CN113216970B - 一种急倾斜煤层综采机械化一体装置及其综采方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种急倾斜煤层综采机械化一体装置及其综采方法，一体装置包括掩护支架和采煤机，多个掩护支架垂直于采煤工作面、且沿采煤工作面的延伸方向相互紧贴布置以形成俯采工作面，各掩护支架上靠近采煤工作面处的相对内壁上对称设置有平行于采煤工作面、且可沿采煤工作面的推进方向移动的短轨，依次相邻的多个短轨在掩护支架相互紧贴、且处于同一采煤工作面时可相互对接以形成相连通的长轨；采煤机包括机体和通过摇臂与机体连接的带螺旋滚筒；机体两侧对称设置有至少两组通过转轴连接的行走轮，行走轮设置在长轨上。综采方法采用了上述一体装置。本发明通过该一体装置无需使用刮板输送机，可实现对煤层的快速无死角开采。

Description

一种急倾斜煤层综采机械化一体装置及其综采方法

技术领域

本发明涉及急倾斜煤层开采技术领域，具体涉及一种急倾斜煤层综采机械化一体装置及其综采方法。

背景技术

我国急倾斜煤层的厚度大部分在10m以下，其中倾角60°以上的居多，并且赋存条件复杂。

现有的急倾斜煤层开采方式中，比较前卫的开采方式为俯视开采法，即在急倾斜煤层的上下分别设置回风巷道和运输巷道，然后在回风巷道和运输巷道之间倾斜布置采煤工作面，并沿采煤工作面布置多个拱形的掩护支架，多个掩护支架相互紧贴其内形成掩护通道。在掩护通道内设置有沿采煤工作面布置的刮板输送机，在刮板输送机上设置有采煤机，通过采煤机的滚筒垂直工作面向下开采，开采的煤通过刮板输送机将煤块输送至运输巷道中。

然而，当综采设备中配置刮板输送机时，在煤层顺采或回采的过程中，刮板输送机下方的煤难以开采，需要对刮板输送机的位置进行相应调整才能将急倾斜煤层一个截深的煤层全部开采出来。

发明内容

本发明提供一种急倾斜煤层综采机械化一体装置及其综采方法，解决现有急倾斜煤层开采需要刮板输送机输送煤块，使得一个截深的煤层难以快速开采出来的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种急倾斜煤层综采机械化一体装置，包括掩护支架和采煤机，多个所述掩护支架垂直于采煤工作面、且沿所述采煤工作面的走向相互紧贴布置以形成俯采工作面；

各所述掩护支架上靠所述采煤工作面端的相对内壁上均对称设置有平行于所述采煤工作面、且可沿所述采煤工作面的推进方向移动的短轨，依次相邻的多个所述短轨在其对应的多个所述掩护支架相互紧贴、且布置在同一采煤工作面上时可相互对接以形成相连通的长轨；

所述采煤机包括机体、通过摇臂与所述机体下方的第一端连接的带螺旋滚筒以及通过另一摇臂与所述机体上方第二端连接的无螺旋滚筒，所述带螺旋滚筒和所述无螺旋滚筒均用于垂直于所述采煤工作面向下割煤；所述机体两侧对称设置有至少两组通过转轴连接的行走轮；

所述行走轮滚动设置在所述长轨上、且可带动所述机体沿所述长轨往返移动以实现急倾煤层的顺采或回采。

在一种可能的实施例中，所述掩护支架包括两侧梁，两所述侧梁顶部分别与一个掩护梁的一端铰接且两所述掩护梁的另一端相互铰接并与所述侧梁共同形成拱形结构，两所述侧梁之间连接有用于使所述掩护支架张紧的支撑液压缸，两所述侧梁的底部分别设置有一个伸缩支腿；两所述侧梁的相对面的底部分别设置有短轨，所述短轨通过安装在对应所述侧梁内壁上的调节液压缸推动，所述调节液压缸用于推动所述短轨沿所述采煤工作面的推进方向移动以与相邻所述短轨对接。

在一种可能的实施例中，所述短轨包括上板，所述上板一端与竖板的顶端固定连接，所述竖板的底端连接有安装座，所述安装座与所述上板之间限定出供所述行走轮移动的空间；所述安装座上均匀间隔设置有多个筒体，所述筒体的中轴线垂直于所述竖板的板面设置；所述调节液压缸的伸缩杆固定连接在所述上板的顶面上；所述行走轮设置为齿轮状结构，所述行走轮可与所述筒体啮合以使所述采煤机沿所述长轨行走。

在一种可能的实施例中，在相邻两所述短轨对接端的所述上板上分别设置有红外发射器和红外接收器，当所述红外接收器接收到所述红外发射器的信号时，触发对应所述调节液压缸的停止动作以实现相邻两短轨的对接。

在一种可能的实施例中，所述掩护支架上的至少一个所述短轨的上板上设置有用于防止所述采煤机溜车的挡板组件，所述挡板组件包括推板液压缸和连接在所述推板液压缸的伸缩杆端部的阻挡件，当所述采煤机进行采煤作业时，对应的所述推板液压缸推动所述阻挡件向下移动至其中一个所述转轴沿所述采煤工作面延伸方向的下方以防止所述采煤机下溜。

在一种可能的实施例中，全部所述掩护支架中除去最下端两个所述掩护支架的其余所述掩护支架的两侧梁的内壁上沿所述采煤工作面延伸方向的上端上均设置有推架液压缸，其下端上均固定有推板，所述推架液压缸的伸缩杆与相邻所述掩护支架上设置的所述推板接触设置；

最下端两个所述掩护支架中，靠上的所述掩护支架内壁上部沿所述采煤工作面延伸方向的上下端均设置有所述推架液压缸，靠下的所述掩护支架内壁上部沿所述采煤工作面延伸方向的上端设置有推板，所述推架液压缸的伸缩杆与所述推板固定连接；

所述推架液压缸的推进方向平行于所述采煤工作面。

在一种可能的实施例中，所述采煤机的机体的第二端通过钢绳连接在用于收放所述钢绳的同步绞车上，所述同步绞车固定在急倾斜煤层上方开设的回风巷道内。

本发明还提供了一种急倾斜煤层综采机械化一体装置的综采方法，包括如下步骤：

在急倾斜煤层上开设回风巷道和运输巷道，沿所述急倾斜煤层走向倾斜布置采煤工作面，所述采煤工作面与所述水平方向夹角的范围为35°至40°；

沿所述采煤工作面布置多个相互紧贴且可顶紧在所述顶板和底板之间的所述掩护支架；

调节各所述掩护支架上所述短轨的高度，使各所述短轨依次对接形成相连通的所述长轨，并使所述行走轮滚动设置在所述长轨上，再通过两所述摇臂分别带动所述带螺旋滚筒和所述无螺旋滚筒垂直于所述采煤工作面向下采煤；

当所述采煤机自下而上顺采煤时，所述采煤机上的所述带螺旋滚筒和所述无螺旋滚筒分别对一个截深的煤层沿其中分线一侧的煤进行开采，开采后的煤块经新工作面自溜至所述运输巷道内；

当采煤机自上而下回采煤时，所述采煤机上的所述带螺旋滚筒和所述无螺旋滚筒分别对一个截深的煤层沿其中分线一侧的煤进行开采；所述带螺旋滚筒开采的煤块由其自带的螺旋向上输送至所述采煤工作面上；所述无螺旋滚筒在转动时将其开采的煤块旋至所述带螺旋滚筒的采空区内，开采后的煤块自溜至所述带螺旋滚筒处，并由所述带螺旋滚筒向上输送至所述采煤工作面上；所述带螺旋滚筒和所述无螺旋滚筒开采的煤块均经所述采煤工作面自溜至所述运输巷道内。

有一种可能的实现方式中，当所述采煤机自下而上顺采煤时，还包括：所述采煤机上的所述带螺旋滚筒和所述无螺旋滚筒分别对两个截深的煤层进行上下开采，其中所述带螺旋滚筒用于开采下方一个截深的煤层，所述无螺旋滚筒用于开采上方一个截深的煤层；开采后的煤块自溜至所述运输巷道内。

本发明提供的急倾斜煤层综采机械化一体装置，通过在采煤机的机体两侧设置行走轮，并在掩护支架内设置用于行走轮行走的短轨，多个掩护支架上的短轨可相互对接成供行走轮行走的长轨，相邻短轨的对接通过调节液压缸控制，如此，可将采煤机悬置在掩护支架上并与掩护支架形成一体结构。通过将采煤机机体悬置在掩护支架上，并通过机体上的两摇臂分别控制带螺旋滚筒和无螺旋滚筒垂直采煤工作面采煤，回采后的煤块可通过带螺旋滚筒的螺旋将其输送至上部的采煤工作面上，开采的煤块再自溜至运输巷道中。

本发明提供的急倾斜煤层综采机械化一体装置的综采方法，通过采用上述的急倾斜煤层综采机械化一体装置，其中采煤机的带螺旋滚筒和无螺旋滚筒可分别对采煤工作面中分线一侧的煤层进行开采，回采时，无螺旋滚筒开采的煤块可输送至带螺旋滚筒侧的采空道内，并通过带螺旋滚筒输送至采煤工作面上，该综采方法无需采用刮板机输送煤块，可实现对煤层的快速无死角开采，开采效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的急倾斜煤层综采机械化一体装置的在采煤工作面上采煤时的截面图；

图2为本发明一实施例提供的掩护支架的侧视图；

图3为本发明一实施例提供的短轨侧视图；

图4为本发明一实施例提供的行走轮在部分长轨上行走示意图；

图5为本发明一实施例提供的阻挡件结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的采煤机主视图；

图7为本发明一实施例提供的采煤机侧视图；

图8为本发明一实施例提供的急倾斜煤层综采机械化一体装置防溜状态图；

图9为本发明一实施例提供的急倾斜煤层综采机械化一体装置顺采示意图；

图10为本发明一实施例提供的急倾斜煤层综采机械化一体装置回采示意图；

图11为本发明一实施例提供的急倾斜煤层综采机械化一体装置顺采时局部俯视示意图；

图12为本发明一实施例提供的急倾斜煤层综采机械化一体装置顺采底部起始位置切口示意图；

图13为本发明一实施例提供的急倾斜煤层综采机械化一体装置回采时局部俯视示意图；

图14为本发明一实施例提供的急倾斜煤层综采机械化一体装置回采时顶部起始位置切口示意图；

图15为本发明一实施例提供的急倾斜煤层综采机械化一体装置推架时局部剖视图；

图16为本发明一实施例提供的急倾斜煤层综采机械化一体装置推架时的另一局部剖视图；

图17为本发明一实施例提供的急倾斜煤层综采机械化一体装置顺采时的另一种开采方式。

附图标记说明：100、掩护支架；101、掩护梁；102、侧梁；103、支撑液压缸；104、调节液压缸；150、短轨；151、上板；152、竖板；153、安装座；154、筒体；155、红外发射器；156、红外接收器；106、推架液压缸；107、伸缩支腿；108、滑轨；109、推板液压缸；110、阻挡件；111、推板；200、采空区；300、通风道；400、采煤机；401、机体；402、转轴；403、行走轮；404、带螺旋滚筒；405、摇臂；406、无螺旋滚筒；500、煤层；501、采煤工作面；502、新工作面；600、牵引机构；601、同步绞车；602、钢绳；700、中分线；800、顶板；900、底板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

实施例一。

参考图1-图10，本发明提供一种急倾斜煤层开采综采机械化一体装置，包括掩护支架100，该掩护支架100搭设在急倾斜煤层的采煤工作面501上，掩护支架100的两侧梁102底部垂直于采煤工作面501。该掩护支架100包括多个，多个掩护支架100沿采煤工作面501的走向相互紧贴设置并张紧在顶板800和底板900之间以形成拱型的掩护通道，具体的采煤作业在该掩护通道内完成。

参考图1和图2，在一种可能的实现方式中，掩护支架100包括两侧梁102，两侧梁102的顶部均铰接有一个掩护梁101的一端，两个掩护梁101的另一端相互铰接，两个掩护梁101的顶部形成顶部掩护，以阻挡采空区200落下的矸石。在两个侧梁102之间的上部设置有支撑液压缸103，该支撑液压缸103用于将掩护支架100顶紧在顶板800和底板900之间，当该支撑液压缸103泄压时，掩护支架100可沿采煤工作面501的推进方向滑落至新工作面502，以便在新工作面502上再形成掩护通道。掩护支架100中间区域形成通风道300。

继续参考图1和图2，可选地，在两侧梁102相对面的底部对称设置有短轨150，各掩护支架100上均相对设置有一对短轨150。当依次相邻多个掩护支架100相互贴紧时，多个相邻短轨150可分别进行对接，当多个短轨150均对接时可形成相连通的长轨。

参考图3和图4，短轨150包括上板151，上板151一端与竖板152的顶端固定连接，竖板152的底端连接有安装座153，安装座153与上板151之间限定出供行走轮403移动的空间；该安装座153上均匀间隔设置有多个筒体154，筒体154的中轴线垂直于所述竖板152的板面设置。

可选地，短轨150的上板上设置有调节液压缸104，该短轨150通过该调节液压缸104的作用实现沿采煤工作面501的推进方向移动，调节液压缸104的伸缩方向与采煤工作面501的推进方向一致。该短轨150的轨道布置方向与采煤工作面501平行，也就是说，短轨150上的筒体154沿采煤工作面501的走向间隔布置。

参考图4、图6和图7，相应地，在多个短轨150相互对接形成的长轨上设置有采煤机400，在一种可能的实现方式中，采煤机400包括机体401，机体401内设置有驱动装置，机体401的下方（沿采煤工作面501走向布置时的下方）的第一端设置有摇臂405，该摇臂405可带动带螺旋滚筒404上下左右移动，该带螺旋滚筒404上设置有成螺旋布置的多个割齿，这些割齿用于将煤割下，带螺旋滚筒404通过其上设置的驱动装置驱动转动。在机体401的上方（沿采煤工作面501走向布置时的上方）的第二端设置有另一摇臂405，该摇臂405可带动无螺旋滚筒406上下左右移动，该无螺旋滚筒406上下布置有多圈割齿（割齿在筒身上不成螺旋布置，呈上下一圈一圈布置）。通过该带螺旋滚筒404和无螺旋滚筒406实现垂直于采煤工作面向下采煤，也就是俯视于采煤工作面开采。

在一种可能的实现方式中，在机体401两侧的摇臂405上设置有喷头（未画出），该喷头用于喷水除尘。

可选地，在机体401的两侧对称伸出有多个转轴402，本实施例中，转轴402布置为前后两对，该转轴402通过设置在机体401内的传动机构驱动其实现转动，在该转轴402的自由端处均固定有行走轮403，该行走轮403可在上述的短轨150上移动。

参考图4，行走轮403设置为齿轮状结构，行走轮403可与筒体154啮合以使采煤机400沿长轨行走。本领域技术人员容易理解的是，筒体154间隔设置，各筒体154均可啮合在行走轮403上的齿槽内，类似于，多个筒体154形成一个齿条，每个筒体154构成一个齿。通过将行走轮403啮合在短轨150上，行走的稳定性和安全性高。

本发明实施例通过将采煤机400与可活动的掩护支架100构成一体结构，即采煤机400在掩护支架100上移动。掩护支架100上的各短轨150在采煤过程中，通过调节液压缸104的上下调节使短轨150其与相邻的短轨150进行依次对接，最后形成一个相互对齐设置的长轨。采煤机400的行走轮403可沿着长轨移动，采煤机400的机体401将远离采煤工作面，开采的煤块可通过自溜至运输巷道内。本发明的一体装置取消了刮板输送机，可通过煤块的自溜实现输送，也就是说，通过带螺旋滚筒404和无螺旋滚筒406的相互配合，采煤机在一次开采中可将一个截深的煤层500快速开采出来，无需考虑刮板输送机下方煤层500的开采问题。

参考图5和图8，可选地，在一个掩护支架100的其中一个短轨150上设置有用于防止采煤机溜车的挡板组件，该挡板组件包括固定在短轨150上的推板液压缸109和设置在推板液压缸109伸缩杆上的阻挡件110。当采煤机400进行采煤作业时，推板液压缸109可推动阻挡件110穿过短轨150的上板151并向下移动至其中一个转轴402的沿采煤工作面延伸方向的下方阻挡转轴402继续下移以防止采煤机400下溜。

可选地，挡板组件设置在各掩护支架100的同一侧，另一侧各掩护支架100上的上板151与上板151上方的空间构成拱人行走的人行通道。

参考图5，可选地，该阻挡件110包括一个弧面，在该弧面内设置有用于减震的橡胶材料，当阻挡件110放下时，该弧面朝向转轴402，且转轴402可设置在该弧面内。

在一种可选的实施例中，在两侧梁102的相对面下部均设置有便于短轨移动的滑轨108。

参考图8，在一种可能实现方式中，所述采煤机400的机体401通过牵引机构600牵引防止其下溜。具体地，在机体401的第二端（设置无螺旋滚筒406的一端）的通过钢绳602连接在用于收放钢绳602的同步绞车601上，同步绞车601固定在急倾斜煤层上方开设的回风巷道内。

参考图4，在一种可能的实施例中，在相邻两短轨150的上板151的对接端分别设置有红外发射器155和红外接收器156，其中，红外发射器155用于发射红外线，红外接收器156用于接收红外发射器155的红外线，当红外接收器156接收到红外发射器155的信号时，触发对应调节液压缸104的停止动作以实现相邻两短轨150的对接。也就是说，通过红外发射器155和红外接收器156实现两个短轨150的自动对齐。

参考图15，掩护通道中除去最下端两个掩护支架100的其余所述掩护支架100的两侧梁的内壁上沿采煤工作面501延伸方向的上端上均设置有推架液压缸106，其下端上均固定有推板111，推架液压缸106的伸缩杆与相邻掩护支架100上设置的推板111接触设置。

参考图16，最下端两个掩护支架100中，靠上的掩护支架100内壁上部沿采煤工作面501延伸方向的上下端均设置有推架液压缸106，靠下的掩护支架100内壁上部沿采煤工作面501延伸方向的上端设置有推板111，所述推架液压缸106的伸缩杆与推板111固定连接。上述推架液压缸106的推进方向平行于采煤工作面501。

实施例二。

本实施例提供一种急倾斜煤层综采机械化一体装置的综采方法，采用了实施例一中的急倾斜煤层综采机械化一体装置，包括如下步骤：

S110：在急倾斜煤层上开设回风巷道和运输巷道，沿急倾斜煤层走向倾斜布置采煤工作面501，采煤工作面501与水平方向的夹角35°≤α≤40°。

在步骤S101中，将采煤工作面501与水平方向的夹角设置为35°≤α≤40°，可实现开采的煤块的自溜，即煤块开采后可沿工作面下溜至运输巷道中，可选地，该夹角可设置为35°，当然，根据不同煤块的自然安息角不同也可选择不同的夹角，具体以保证夹角大于煤块的自然安息角为准。

S120：沿采煤工作面501布置多个相互紧贴且可顶紧在顶板800和底板900之间的掩护支架100。

在步骤S120中，掩护支架100的侧梁102垂直采煤工作面501设置，当一个截深煤层500开采完后，这种设置可便于掩护支架100整体沿采煤工作面501顶部移架。

S130：调节各掩护支架100上短轨150高度，使得各短轨150依次对接形成相连通的长轨，将采煤机400的行走轮403安装在长轨内，两所述摇臂405分别带动所述带螺旋滚筒404和所述无螺旋滚筒406垂直于所述采煤工作面501向下采煤。

在步骤S130中，单个掩护支架100上的一对短轨150通过调节液压缸104进行上下调节以使其与相邻的短轨150进行对接形成长轨。具体而言，在相邻短轨150的对接处的顶部分别设置有红外发射器155和红外接收器156，当红外接收器156接收到红外发射器155的信号时，也就是说当两短轨150对齐时，触发对应调节液压缸104动作停止以实现相邻两短轨150的对齐。

S140：当采煤机400自下而上顺采煤时，采煤机400上的带螺旋滚筒404和无螺旋滚筒406分别对一个截深的煤层500沿其中分线700（沿采煤工作面501走向的中线）一侧的煤进行开采，开采后的煤块经新工作面502自溜至所述运输巷道内。

具体而言，参考图9、图11和图12，带螺旋滚筒404和无螺旋滚筒406分别开采中分线700一侧的煤层500，两者在中分线700处存在相交部分。当从采煤工作面501的的底端开始采煤时，先通过带螺旋滚筒404垂直采煤工作面501自下向上进行全开采（带螺旋滚筒404对中分线700两侧的煤层500均进行开采）以形成开采切口，带螺旋滚筒404全开采时无螺旋滚筒406不开采，可选地，该切口的长度为大于采煤机的总长度。当切口完成后，采煤机400再向下移动至起始位置，螺旋滚筒404和无螺旋滚筒406再分别对中分线700一侧的煤层500进行开采，开采后的煤层500新工作面502自溜至所述运输巷道内。当采煤机400移动至靠近顶部时，由无螺旋滚筒406进行全开采，即对顶部带螺旋滚筒404无法开采部分进行开采，最终实现一个截深煤层500的全部开采。

S150：当采煤机400自上而下回采煤时，采煤机400上的带螺旋滚筒404和无螺旋滚筒406分别对一个截深的煤层500沿其中分线700一侧的煤进行开采；带螺旋滚筒404开采的煤块由其自带的螺旋向上输送至所述采煤工作面上；无螺旋滚筒406在转动时将其开采的煤块旋至所述带螺旋滚筒404的采空道内，开采后的煤块自溜至所述带螺旋滚筒404处，并由带螺旋滚筒404向上输送至采煤工作面501上；带螺旋滚筒404和所述无螺旋滚筒406开采的煤块均经所述采煤工作面501自溜至运输巷道内。

具体而言，参考图10、图13和图14，采煤机400在采煤工作面501的顶部时，先通过带螺旋滚筒404沿采煤工作面501向下进行一段距离的全开采形成切口，此时无螺旋滚筒406不进行开采，该切口长度大于采煤机400的总长度，然后由无螺旋滚筒406对由下至上对顶部剩余部分的煤层500进行全开采，开采的煤块自溜至切口下端，通过带螺旋滚筒404的螺旋将开采的煤块向上输送至采煤工作面501上。

当上方剩余煤层500全部开采完时，采煤机400上的带螺旋滚筒404和无螺旋滚筒406再从开口处分别对一个截深的煤层500沿其中分线700一侧的煤进行开采，其中带螺旋滚筒404向下转动并在中分线700一侧开出一条采空道，无螺旋滚筒406在中分线700的另一侧朝带螺旋滚筒404开采的一侧转动，通过其上设置的割齿结合旋转力将煤块送入至带螺旋滚筒404侧的采空道，进入至该采空道的煤块自溜至带螺旋滚筒404处，由该带螺旋滚筒404的螺旋向上输送至采煤工作面501上。当运动至靠近下端时，无螺旋滚筒406收起，由带螺旋滚筒404对下端煤层500进行全开采。

本实施例中，在顺采和回采的过程中，采煤机400的机体401均处在煤层500的上方，避免了采煤机400下方的死角位置难以开采的问题。同时，在回采过程中，通过采用带螺旋滚筒404的结构，通过带螺旋滚筒404的自带螺旋可将割下的煤块从底部输送至采煤工作面501上，避免回采过程中，煤块停留在新工作面无法输出的问题。通过这种方式还不需要采用刮板输送机运输煤块，简化了操作，提高了效率。

参考图17，在一种可能的实施例中，若煤层500宽度较窄（稍大于滚筒的直径）时，当采煤机400自下而上顺采煤时，采煤机400上的带螺旋滚筒404和无螺旋滚筒406分别对两个截深的煤层500进行上下开采，其中带螺旋滚筒404用于开采下方一个截深的煤层500，无螺旋滚筒406用于开采上方一个截深的煤层500，上下层开采后的煤块均可自溜至运输巷道内。这里，当采煤机400从采煤工作面底部进入时，先由带螺旋滚筒404进行上下全开采一段距离，再回到起始位置，由无螺旋滚筒406开采上侧一个截深的煤层500，由带螺旋滚筒404开采下侧一个截深的煤层500。当这种宽度较窄煤层500的回采时，先由带螺旋滚筒404在前方开采一段距离，再由无螺旋滚筒406将后方原来机体下方的煤层500开采，开采后无螺旋滚筒406向上抬起，仅由带螺旋滚筒404进行开采。

S160：参考图1和图2，当采煤机400完成一个截深的煤层500的顺采或回采后，掩护支架100由依次下移至新工作面，其中，单个掩护支架100下移的步骤如下：

S161：掩护支架100的伸缩支腿107的伸缩杆朝新工作面502伸出并与之相抵。

S162：掩护支架100的支撑液压缸103泄压，伸缩支腿107回缩使得整体下移至新工作面；

S163：再启动支撑液压缸103使得掩护支架100的张紧在顶板800和底板900之间。

S170：当各掩护支架100均下移至新工作面502后，各掩护支架100沿新工作面502整体上移，即向上移架，参考图15和图16，上移步骤如下：

S171：沿采煤工作面501由上至下的相邻的掩护支架100中，设置的下方的掩护支架100上的推架液压缸106与设置在上方的掩护支架100的推板111相抵；当上方的掩护支架100泄压时，下方的掩护支架100上的推架液压缸106将上方的掩护支架100上推设定距离以紧贴在其上方的掩护支架100上，再张紧在顶板800和底板900之间。

S172：当移架至最下端两个掩护支架100时，靠上方的掩护支架100先泄压，由其后端设置的推架液压缸106将其反推至与上方的掩护支架100紧贴，再张紧在顶板800和底板900之间。

S173：当移架至最下端一个掩护支架100时，最下端的掩护支架100先泄压并由其上方的掩护支架100后端的推架液压缸106上拉至与上方的掩护支架100紧贴。

S174：移架完成后，再进行新一截深煤层500的开采。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种急倾斜煤层综采机械化一体装置，其特征在于，

包括掩护支架和采煤机，多个所述掩护支架垂直于采煤工作面、且沿所述采煤工作面的走向相互紧贴布置以形成俯采工作面；

各所述掩护支架上靠所述采煤工作面端的相对内壁上均对称设置有平行于所述采煤工作面、且可沿所述采煤工作面的推进方向移动的短轨，依次相邻的多个所述短轨在其对应的多个所述掩护支架相互紧贴、且布置在同一采煤工作面上时可相互对接以形成相连通的长轨；

所述采煤机包括机体、通过摇臂与所述机体下方的第一端连接的带螺旋滚筒以及通过另一摇臂与所述机体上方第二端连接的无螺旋滚筒，所述带螺旋滚筒和所述无螺旋滚筒均用于垂直于所述采煤工作面向下割煤；所述机体两侧对称设置有至少两组通过转轴连接的行走轮；

所述行走轮滚动设置在所述长轨上、且可带动所述机体沿所述长轨往返移动以实现急倾煤层的顺采或回采；

所述掩护支架包括两侧梁，两所述侧梁顶部分别与一个掩护梁的一端铰接且两所述掩护梁的另一端相互铰接并与所述侧梁共同形成拱形结构，两所述侧梁之间连接有用于使所述掩护支架张紧的支撑液压缸，两所述侧梁的底部分别设置有一个伸缩支腿；两所述侧梁的相对面的底部分别设置有短轨，所述短轨通过安装在对应所述侧梁内壁上的调节液压缸推动，所述调节液压缸用于推动所述短轨沿所述采煤工作面的推进方向移动以与相邻所述短轨对接；

所述短轨包括上板，所述上板一端与竖板的顶端固定连接，所述竖板的底端连接有安装座，所述安装座与所述上板之间限定出供所述行走轮移动的空间；所述安装座上均匀间隔设置有多个筒体，所述筒体的中轴线垂直于所述竖板的板面设置；所述调节液压缸的伸缩杆固定连接在所述上板的顶面上；所述行走轮设置为齿轮状结构，所述行走轮可与所述筒体啮合以使所述采煤机沿所述长轨行走；

通过将采煤机机体悬置在掩护支架上，并通过机体上的两摇臂分别控制带螺旋滚筒和无螺旋滚筒垂直采煤工作面采煤，回采后的煤块通过带螺旋滚筒的螺旋将其输送至上部的采煤工作面上，开采的煤块再自溜至运输巷道中，该装置无需采用刮板机输送煤块。

2.根据权利要求1所述的急倾斜煤层综采机械化一体装置，其特征在于，在相邻两所述短轨对接端的所述上板上分别设置有红外发射器和红外接收器，当所述红外接收器接收到所述红外发射器的信号时，触发对应所述调节液压缸的停止动作以实现相邻两短轨的对接。

3.根据权利要求1所述的急倾斜煤层综采机械化一体装置，其特征在于，所述掩护支架上的其中一个所述短轨的上板上设置有用于防止所述采煤机溜车的挡板组件，所述挡板组件包括推板液压缸和连接在所述推板液压缸的伸缩杆端部的阻挡件，当所述采煤机进行采煤作业时，对应的所述推板液压缸推动所述阻挡件向下移动至其中一个所述转轴沿所述采煤工作面延伸方向的下方以防止所述采煤机下溜。

4.根据权利要求1所述的急倾斜煤层综采机械化一体装置，其特征在于，全部所述掩护支架中除去最下端两个所述掩护支架的其余所述掩护支架的两侧梁的内壁上沿所述采煤工作面延伸方向的上端上均设置有推架液压缸，其下端上均固定有推板，所述推架液压缸的伸缩杆与相邻所述掩护支架上设置的所述推板接触设置；

最下端两个所述掩护支架中，靠上的所述掩护支架内壁上部沿所述采煤工作面延伸方向的上下端均设置有所述推架液压缸，靠下的所述掩护支架内壁上部沿所述采煤工作面延伸方向的上端设置有推板，所述推架液压缸的伸缩杆与所述推板固定连接；

所述推架液压缸的推进方向平行于所述采煤工作面。

5.根据权利要求1所述的急倾斜煤层综采机械化一体装置，其特征在于，所述采煤机的机体的第二端通过钢绳连接在用于收放所述钢绳的同步绞车上，所述同步绞车固定在急倾斜煤层上方开设的回风巷道内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的急倾斜煤层综采机械化一体装置的综采方法，其特征在于，包括如下步骤：

在急倾斜煤层上开设回风巷道和运输巷道，沿所述急倾斜煤层走向倾斜布置采煤工作面，所述采煤工作面与水平方向夹角的范围为35°至40°；

沿所述采煤工作面布置多个相互紧贴且可顶紧在顶板和底板之间的掩护支架；

调节各所述掩护支架上的所述短轨的高度，使各所述短轨依次对接形成相连通的所述长轨，并使所述行走轮滚动设置在所述长轨上，再通过两所述摇臂分别带动所述带螺旋滚筒和所述无螺旋滚筒垂直于所述采煤工作面向下采煤；

当所述采煤机自下而上顺采煤时，所述采煤机上的所述带螺旋滚筒和所述无螺旋滚筒分别对一个截深的煤层沿其中分线一侧的煤进行开采，开采后的煤块经新工作面自溜至所述运输巷道内；

当采煤机自上而下回采煤时，所述采煤机上的所述带螺旋滚筒和所述无螺旋滚筒分别对一个截深的煤层沿其中分线一侧的煤进行开采；所述带螺旋滚筒开采的煤块由其自带的螺旋向上输送至所述采煤工作面上；所述无螺旋滚筒在转动时将其开采的煤块旋至所述带螺旋滚筒的采空区内，开采后的煤块自溜至所述带螺旋滚筒处，并由所述带螺旋滚筒向上输送至所述采煤工作面上；所述带螺旋滚筒和所述无螺旋滚筒开采的煤块均经所述采煤工作面自溜至所述运输巷道内。

7.根据权利要求6所述的综采方法，其特征在于，当所述采煤机自下而上顺采煤时，还包括：所述采煤机上的所述带螺旋滚筒和所述无螺旋滚筒分别对两个截深的煤层进行上下开采，其中所述带螺旋滚筒用于开采下方一个截深的煤层，所述无螺旋滚筒用于开采上方一个截深的煤层；开采后的煤块自溜至所述运输巷道内。