CN111119884A - 可提高块煤比例的综采设备及相应采煤工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可提高块煤比例的综采设备及相应采煤工艺。现有综采采煤机开采出的碎煤比例大，售价低，不环保，为此，本可提高块煤比例的综采设备包括多个液压支架、刮板输送机、转载机和胶带输送机，其特征在于：每个液压支架中设有旋转柱，相邻液压支架上旋转柱分别设有截割部和折叠臂及破拆头，在摆动油缸驱动下，所述破拆头可随同折叠臂、所述截割头可随同伸缩截割臂，绕所述旋转柱的轴心线摆动，且左右摆动宽度大于两倍液压支架的承载顶板宽度。本发明还涉及相应可提高块煤比例的采煤工艺。本发明具有块煤比例高、开采粉尘少，健康环保，储运污染小，煤炭资源流失少等诸多优点，广泛适用于各种综采煤矿矿井。

Description

可提高块煤比例的综采设备及相应采煤工艺

技术领域

本发明涉及一种可提高块煤比例的综采设备及相应采煤工艺。

背景技术

现有综采采煤机开采出的碎煤比例大，在储运过程中，粉尘污染重，煤炭资源流失，最重要的是每吨碎煤的售价比每吨块煤的售价低一百多元，严重影响到煤矿企业的经济效益。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何填补现有技术的上述空白，提供一种可提高块煤比例的综采设备及相应采煤工艺。

为解决上述技术问题，本可提高块煤比例的综采设备，包括多个液压支架、刮板输送机、转载机和胶带输送机，所述液压支架包括承载顶板、掩护板、底座与液压立柱，掩护板与承载顶板连接，液压立柱支撑在承载顶板与底座之间，底座上设有推移装置，推移装置由推移油缸和推板构成，推板固定在刮板输送机上，推移油缸的缸体固定在底座内，推移油缸的活塞杆前端连接在推板上，其特征在于：每个液压支架的底座中间设有平行于底座纵向平分面的滑轨，该滑轨上设有滑块，滑块配有液压驱动缸，滑块上设有旋转柱，且该旋转柱配有可以驱动旋转柱左右转动的摆动油缸，

相邻的两个液压支架中：一个液压支架的旋转柱上设有液压驱动的折叠臂，每个折叠臂包括前臂和后臂，二者相互铰接，且分别配有驱动油缸，后臂的后端通过一水平轴铰接在所述旋转柱上，后臂和旋转柱之间设有升降油缸，前臂前端铰接有液压破拆部，液压破拆部上设有破拆头，该破拆头呈铲刀状，前端设有水平刃部，液压破拆部上设有俯仰角调节机构，该俯仰角调节机构包括俯仰调节油缸和连杆，连杆前端通过水平轴铰接在液压破拆部上的固定柱上，所述俯仰调节油缸的缸体后端通过水平轴铰接在前臂上，前臂上铰接有一个铰接支撑杆，所述连杆后端与俯仰调节油缸的活塞杆前端一同铰接在铰接支撑杆外端上，在摆动油缸驱动下，所述破拆头可随同折叠臂，绕所述旋转柱的轴心线摆动，且左右摆动宽度大于两倍液压支架的承载顶板宽度，

另一个液压支架的旋转柱上设有液压驱动的截割部，截割部包括伸缩截割臂和截割头，伸缩截割臂后端通过一水平轴铰接在所述旋转柱上，所述截割头设置在伸缩截割臂外端，在摆动油缸驱动下，所述截割头可随同伸缩截割臂，绕所述旋转柱的轴心线左右对称摆动，且左右摆动宽度大于两倍液压支架的承载顶板宽度，所有折叠臂及破拆头配有联动控制模式和单独控制模式，以供选择，所有截割部配有联动控制模式和单独控制模式，以供选择，所有液压机构用的高压乳化液均来自于配用工作面液压泵站。

如此设计，只有少量煤炭是由截割部开采，而大部分煤炭是由破拆头，自下而上，成块地从煤壁上凿下来，碎煤比例少，经济效益，开采现场污染小。而且联动控制、单独控制切换方便。

作为优化，所述刮板输送机邻近采煤工作面的一侧还设有坡面铲煤板。如此设计，刮板输送机前移时，坡面铲煤板插入地面的块煤和碎煤中，块煤和碎煤经坡面铲煤板进入刮板输送机，便于运输。

作为优化，其还包括若干摄像头、触摸屏和PLC控制器，上述摄像头均匀设置在所述液压支架承载顶板下方，所有液压缸分别配有电控阀组，所述液压破拆部的进液管上设有电控阀组，上述电控阀组均与PLC控制器的信号输出端相连接，触摸屏与PLC控制器电联接，摄像头与PLC控制器的信号输入端相连。如此设计，便于远程、联动控制，安全、高效，且有助于保证煤矿工人身心健康。

作为优化，其还包括控制箱，所述触摸屏、PLC控制器均设置在控制箱上，该控制箱设置在轨道巷的液压泵站上。如此设计，工作面可自动控制，无需人员操作。

本发明可提高块煤比例的采煤工艺，其特征在于：包括前述可提高块煤比例的综采设备，包括下述步骤：

①.将前述可提高块煤比例的综采设备的各个液压支架依次排列安装在切眼内，使各个液压支架的掩护板背离工作面，并使设置折叠臂及破拆头的液压支架和设置截割部的液压支架交替设置，将前述综采采煤机的刮板输送机、转载机安装在各个液压支架之前；

②.同时启动各个截割部的截割头，同步伸展所有截割部的伸缩截割臂，同步左右摆动各个截割部，利用各个截割部的截割头，截割液压支架前方工作面煤壁底部，形成一个可推入刮板输送机的倾向下槽，该倾向下槽部位的煤炭被各个截割头截割成碎煤，然后，同步缩回所有截割部的伸缩截割臂，停止各个截割头的运转，必要时，调节旋转柱和滑块，使各个截割部缩入其所在的液压支架的两侧液压立柱之间，借以避免干扰其两侧折叠臂及破拆头的摆动；

③.启动各个液压支架的推移装置，将刮板输送机推入前述碎煤中，然后启动刮板输送机、转载机和胶带输送机，将全部或部分碎煤通过刮板输送机，送入转载机，再通过转载机送至胶带输送机，最后由胶带输送机运出；

④.同时启动、同步调节各个折叠臂及破拆头，使各个折叠臂带动其上的破拆头，自下而上，依次将各个折叠臂两侧液压支架纵向平分面之间的倾向下槽的上方煤壁进行破拆，将倾向下槽的上方煤壁自下而上依次破拆成块煤，落入刮板输送机，然后依次通过刮板输送机、转载机和胶带输送机运出，

待到倾向下槽以上、顶板以下的煤壁均被破拆成块煤，并被运出后，停止所有折叠臂及破拆头，查看各个摄像头摄取的实时图像，看各个液压支架前方的煤壁、顶板、底板上是否还有应脱落而未脱落的煤块或煤矸，若有，单独启动相应液压支架的截割部或折叠臂及破拆头，进行局部截割或破拆；若无应脱落而未脱落的煤块或煤矸，或单独截割或破拆后无应脱落而未脱落的煤块或煤矸，则停止刮板输送机和转载机，移动各个液压支架，然后回到第②步，如此周而复始，直至工作面推进至走向尽头，完成采煤作业。

为使破拆下的块煤大小趋于一致，破拆时，自下而上，破拆头每次上移的高度越来越大。

这样煤壁上部的破拆下来的块煤较大，但是落在刮板输送机、底板或其他煤块，发生二次破碎，所形成的二次块煤，与煤壁中下部破拆下来的小煤块趋于一致，当然随着煤矿操作工人经验不断提高，开采的块煤会更趋于一致，并可以根据市场需要，煤壁地质情况进行微调。

本发明可提高块煤比例的综采设备及相应采煤工艺先利用间隔设置在液压支架上截割部(与掘进机的截割部相同)在煤壁下部开出倾向下槽，然后，再将刮板输送机推入倾向下槽的碎煤中，运出碎煤，然后再利用间隔设置在液压支架上的拆叠臂和破拆头，自下而上，同步依次破拆煤壁，将煤壁破拆成适宜大小的块煤。如此设计，本发明具有块煤比例高、开采粉尘少，健康环保，储运污染小，煤炭资源流失少等诸多优点，广泛适用于各种综采煤矿矿井。

附图说明

下面结合附图对本发明可提高块煤比例的综采设备及相应采煤工艺作进一步说明：

图1是本可提高块煤比例的综采设备中带有截割部的液压支架的结构示意图；

图2是本可提高块煤比例的综采设备中带有折叠臂及破拆头的液压支架的结构示意图；

图3是图1、图2所述相邻液压支架及其截割部6、折叠臂3摆动范围的示意图。

图中：1为液压支架、2为刮板输送机、3为折叠臂、31为前臂、32为后臂、4为推板、5为液压破拆部、51为破拆头、52为水平刃部、53为俯仰调节油缸、54为连杆、55为固定柱、56为铰接支撑杆、6为截割部、61为伸缩截割臂、62为截割头、7为煤壁、8为倾向下槽、9为顶板、10为底板、11为承载顶板、12为掩护板、13为底座、14为液压立柱、15为滑块、16为旋转柱、17为水平轴、18为升降油缸、19为坡面铲煤板、20为截割头或水平刃部的摆动轨迹、21为推移油缸。

具体实施方式

实施方式一：如图1-3所示，本可提高块煤比例的综采设备包括多个液压支架1、刮板输送机2、转载机(图中未示出)和胶带输送机(图中未示出)，所述液压支架1包括承载顶板11、掩护板12、底座13与液压立柱14，掩护板12与承载顶板11连接，液压立柱14支撑在承载顶板11与底座13之间，底座13上设有推移装置，推移装置由推移油缸21和推板4构成，推板4固定在刮板输送机2上，推移油缸21的缸体固定在底座13内，推移油缸21的活塞杆前端连接在推板4上，其特征在于：每个底座13中间设有平行于底座13纵向平分面的滑轨(图中未示出)，该滑轨上设有滑块15，滑块15配有液压驱动缸(图中未示出)，滑块15上设有旋转柱16，且该旋转柱16配有可以驱动旋转柱16左右转动的摆动油缸(图中未示出)。

相邻的两个液压支架1中：一个液压支架1的旋转柱16上设有液压驱动的折叠臂3，每个折叠臂3包括前臂31和后臂32，二者相互铰接，且分别配有驱动油缸(图中未示出)，后臂32的后端通过一水平轴17铰接在所述旋转柱16上，后臂32和旋转柱16之间设有升降油缸18，前臂31前端铰接有液压破拆部5，液压破拆部5上设有破拆头51，该破拆头51呈铲刀状，前端设有水平刃部52，液压破拆部5上设有俯仰角调节机构，该俯仰角调节机构包括俯仰调节油缸53和连杆54，连杆54前端通过水平轴17铰接在液压破拆部5上的固定柱55上，所述俯仰调节油缸53的缸体后端通过水平轴17铰接在前臂31上，前臂31上铰接有一个铰接支撑杆56，所述连杆54后端与俯仰调节油缸53的活塞杆前端一同铰接在铰接支撑杆56外端上，在摆动油缸驱动下，所述破拆头51可随同折叠臂3，绕所述旋转柱16的轴心线摆动，且左右摆动宽度大于两倍液压支架1的承载顶板11宽度(平行于倾向的宽度)。

另一个液压支架1的旋转柱16上设有液压驱动的截割部6，截割部6包括伸缩截割臂61和截割头62，伸缩截割臂61后端通过一水平轴17铰接在所述旋转柱16上，所述截割头62设置在伸缩截割臂61外端，在摆动油缸驱动下，所述截割头62可随同伸缩截割臂61，绕所述旋转柱16的轴心线左右对称摆动，且左右摆动宽度大于两倍液压支架1的承载顶板11宽度，所有折叠臂3及破拆头51配有联动控制模式和单独控制模式，以供选择，所有截割部6配有联动控制模式和单独控制模式，以供选择，所有液压机构用的高压乳化液均来自于配用工作面液压泵站。

所述刮板输送机2邻近采煤工作面的一侧还设有坡面铲煤板19。

其还包括若干摄像头(图中未示出)、触摸屏(图中未示出)和PLC控制器(图中未示出)，上述摄像头均匀设置在所述液压支架1承载顶板11下方，所有液压缸分别配有电控阀组，所述液压破拆部5的进液管上设有电控阀组，上述电控阀组均与PLC控制器的信号输出端相连接，触摸屏与PLC控制器电联接，摄像头与PLC控制器的信号输入端相连。

其还包括控制箱，所述触摸屏、PLC控制器均设置在控制箱上，该控制箱设置在轨道巷的液压泵站上。

本发明可提高块煤比例的采煤工艺，包括前述可提高块煤比例的综采设备，包括下述步骤：

①.将前述可提高块煤比例的综采设备的各个液压支架依次排列安装在切眼内，使各个液压支架的掩护板背离工作面，并使设置折叠臂3及破拆头51的液压支架1和设置截割部6的液压支架1交替设置，将前述综采采煤机的刮板输送机2、转载机安装在各个液压支架1之前；

②.同时启动各个截割部6的截割头62，同步伸展所有截割部6的伸缩截割臂61，同步左右摆动各个截割部6，利用各个截割部6的截割头62，截割液压支架1前方工作面煤壁7底部，形成一个可推入刮板输送机的倾向下槽8，该倾向下槽8部位的煤炭被各个截割头62截割成碎煤，然后，同步缩回所有截割部6的伸缩截割臂61，停止各个截割头62的运转，必要时，调节旋转柱16和滑块15，使各个截割部6缩入其所在的液压支架的两侧液压立柱14之间，借以避免干扰其两侧折叠臂3及破拆头51的摆动；

③.启动各个液压支架1的推移装置，将刮板输送机推入前述碎煤中，然后启动刮板输送机2、转载机和胶带输送机，将全部或部分碎煤通过刮板输送机2，送入转载机，再通过转载机送至胶带输送机，最后由胶带输送机运出；

④.同时启动、同步调节各个折叠臂3及破拆头51，使各个折叠臂3带动其上的破拆头51，自下而上，依次将各个折叠臂3两侧液压支架纵向平分面之间的倾向下槽8的上方煤壁7进行破拆，将倾向下槽8的上方煤壁7自下而上依次破拆成块煤，落入刮板输送机2，然后依次通过刮板输送机2、转载机和胶带输送机运出。

待到倾向下槽8以上、顶板9以下的煤壁7均被破拆成块煤，并被运出后，停止所有折叠臂3及破拆头51，查看各个摄像头摄取的实时图像，看各个液压支架1前方的煤壁7、顶板9、底板10上是否还有应脱落而未脱落的煤块或煤矸，若有，单独启动相应液压支架1的截割部6或折叠臂3及破拆头51，进行局部截割或破拆；

若无应脱落而未脱落的煤块或煤矸，或单独截割或破拆后无应脱落而未脱落的煤块或煤矸，则停止刮板输送机2和转载机，移动各个液压支架1，然后回到第②步，如此周而复始，直至工作面推进至走向尽头，完成采煤作业。

Claims (5)

1.一种可提高块煤比例的综采设备，包括多个液压支架、刮板输送机、转载机和胶带输送机，所述液压支架包括承载顶板、掩护板、底座与液压立柱，掩护板与承载顶板连接，液压立柱支撑在承载顶板与底座之间，底座上设有推移装置，推移装置由推移油缸和推板构成，推板固定在刮板输送机上，推移油缸的缸体固定在底座内，推移油缸的活塞杆前端连接在推板上，其特征在于：每个液压支架的底座中间设有平行于底座纵向平分面的滑轨，该滑轨上设有滑块，滑块配有液压驱动缸，滑块上设有旋转柱，且该旋转柱配有可以驱动旋转柱左右转动的摆动油缸，

相邻的两个液压支架中：一个液压支架的旋转柱上设有液压驱动的折叠臂，每个折叠臂包括前臂和后臂，二者相互铰接，且分别配有驱动油缸，后臂的后端通过一水平轴铰接在所述旋转柱上，后臂和旋转柱之间设有升降油缸，前臂前端铰接有液压破拆部，液压破拆部上设有破拆头，该破拆头呈铲刀状，前端设有水平刃部，液压破拆部上设有俯仰角调节机构，该俯仰角调节机构包括俯仰调节油缸和连杆，连杆前端通过水平轴铰接在液压破拆部上的固定柱上，所述俯仰调节油缸的缸体后端通过水平轴铰接在前臂上，前臂上铰接有一个铰接支撑杆，所述连杆后端与俯仰调节油缸的活塞杆前端一同铰接在铰接支撑杆外端上，在摆动油缸驱动下，所述破拆头可随同折叠臂，绕所述旋转柱的轴心线摆动，且左右摆动宽度大于两倍液压支架的承载顶板宽度，

另一个液压支架的旋转柱上设有液压驱动的截割部，截割部包括伸缩截割臂和截割头，伸缩截割臂后端通过一水平轴铰接在所述旋转柱上，所述截割头设置在伸缩截割臂外端，在摆动油缸驱动下，所述截割头可随同伸缩截割臂，绕所述旋转柱的轴心线左右对称摆动，且左右摆动宽度大于两倍液压支架的承载顶板宽度，所有折叠臂及破拆头配有联动控制模式和单独控制模式，以供选择，所有截割部配有联动控制模式和单独控制模式，以供选择。

2.根据权利要求1所述的可提高块煤比例的综采设备，其特征在于：所述刮板输送机邻近采煤工作面的一侧还设有坡面铲煤板。

3.根据权利要求1或2所述的可提高块煤比例的综采设备，其特征在于：其还包括若干摄像头、触摸屏和PLC控制器，上述摄像头均匀设置在所述液压支架承载顶板下方，所有液压缸分别配有电控阀组，所述液压破拆部的进液管上设有电控阀组，上述电控阀组均与PLC控制器的信号输出端相连接，触摸屏与PLC控制器电联接，摄像头与PLC控制器的信号输入端相连。

4.根据权利要求3所述的可提高块煤比例的综采设备，其特征在于：其还包括控制箱，所述触摸屏、PLC控制器均设置在控制箱上，该控制箱设置在轨道巷的液压泵站上。

5.一种可提高块煤比例的采煤工艺，其特征在于：包括权利要求4所述的可提高块煤比例的综采设备，包括下述步骤：

①.将权利要求4所述的可提高块煤比例的综采设备的各个液压支架依次排列安装在切眼内，使各个液压支架的掩护板背离工作面，并使设置折叠臂及破拆头的液压支架和设置截割部的液压支架交替设置，将权利要4所述的综采采煤机的刮板输送机、转载机安装在各个液压支架之前；

②.同时启动各个截割部的截割头，同步伸展所有截割部的伸缩截割臂，同步左右摆动各个截割部，利用各个截割部的截割头，截割液压支架前方工作面煤壁底部，形成一个可推入刮板输送机的倾向下槽，该倾向下槽部位的煤炭被各个截割头截割成碎煤，然后，同步缩回所有截割部的伸缩截割臂，停止各个截割头的运转，必要时，调节旋转柱和滑块，使各个截割部缩入其所在的液压支架的两侧液压立柱之间，借以避免干扰其两侧折叠臂及破拆头的摆动；

③.启动各个液压支架的推移装置，将刮板输送机推入前述碎煤中，然后启动刮板输送机、转载机和胶带输送机，将全部或部分碎煤通过刮板输送机，送入转载机，再通过转载机送至胶带输送机，最后由胶带输送机运出；

④.同时启动、同步调节各个折叠臂及破拆头，使各个折叠臂带动其上的破拆头，自下而上，依次将各个折叠臂两侧液压支架纵向平分面之间的倾向下槽的上方煤壁进行破拆，将倾向下槽的上方煤壁自下而上依次破拆成块煤，落入刮板输送机，然后依次通过刮板输送机、转载机和胶带输送机运出，

待到倾向下槽以上、顶板以下的煤壁均被破拆成块煤，并被运出后，停止所有折叠臂及破拆头，查看各个摄像头摄取的实时图像，看各个液压支架前方的煤壁、顶板、底板上是否还有应脱落而未脱落的煤块或煤矸，若有，单独启动相应液压支架的截割部或折叠臂及破拆头，进行局部截割或破拆；若无应脱落而未脱落的煤块或煤矸，或单独截割或破拆后无应脱落而未脱落的煤块或煤矸，则停止刮板输送机和转载机，移动各个液压支架，然后回到第②步，如此周而复始，直至工作面推进至走向尽头，完成采煤作业。

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