CN112127929B - 一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置，包括底座、移动底座、顶梁、固定设在顶梁前端用于在煤层上进行锚定的锚定装置，活动连接在顶梁另一侧的掩护梁装置，活动连接在掩护梁装置一侧对顶煤进行收集和分离的顶煤分离装置；移动底座与顶梁通过伸缩立柱固定连接，掩护梁装置与移动底座通过多个同步液压连接柱，且该多个同步液压连接柱的两端分别与移动底座和掩护梁装置活动铰接；顶煤分离装置与移动底座通过驱动液压柱活动连接；确保整个顶煤回收装置在工作时的稳定性，顶煤分离装置能够对回收的煤和夹矸进行筛选，使大小不同颗粒的煤块和夹矸从不同的装置中抛下，能够对夹矸和煤块进行有效的分离。
Description
技术领域
本发明涉及煤开采技术领域，具体的是涉及一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置。
背景技术
夹矸层又称夹石层；夹在煤层之中的其他岩层，夹矸多为泥质岩、粘土岩、高岭石粘土岩、炭质泥岩或砂岩，夹矸常成层状、似层状或凸镜状。夹矸的存在使煤层结构复杂化，给开采带来一定困难，并使煤的灰分增高，降低煤的质量。
我国含夹矸厚煤层储量及产量占全国煤炭储量及产量的30％以上，因此含夹矸厚煤层开采技术水平决定着我国煤炭产业的科技进步与整体实力的提升，对保障国民经济持续稳定发展具有重要作用。而对于含夹矸厚煤层，由于受地质条件差异、技术和经济条件的限制，我国常用的开采方法是综放开采。
在进行厚煤层放顶煤开采时，在工作面超前支承压力的作用下，工作面顶煤发生破坏并从放顶煤支架后方放煤口放出。对于含夹矸厚煤层的综放开采，夹矸厚煤层中的夹矸和煤块在回落时，不能够对煤块和夹矸的大小和种类进行有效的分离。尤其是在近距离采空区下含夹矸厚煤层的综放开采，由于上层煤开采起到的一定程度的卸压作用，下层煤综放开采时顶煤及顶板完整性较差，工作面围岩较破碎，放顶煤开采时工作面容易发生顶板冒落事故，顶板支护难度较大。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种能够对回收的煤进行筛选，避免大颗粒煤和小颗粒煤在下落时造成浪费的近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案，一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置，包括底座、设在底座上且沿底座进行滑动的移动底座，设在移动底座上方的顶梁，固定设在顶梁前端用于在煤层上进行锚定的锚定装置，活动连接在顶梁另一侧的掩护梁装置，活动连接在掩护梁装置一侧对顶煤进行收集和分离的顶煤分离装置；
所述移动底座与顶梁通过伸缩立柱固定连接，所述掩护梁装置与移动底座通过多个同步液压连接柱，且该多个同步液压连接柱的两端分别与移动底座和掩护梁装置活动铰接；所述顶煤分离装置与移动底座通过驱动液压柱活动连接；
顶煤进入到掩护梁装置中，并通过掩护梁装置进入到顶煤分离装置中对顶煤进行筛分，筛分后的顶煤通过顶煤分离装置中进入到运煤通道中。
所述顶煤分离装置包括与掩护梁装置端部铰接的L型分离体，靠近掩护梁装置端部的L新分离体上设有顶煤进入通道，所述L型分离体上设有分离凹槽体，所述分离凹槽体的中部设有筛选组件，该筛选组件将分离凹槽体分为大颗粒煤分离区和小颗粒煤分离区，所述分离凹槽体的底部与L型分离体的水平面通过支撑液压缸固定连接，该支撑液压缸支撑分离凹槽体中的筛选组件或分离凹槽体的底面与顶煤进入通道的底部相平。
所述筛选组件由多个辊组件排列而成，且该多个辊组件之间的距离从靠近掩护梁装置一端向另一端依次减小。
所述辊组件由大直径辊和小直径辊间隔连接而成，且所述大直径辊的中心线和小直径辊的中心线位于同一中心轴上；相连两个辊组件中的大直径辊和小直径辊相互错开。
所述底座上设有移动底座移动的移动槽，所述移动底座的下端位于移动槽内且与该移动槽滑动连接，所述移动底座的中部设有沿移动槽长度方向的螺纹孔，该螺纹孔内螺纹连接有螺纹杆，该螺纹杆的端部设有用于驱动螺纹杆进行转动的驱动组件。
所述驱动组件包括驱动电机，驱动杆、固定连接在驱动杆端部的驱动连接杆，所述驱动连接杆的端部插入到螺纹杆内与驱动连接杆连接；所述驱动电机的驱动轴与驱动杆通过联轴器固定连接。
所述螺纹杆的中部设有与螺纹杆中心线同轴的多边连接孔，所述驱动连接杆的截面为与该多边连接孔配合的多边形；靠近驱动杆端部的驱动连接杆上套设有压缩弹簧。
所述移动槽两侧设有与该移动槽方向一致的滑动槽，所述滑动槽内设有沿滑动槽移动的滑动块组件，所述移动底座与所述滑动组件固定连接。
所述滑动组件包括滑动块，所述滑动块上下两端设有凸块，所述滑动槽上下两端设有与该凸块配合的横向凹槽。
所述锚定装置包括与顶梁固定连接的锚固体、设在锚固体端部向内延伸的锚固槽，所述锚固槽内设有锚固板，所述锚固板上设有穿出锚固槽中的锚固杆，所述锚固杆的端部设有锚固尖齿，所述锚固板与锚固槽的底部通过锚固液压缸固定连接。
本发明近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置的实现方法是：在需要近距离采空区下含夹矸厚煤层的综放开采处，伸缩立柱伸出，推动顶梁与煤层进行紧贴，确保煤层不会发生坍塌的风险，操作锚固液压缸伸出带动锚固板进行移动，通过锚固板驱动锚固板上的锚固尖齿插入到煤层中进行固定；当顶煤被掩护梁装置回收后，进入顶煤分离装置，通过顶煤分离装置对采集到的夹矸和煤块进行筛选分离，分离后的煤块和夹矸通过不同的高度落下，使筛选后的煤块能够落入运煤通道中；当回收的煤颗粒较小时，操作顶煤分离装置的支撑液压缸伸缩带动分离凹槽体的底部与顶煤进入通道的底部相平，夹矸石和煤块通过小颗粒分离区抛出落到不同的位置进行分别回收，根据小颗粒分离区的高度较低，降低其抛出的距离，保证小颗粒煤块其能够准确的落入到运输皮带上；当煤回收的煤颗粒大小不同，且回收的煤较多时，操作顶煤分离装置的支撑液压缸伸缩带动分离凹槽体的筛选组件与顶煤进入通道的底部相平，该筛选组件对煤块和夹矸石的大小进行分离，大颗粒的煤和夹矸石从上端抛出，小颗粒的煤和夹矸石从下部抛出，大颗粒煤进入到大颗粒煤运输通道中进行运输，小颗粒煤块进入到小颗粒煤运输通道进行运输。
本发明的有益效果是：在进行含夹矸厚煤层采集时，通过锚固装置能够锚固到煤层开采的前方，确保整个顶煤回收装置在工作时的稳定性，同时在回收顶煤时，顶煤分离装置能够对回收的煤和夹矸进行筛选，使大小不同颗粒的煤块和夹矸从不同的装置中抛下，能够对夹矸和煤块进行有效的分离。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中移动底座安装结构示意图；
图3是本发明中图2的A部结构示意图；
图4是本发明中驱动组件的结构示意图；
图5是本发明中顶煤分离装置结构示意图；
图6是本发明中大颗粒煤分离区的结构示意图；
图7是本发明中筛选组件的结构示意图；
图8是本发明中锚定装置的结构示意图。
图中：1-底座，2-移动底座，3-顶梁，4-伸缩立柱，5-掩护梁装置，6-锚定装置，601-锚固体，602-锚固槽，603-锚固板，604-锚固杆，605-锚固尖齿， 606-锚固液压缸，7-顶煤分离装置，701-L型分离体，702-顶煤进入通道，703- 分离凹槽体，704-筛选组件，706-支撑液压缸，707-大颗粒煤分离区，708-小颗粒煤分离区，709-辊组件，710-大直径辊，711-小直径辊，8-同步液压连接柱，9-驱动液压柱，10-移动槽，11-滑动块组件，12-滑动槽，13-滑动块，14- 凸块，15-凹槽，16-螺纹孔，17-螺纹杆，18-压缩弹簧，19-驱动杆，20-驱动连接杆，21-驱动电机,22-联轴器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例1
如图1所示的一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置，包括底座1、设在底座1上且沿底座1进行滑动的移动底座2，设在移动底座2 上方的顶梁3，固定设在顶梁3前端用于在煤层上进行锚定的锚定装置6，活动连接在顶梁3另一侧的掩护梁装置5，活动连接在掩护梁装置5一侧对顶煤进行收集和分离的顶煤分离装置7；所述移动底座2可以沿底座1进行移动，可以保证整个装置在回收时能够进行移动，能够有效的对顶煤进行有效的回收，所述的顶梁3能够用于对煤层进行顶起，确保煤层不会发生坍塌，所述掩护梁装置5 对顶煤进行回收，回收的煤经过掩护梁装置5进入到顶煤分离装置7中，通过顶煤分离装置7对采集到的夹矸和煤块进行筛选分离，分离后的煤块和夹矸通过不同的高度落下，使筛选后的煤块能够落入运煤通道中，将煤块运出，提高了煤块的回收率。所述锚定装置6在使用时，将锚定装置锚定到煤层中，对整个装置进行固定连接，确保整个装置的稳定工作。
所述移动底座2与顶梁3通过伸缩立柱4固定连接，所述掩护梁装置5与移动底座2通过多个同步液压连接柱8，且该多个同步液压连接柱8的两端分别与移动底座2和掩护梁装置5活动铰接；所述顶煤分离装置7与移动底座2通过驱动液压柱9活动连接；
顶煤进入到掩护梁装置5中，并通过掩护梁装置5进入到顶煤分离装置7 中对煤块和夹矸进行筛分，筛分后的煤块通过顶煤分离装置7中进入到运煤通道中。
所述的伸缩立柱4采用主立柱液压缸对顶梁3进行支撑，确保对整个顶梁进行伸缩，确保能够对顶梁3进行调节，保证顶梁3能够与煤层进行紧贴，确保煤层不会发生坍塌的风险，所述同步液压连接柱8和驱动液压柱9能够驱动掩护梁装置5和顶煤分离装置7进行上下摆动，保证将收集的煤能够顺利的落入到下方的煤炭运输装置中。
实施例2
在实施例1的基础上，如图5、图6和图7所述顶煤分离装置7包括与掩护梁装置5端部铰接的L型分离体701，靠近掩护梁装置5端部的L新分离体701 上设有顶煤进入通道702，所述L型分离体701上设有分离凹槽体703，所述分离凹槽体703的中部设有筛选组件704，该筛选组件704将分离凹槽体703分为大颗粒煤分离区707和小颗粒煤分离区708，所述分离凹槽体703的底部与L型分离体701的水平面通过支撑液压缸706固定连接，该支撑液压缸706支撑分离凹槽体703中的筛选组件704或分离凹槽体703的底面与顶煤进入通道702 的底部相平。所述支撑液压缸706能够对分离凹槽体703进行提升或下放，使该分离凹槽体703中的筛选组件704与顶煤进入通道702的底部相平，当回收的煤颗粒较小时，此时夹矸和煤块在回收时，由于重量不同，因此夹矸和煤块在回收时的抛物线落下的距离不同，能够对煤块和夹矸石进行分别回收，煤块落入到运输通道中，夹矸石落入到其它位置，具体的，支撑液压缸706伸缩带动分离凹槽体703的底部与顶煤进入通道702的底部相平，夹矸石和煤块通过小颗粒分离区抛出，小颗粒分离区的高度较低，降低其抛出的距离，保证下颗粒煤块其能够准确的落入到运输皮带上；
当煤回收的煤颗粒大小不同，且回收的煤较多时，支撑液压缸706伸缩带动分离凹槽体的筛选组件704与顶煤进入通道702的底部相平，该筛选组件704 对煤块和夹矸石的大小进行分离，大颗粒的煤和夹矸石从上端抛出，小颗粒的煤和夹矸石从下部抛出，大颗粒煤进入到大颗粒煤运输通道中进行运输，小颗粒煤块进入到小颗粒煤运输通道进行运输，保证能够对大小颗粒煤进行筛分同时能够对夹矸石和煤块进行筛分。
进一步，为了能够对回收的大小颗粒的煤块和夹矸石进行更好的分离，所述筛选组件704由多个辊组件709排列而成，且该多个辊组件709之间的距离从靠近掩护梁装置5一端向另一端依次减小。
所述辊组件709由大直径辊710和小直径辊711间隔连接而成，且所述大直径辊710的中心线和小直径辊711的中心线位于同一中心轴上；相邻两个辊组件709中的大直径辊710和小直径辊711相互错开。
所述筛选组件704由由多个辊组件709排列而成，多个辊组件709之间的距离从靠近掩护梁装置5一端向另一端依次减小可以进行直径递减时，确保对回收的煤进行分离，通过辊组成的筛选组件704确保在进行分离时发生滚动，不会发生堵塞的情况。
实施例3
在实施例1的基础上，如图2、图3和图4所述底座1上设有移动底座2移动的移动槽10，所述移动底座2的下端位于移动槽10内且与该移动槽10滑动连接，所述移动底座2的中部设有沿移动槽10长度方向的螺纹孔16，该螺纹孔 16内螺纹连接有螺纹杆17，该螺纹杆17的端部设有用于驱动螺纹杆17进行转动的驱动组件。所述驱动组件能够驱动所述螺纹杆17进行转动，由于螺纹杆17 与移动底座在底座上进行移动，使得整个装置能够被稳定的驱动。
所述驱动组件包括驱动电机21，驱动杆19、固定连接在驱动杆19端部的驱动连接杆20，所述驱动连接杆20的端部插入到螺纹杆17内与驱动连接杆17 连接；所述驱动电机21的驱动轴与驱动杆19通过联轴器22固定连接。见图4。
所述螺纹杆17的中部设有与螺纹杆17中心线同轴的多边连接孔，所述驱动连接杆20的截面为与该多边连接孔配合的多边形；靠近驱动杆19端部的驱动连接杆20上套设有压缩弹簧18。该压缩弹簧18在使用时能够保证在使用时可以进行压缩减震。
所述移动槽10两侧设有与该移动槽10方向一致的滑动槽12，所述滑动槽12 内设有沿滑动槽12移动的滑动块组件11，所述移动底座2与所述滑动组件11 固定连接。
所述滑动组件11包括滑动块13，所述滑动块13上下两端设有凸块14，所述滑动槽12上下两端设有与该凸块14配合的横向凹槽15。所述的滑动块13与滑动槽12滑动连接，其中设有的凸块14和凹槽15进行配合，保证移动底座2 能够稳定的在底座1上进行移动。
实施例4
在实施例1的基础上，如图8所述锚定装置6包括与顶梁3固定连接的锚固体601、设在锚固体601端部向内延伸的锚固槽602，所述锚固槽602内设有锚固板603，所述锚固板603上设有穿出锚固槽602中的锚固杆604，所述锚固杆604的端部设有锚固尖齿605，所述锚固板603与锚固槽602的底部通过锚固液压缸606固定连接。在进行锚定时，锚固液压缸606带动锚固板进行移动，通过锚固板驱动锚固板上的锚固尖齿插入到煤层中进行固定。
以上实施例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置，其特征在于，至少包括底座(1)、设在底座(1)上且沿底座(1)进行滑动的移动底座(2)，设在移动底座(2)上方的顶梁(3)，固定设在顶梁(3)前端用于在煤层上进行锚定的锚定装置(6)，活动连接在顶梁(3)另一侧的掩护梁装置(5)，活动连接在掩护梁装置(5)一侧对顶煤进行收集和分离的顶煤分离装置(7)；
所述移动底座(2)与顶梁(3)通过伸缩立柱(4)固定连接，所述掩护梁装置(5)与移动底座(2)通过多个同步液压连接柱(8)连接，且该多个同步液压连接柱(8)的两端分别与移动底座(2)和掩护梁装置(5)活动铰接；所述顶煤分离装置(7)与移动底座(2)通过驱动液压柱(9)活动连接；
顶煤进入到掩护梁装置(5)中，并通过掩护梁装置(5)进入到顶煤分离装置(7)中对顶煤进行筛分，筛分后的顶煤通过顶煤分离装置(7)中进入到运煤通道中；
所述顶煤分离装置(7)包括与掩护梁装置(5)端部铰接的L型分离体(701)，靠近掩护梁装置(5)端部的L型分离体(701)上设有顶煤进入通道(702)，所述L型分离体(701)上设有分离凹槽体(703)，所述分离凹槽体(703)的中部设有筛选组件(704)，该筛选组件(704)将分离凹槽体(703)分为大颗粒煤分离区(707)和小颗粒煤分离区(708)，所述分离凹槽体(703)的底部与L型分离体(701)的水平面通过支撑液压缸(706)固定连接，该支撑液压缸(706)支撑分离凹槽体(703)中的筛选组件(704)或分离凹槽体(703)的底面与顶煤进入通道(702)的底部相平；
所述底座(1)上设有移动底座(2)移动的移动槽(10)，所述移动底座(2)的下端位于移动槽(10)内且与该移动槽(10)滑动连接，所述移动底座(2)的中部设有沿移动槽(10)长度方向的螺纹孔(16)，该螺纹孔(16)内螺纹连接有螺纹杆(17)，该螺纹杆(17)的端部设有用于驱动螺纹杆(17)进行转动的驱动组件。
2.根据权利要求1所述的一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置，其特征在于，所述筛选组件(704)由多个辊组件(709)排列而成，且该多个辊组件(709)之间的距离从靠近掩护梁装置(5)一端向另一端依次减小。
3.根据权利要求2所述的一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置，其特征在于，所述辊组件(709)由大直径辊(710)和小直径辊(711)间隔连接而成，且所述大直径辊(710)的中心线和小直径辊(711)的中心线位于同一中心轴上；相邻两个辊组件(709)中的大直径辊(710)和小直径辊(711)相互错开。
4.根据权利要求1所述的一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机(21)，驱动杆(19)、固定连接在驱动杆(19)端部的驱动连接杆(20)，所述驱动连接杆(20)的端部插入到螺纹杆(17)内与螺纹杆(17)连接；所述驱动电机(21)的驱动轴与驱动杆(19)通过联轴器(22)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置，其特征在于，所述螺纹杆(17)的中部设有与螺纹杆(17)中心线同轴的多边连接孔，所述驱动连接杆(20)的截面为与该多边连接孔配合的多边形；靠近驱动杆(19)端部的驱动连接杆(20)上套设有压缩弹簧(18)。
6.根据权利要求1所述的一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置，其特征在于，所述移动槽(10)两侧设有与该移动槽(10)方向一致的滑动槽(12)，所述滑动槽(12)内设有沿滑动槽(12)移动的滑动块组件(11)，所述移动底座(2)与所述滑动块组件(11)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置，其特征在于，所述滑动块组件(11)包括滑动块(13)，所述滑动块(13)上下两端设有凸块(14)，所述滑动槽(12)上下两端设有与该凸块(14)配合的横向凹槽(15)。
8.根据权利要求1所述的一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置，其特征在于，所述锚定装置(6)包括与顶梁(3)固定连接的锚固体(601)、设在锚固体(601)端部向内延伸的锚固槽(602)，所述锚固槽(602)内设有锚固板(603)，所述锚固板(603)上设有穿出锚固槽(602)中的锚固杆(604)，所述锚固杆(604)的端部设有锚固尖齿(605)，所述锚固板(603) 与锚固槽(602)的底部通过锚固液压缸(606)固定连接。
9.一种如权利要求1-8任一所述的近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置的实现方法，其特征在于，在需要近距离采空区下含夹矸厚煤层的综放开采处，伸缩立柱(4)伸出，推动顶梁(3)与煤层进行紧贴，确保煤层不会发生坍塌，操作锚固液压缸(606)伸出带动锚固板(603)进行移动，通过锚固板(603)驱动锚固板上的锚固尖齿(605)插入到煤层中进行固定；当顶煤被掩护梁装置(5)回收后，进入顶煤分离装置(7)，通过顶煤分离装置(7)对采集到的夹矸和煤块进行筛选分离，分离后的煤块和夹矸通过不同的高度落下，使筛选后的煤块能够落入运煤通道中；当回收的煤颗粒较小时，操作顶煤分离装置(7)的支撑液压缸(706)伸缩带动分离凹槽体(703)的底部与顶煤进入通道(702)的底部相平，夹矸石和煤块通过小颗粒分离区抛出落到不同的位置进行分别回收，根据小颗粒分离区的高度较低，降低其抛出的距离，保证小颗粒煤块能够准确的落入到运输皮带上；当煤回收的煤颗粒大小不同，且回收的煤较多时，操作顶煤分离装置的支撑液压缸(706)伸缩带动分离凹槽体(703)的筛选组件(704)与顶煤进入通道(702)的底部相平，该筛选组件(704)对煤块和夹矸石的大小进行分离，大颗粒的煤和夹矸石从上端抛出，小颗粒的煤和夹矸石从下部抛出，大颗粒煤进入到大颗粒煤运输通道中进行运输，小颗粒煤块进入到小颗粒煤运输通道进行运输。
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