于：所述双出轴电机（6）轴线与任一截割头组件的截割头轴线垂直。

6.根据权利要求3或4所述的薄煤层开采系统截割部，其特征在于：所述两个截割头组件之间还设有同时连接两个截割头组件并用来加强结构强度的加强横梁（5）。

7.根据权利要求1-3任一项所述的薄煤层开采系统截割部，其特征在于：所述截割头组件下部通过设有的链牵引滑轨（7）和导向滑轨（9）与采煤运输机槽滑动连接；所述同个截割头组件的链牵引滑轨（7）和导向滑轨（9）设置在同一采煤运输机槽内；并通过同时更换同个截割头组件的链牵引滑轨（7）和导向滑轨（9）以调节该截割头组件的高度。

8.根据权利要求7所述的薄煤层开采系统截割部，其特征在于：所述导向滑轨（9）上设有用来固定位置的销轴（8）。

9.根据权利要求2所述的薄煤层开采系统截割部，其特征在于：所述截割头包括筒身和设置在筒身远离减速器一端端面上的圆盘，所述圆盘上沿外圈同一圆环等圆心角布置有多个A截齿。

10.根据权利要求9所述的薄煤层开采系统截割部，其特征在于：所述筒身外壁上设有两种弧面朝向相反的弧形刀，所述弧形刀上均匀布置有多个B截齿。