CN114215587A - 一种煤矿井下顺槽自移设备列车末采转弯装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿井下综采工作面顺槽集中辅助运输技术领域，具体为一种煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置及方法。包括设置在限制平板车移动方向的转弯辅助作业平台以及牵引平板车的锚固牵引装置，所述的转弯辅助作业平台包括对称设置在两侧的基座，所述的基座为分组式结构，每组基座包括内外两个分基座，第一组及最后一组的分基座左右对称设置，中部的若干组基座为弧状结构，各侧的分基座之间通过销轴连接；所述的分基座的内侧设置侧向伸缩承载机构，分基座上侧设置有竖向伸缩承载机构。本发明实现了综采工作面末采巷道交汇区域的设备列车的安全、便捷转弯移动，大幅度缩短了设备列车转弯时间。

Description

一种煤矿井下顺槽自移设备列车末采转弯装置及方法

技术领域

本发明属于煤矿井下综采工作面顺槽集中辅助运输技术领域，具体为一种煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置及方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，煤矿井下综采技术装备也取得了巨大的进步，为提高综采工作面整体开采效率，国内一些科研院所研发了先进的顺槽自移设备列车组，用于综采工作面运输顺槽移动变电站、乳化液泵站等设备的集中布置运输，通过高度集成列车自移、行走调偏、管缆随动、防掉道等功能的自移列车组对顺槽设备进行集中辅助运输，随着工作面的推进协同向前移动，自移式设备列车的应用降低了材料的消耗和人员劳动强度，有效提高了安全管理水平和劳动效率，取得了良好的技术经济效益。

煤矿井下顺槽设备列车在工作面推进过程中取得了良好的应用效果，设备列车布置于工作面前方运输顺槽或辅助运输顺槽内，当工作面推进至停采线附近时，设备列车需要提前移动至工作面前方联巷内：基于目前国内井下回采巷道布置方式，末采工作面停采线前方联络巷道基本与工作面顺槽垂直或近似于垂直布置，因此设备列车需要提前进行转弯。然而目前末采工作面自移设备列车转弯问题尚未得到有效解决。

目前末采工作面自移设备列车转弯时将待转弯的平板车解除连接，将两台绞车分别布置于两巷道交叉口的不同位置，通过两个不同方向的绞车牵引钢丝绳拉移平板车实现转弯，该种转弯方式在作业过程中需要借助绞车牵引，需要大量的作业人员，转弯速度慢，作业效率低下，同时存在钢丝绳断裂伤人等安全隐患。

发明内容

本发明为了解决煤矿井下顺槽自移设备列车的转弯问题，提供一种煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置及方法。

本发明采取以下技术方案：一种煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置，包括设置在限制平板车移动方向的转弯辅助作业平台以及牵引平板车的锚固牵引装置，所述的转弯辅助作业平台包括对称设置在两侧的基座，所述的基座为分组式结构，每组基座包括内外两个分基座，第一组及最后一组的分基座左右对称设置，中部的若干组基座为弧状结构，各侧的分基座之间通过销轴连接；所述的分基座的内侧设置侧向伸缩承载机构，分基座上侧设置有竖向伸缩承载机构。

进一步的，侧向伸缩承载机构由两根侧推油缸协同控制，两根侧推油缸可以实现同步伸缩，侧向伸缩承载机构伸出端上侧设置有滚轮，并且第一组分基座的滚轮安装在升降机构上，升降机构安装在第一组分基座的侧向伸缩承载机构伸出端内部。

进一步的，第一组分基座的滚轮伸出后的高度比其他组分基座的滚轮高5mm。

进一步的，竖向伸缩承载机构包括垂直于基座布置的支撑立柱，支撑立柱底部设有固定导向套，支撑立柱顶部设有柱靴。

进一步的，柱靴与支撑立柱之间通过球形连接，柱靴可以在360度空间范围内偏转17度。

进一步的，每组基座的分基座各布置两根支撑立柱。

一种煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置的转弯方法，包括以下步骤。

S100～当工作面进入末采区域，靠近停采线时，位于工作面前方运输顺槽或辅助运输顺槽内的长距离自移设备列车组，最前方锚固牵引装置已临近顺槽与联巷的交汇区域，开始转弯准备工作。

S200～根据列车组的直线运行线路及姿态，提前将转弯辅助作业平台布置于顺槽与联巷交叉区域内，转弯辅助作业平台第一组基座延伸方向与工作面顺槽走向方向一致，最后一组基座延伸方向与联络巷走向方向一致，同时保证列车组容易通过每组基座的分基座之间的中部区域；调整确定转弯辅助作业平台的布置位置后全部升起基座上方支撑立柱，保持支撑立柱与巷道顶板良好紧密接触，使转弯辅助作业平台位置固定，形成转弯导向基准。

S300～设备列车直线移动至转弯辅助作业平台位置第一组基座中部区域边缘时，锚固牵引装置首先进入转弯辅助作业平台基座中部自由区域，锚固牵引装置实现自行左右调偏而自行移动。

S400～随着锚固牵引装置的移动，设备列车第一台平板车进入转弯辅助作业平台基座中部自由区域，初始进入后保持直线行驶，当首台平板车全部进入基座中部区域时，操作第一组基座的侧向伸缩承载机构为平板车提供一个侧向约束，之后操作侧向伸缩承载机构的升降机构，保持升起状态，使平板车脱离地面，平板车的面板下部与滚轮保持紧密接触；

S500～通过锚固牵引装置拉移平板车，使平板车通过滚轮向前移动。

S600～首台平板车即将通过第二组基座时，操作伸缩承载机构使其保持部分伸开状态，确保伸缩承载机构上方滚轮与平板车面板底部区域紧密接触，之后根据平板车的运行情况，通过操作伸缩承载机构对其运行姿态进行调整。

S700～首台平板车进入其余中部各组组基座中部自由区域时，按照上一步操作，实现平板车在各基座区域平稳转弯。

S800～首台平板车通过最后一组基座区域，即将进入联巷自由区时，操作平板车液压控制系统，使平板车抬底油缸保持升起状态，平板车底部支撑底板将于巷道底板进行接触，在锚固牵引装置的拉移作用下使平板车驶出转弯辅助作业平台的约束区域，首台平板车驶出转弯辅助作业平台的约束区域后将操作平板车液压控制机构，使抬底油缸保收缩状态，还原平板车正常直线移动姿态，此时首台平板车以完成转弯作业，从顺槽进入联巷中；第二台、第三台以及后续平板车进入转弯辅助作业平台约束区域时，与第一台平板车作业方式相同。

S900～在锚固牵引装置的拉动下，设备列车各平板车将依次进入转弯辅助作业平台约束区域实现导向转弯，当全部平板车及管缆存储系统通过弯辅助作业平台约束区域进入联巷后，成套长距离设别列车组全部完成转弯作业。

与现有技术相比，本发明采用一台转弯辅助作业平台与自移设备列车配合作用，设备列车各平板车在转弯辅助作业平台侧向约束作用下自移向前变向移动，最终实现长距离自移设别列车由顺槽向联巷的转弯移动。与以往的设备列车转弯方法相比，本发明改变了传统的转弯方案，取消了绞车辅助作业，降低了劳动强度，大幅度减少了作业人员数量，实现了综采工作面末采巷道交汇区域的设备列车的安全、便捷转弯移动，大幅度缩短了设备列车转弯时间，在保证安全支护的基础上提高了综采支架的整体回撤效率。

附图说明

图1为本发明的总体结构图；

图2为转弯辅助作业平台示意图；

图中：1-转弯辅助作业平台；2-锚固牵引装置；3-平板车；4-基座；5-伸缩承载机构；6-支撑立柱；7-侧向伸缩承载机构；8-升降机构；9-滚轮；10-导向套；11-柱靴。

具体实施方式

结合附图对本发明具体实施方案做进一步说明。

如图1、2所示，一种煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置，包括设置在限制平板车3移动方向的转弯辅助作业平台1以及牵引平板车3的锚固牵引装置2，所述的转弯辅助作业平台1包括对称设置在两侧的基座4，所述的基座4为分组式结构，每组基座4包括内外两个分基座，第一组及最后一组的分基座左右对称设置，中部的若干组基座为弧状结构，各侧的分基座之间通过销轴连接；所述的分基座的内侧设置侧向伸缩承载机构7，分基座上侧设置有竖向伸缩承载机构。转弯辅助作业平台1在自移设备列车转弯之前通过立柱撑顶将其位置进行固定，设备列车平板车转弯主要通过伸缩承载机构5进行侧向约束、导向，使平板车在通过转弯辅助作业平台1约束区域后实现90°或类似于90°的转弯。

侧向伸缩承载机构7由两根侧推油缸协同控制，两根侧推油缸可以实现同步伸缩，侧向伸缩承载机构7伸出端上侧设置有滚轮9，并且第一组分基座的滚轮9安装在升降机构8上，升降机构8安装在第一组分基座的侧向伸缩承载机构7伸出端内部。滚轮9的设置可以使设备列车组转弯移动时，平板车面板下部与滚轮接触，平板车脱离地面，在前方锚固牵引装置的拉动下，通过滚轮滑动前行。升降机构8由两根抬升油缸控制，两根抬升油缸可实现同步伸缩。

第一组分基座的滚轮9伸出后的高度比其他组分基座的滚轮9高5mm。可以实现自移设备列车组平板车由第一组基座向第二组基座的顺利滑移。

竖向伸缩承载机构包括垂直于基座4布置的支撑立柱6，支撑立柱6底部设有固定导向套10，支撑立柱6顶部设有柱靴11。柱靴11与支撑立柱6之间通过球形连接，柱靴11可以在360度空间范围内偏转17度，大大适应了底板的起伏不平。每组基座的分基座各布置两根支撑立柱6，支撑立柱6主要作用为支撑顶板，保持转弯辅助作业平台在作业过程中的整体稳定。

一种煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置的转弯方法，包括以下步骤：

S100～当工作面进入末采区域，靠近停采线时，位于工作面前方运输顺槽或辅助运输顺槽内的长距离自移设备列车组，最前方锚固牵引装置2已临近顺槽与联巷的交汇区域，开始转弯准备工作。

S200～根据列车组的直线运行线路及姿态，提前将转弯辅助作业平台1布置于顺槽与联巷交叉区域内，转弯辅助作业平台1第一组基座延伸方向与工作面顺槽走向方向一致，最后一组基座延伸方向与联络巷走向方向一致，同时保证列车组容易通过每组基座的分基座之间的中部区域；调整确定转弯辅助作业平台1的布置位置后全部升起基座上方支撑立柱6，保持支撑立柱6与巷道顶板良好紧密接触，使转弯辅助作业平台位置固定，形成转弯导向基准。

S300～设备列车直线移动至转弯辅助作业平台位置第一组基座中部区域边缘时，锚固牵引装置2首先进入转弯辅助作业平台基座中部自由区域，锚固牵引装置2实现自行左右调偏而自行移动。

S400～随着锚固牵引装置2的移动，设备列车第一台平板车进入转弯辅助作业平台基座中部自由区域，初始进入后保持直线行驶，当首台平板车全部进入基座中部区域时，操作第一组基座4的侧向伸缩承载机构7为平板车提供一个侧向约束，之后操作侧向伸缩承载机构7的升降机构8，保持升起状态，使平板车脱离地面，平板车的面板下部与滚轮9保持紧密接触。

S500～通过锚固牵引装置2拉移平板车，使平板车3通过滚轮向前移动。

S600～首台平板车即将通过第二组基座时，操作伸缩承载机构7使其保持部分伸开状态，确保伸缩承载机构上方滚轮与平板车面板底部区域紧密接触，之后根据平板车的运行情况，通过操作伸缩承载机构对其运行姿态进行调整。

S700～首台平板车进入其余中部各组组基座中部自由区域时，按照上一步操作，实现平板车在各基座区域平稳转弯。

S800～首台平板车通过最后一组基座区域，即将进入联巷自由区时，操作平板车液压控制系统，使平板车抬底油缸保持升起状态，平板车底部支撑底板将于巷道底板进行接触，在锚固牵引装置的拉移作用下使平板车驶出转弯辅助作业平台的约束区域，首台平板车驶出转弯辅助作业平台的约束区域后将操作平板车液压控制机构，使抬底油缸保收缩状态，还原平板车正常直线移动姿态，此时首台平板车以完成转弯作业，从顺槽进入联巷中；第二台、第三台以及后续平板车进入转弯辅助作业平台约束区域时，与第一台平板车作业方式相同。

S900～在锚固牵引装置的拉动下，设备列车各平板车将依次进入转弯辅助作业平台约束区域实现导向转弯，当全部平板车及管缆存储系统通过弯辅助作业平台约束区域进入联巷后，成套长距离设别列车组全部完成转弯作业。

Claims (7)

1.一种煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置，其特征在于：包括设置在限制平板车（3）移动方向的转弯辅助作业平台（1）以及牵引平板车（3）的锚固牵引装置（2），所述的转弯辅助作业平台（1）包括对称设置在两侧的基座（4），所述的基座（4）为分组式结构，每组基座（4）包括内外两个分基座，第一组及最后一组的分基座左右对称设置，中部的若干组基座为弧状结构，各侧的分基座之间通过销轴连接；所述的分基座的内侧设置侧向伸缩承载机构（7），分基座上侧设置有竖向伸缩承载机构。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置，其特征在于：所述的侧向伸缩承载机构（7）由两根侧推油缸协同控制，两根侧推油缸可以实现同步伸缩，侧向伸缩承载机构（7）伸出端上侧设置有滚轮（9），并且第一组分基座的滚轮（9）安装在升降机构（8）上，升降机构（8）安装在第一组分基座的侧向伸缩承载机构（7）伸出端内部。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置，其特征在于：所述的第一组分基座的滚轮（9）伸出后的高度比其他组分基座的滚轮（9）高5mm。

4.根据权利要求2或3所述的煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置，其特征在于：所述的竖向伸缩承载机构包括垂直于基座（4）布置的支撑立柱（6），支撑立柱（6）底部设有固定导向套（10），支撑立柱（6）顶部设有柱靴（11）。

5.根据权利要求4所述的煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置，其特征在于：所述的柱靴（11）与支撑立柱（6）之间通过球形连接，柱靴（11）可以在360度空间范围内偏转17度。

6.根据权利要求5所述的煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置，其特征在于：所述的每组基座的分基座各布置两根支撑立柱（6）。

7.一种如权利要求4或5或6所述的煤矿井下运输顺槽自移设备列车末采转弯装置的转弯方法，其特征在于：包括以下步骤，

S100～当工作面进入末采区域，靠近停采线时，位于工作面前方运输顺槽或辅助运输顺槽内的长距离自移设备列车组，最前方锚固牵引装置（2）已临近顺槽与联巷的交汇区域，开始转弯准备工作；

S200～根据列车组的直线运行线路及姿态，提前将转弯辅助作业平台（1）布置于顺槽与联巷交叉区域内，转弯辅助作业平台（1）第一组基座延伸方向与工作面顺槽走向方向一致，最后一组基座延伸方向与联络巷走向方向一致，同时保证列车组容易通过每组基座的分基座之间的中部区域；调整确定转弯辅助作业平台（1）的布置位置后全部升起基座上方支撑立柱（6），保持支撑立柱（6）与巷道顶板良好紧密接触，使转弯辅助作业平台位置固定，形成转弯导向基准；

S300～设备列车直线移动至转弯辅助作业平台位置第一组基座中部区域边缘时，锚固牵引装置（2）首先进入转弯辅助作业平台基座中部自由区域，锚固牵引装置（2）实现自行左右调偏而自行移动；

S400～随着锚固牵引装置（2）的移动，设备列车第一台平板车进入转弯辅助作业平台基座中部自由区域，初始进入后保持直线行驶，当首台平板车全部进入基座中部区域时，操作第一组基座（4）的侧向伸缩承载机构（7）为平板车提供一个侧向约束，之后操作侧向伸缩承载机构（7）的升降机构（8），保持升起状态，使平板车脱离地面，平板车的面板下部与滚轮（9）保持紧密接触；

S500～通过锚固牵引装置（2）拉移平板车，使平板车（3）通过滚轮向前移动；

S600～首台平板车即将通过第二组基座时，操作伸缩承载机构（7）使其保持部分伸开状态，确保伸缩承载机构上方滚轮与平板车面板底部区域紧密接触，之后根据平板车的运行情况，通过操作伸缩承载机构对其运行姿态进行调整；

S700～首台平板车进入其余中部各组组基座中部自由区域时，按照上一步操作，实现平板车在各基座区域平稳转弯；

S800～首台平板车通过最后一组基座区域，即将进入联巷自由区时，操作平板车液压控制系统，使平板车抬底油缸保持升起状态，平板车底部支撑底板将于巷道底板进行接触，在锚固牵引装置的拉移作用下使平板车驶出转弯辅助作业平台的约束区域，首台平板车驶出转弯辅助作业平台的约束区域后将操作平板车液压控制机构，使抬底油缸保收缩状态，还原平板车正常直线移动姿态，此时首台平板车以完成转弯作业，从顺槽进入联巷中；第二台、第三台以及后续平板车进入转弯辅助作业平台约束区域时，与第一台平板车作业方式相同；

S900～在锚固牵引装置的拉动下，设备列车各平板车将依次进入转弯辅助作业平台约束区域实现导向转弯，当全部平板车及管缆存储系统通过弯辅助作业平台约束区域进入联巷后，成套长距离设别列车组全部完成转弯作业。

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