CN115352870A - 煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备，包括机械手和液压支架，所述机械手固定在液压支架的下方，所述机械手设置于采煤机和刮板机的上方，所述机械手包括抓手、摆动伸缩臂、回转摆动油缸、水平摆动油缸及固定伸缩臂，本发明涉及采煤工作面辅助工序机械化设备技术领域。该煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备，为采煤工作面支护设备，吊挂在液压支架上，对顶板条件差的采煤工作面进行支护，实现自动抓取支护梁并递送到需要位置，与挂网装置配合使用提高煤矿井下采煤工作面的安全性和回采效率，进一步减少人工投入和降低工人劳动强度，不断提高采煤工作面的机械化和自动化程度。
Description
技术领域
本发明涉及采煤工作面辅助工序机械化设备技术领域，具体为煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备及其使用方法。
背景技术
针对部分矿井煤层普遍存在断裂层，煤层、顶板条件差的情况。煤岩层倾角10～40°，平均倾角20°，最大可达40°，倾角较大，煤为突出煤层，处于突出危险区，直接顶板为砂质泥岩及煤组成的复合顶板，且大多存在顶板破碎、松散现象，回采生产难度较大，链网已成为其回采工艺中的常态工作。在回采过程中，需要对顶板进行铺网支护加固，以便在安全的条件下进行回采，但目前在金属网铺设过程中，基本上是依赖人工进行搬料、送料、悬挂等工作，尤其是在运送料时，工人在负重的同时还要面对环境光线弱、脚下有刮板机溜槽和地面凸凹不平的情况，不仅安全风险很大，而且费时费力、效率低下、工人劳动强度大。
为解决这一较为紧迫的现实问题，提高煤矿井下采煤工作面的安全性和回采效率，进一步减少人工投入和降低工人劳动强度，不断提高采煤工作面的机械化和自动化程度，一方面，从实际工作需要出发，投入使用用于大倾角工作面辅助工序机械化自动化作业设备已成为当务之急，另一方面，通过此项目的开展，可以对煤矿井下回采工作进行工艺优化，减人增效，减少不安全行为和因素，为保证煤矿安全高效生产，有着十分重要的现实意义和广泛的推广应用价值。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备及其使用方法，解决了上述提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备，包括机械手和液压支架，所述机械手固定在液压支架的下方，所述机械手设置于采煤机和刮板机的上方，所述机械手包括抓手、摆动伸缩臂、回转摆动油缸、水平摆动油缸及固定伸缩臂，所述回转摆动油缸一端与摆动伸缩臂固定连接，所述回转摆动油缸的另一端与水平摆动油缸固定连接，水平摆动油缸的另一端与固定伸缩臂连接，固定伸缩臂悬挂在液压支架上，所述摆动伸缩臂的一端固定连接有抓手，所述抓手用于抓取支护用钢梁，所述摆动伸缩臂根据钢梁的位置进行伸缩使抓手能顺利抓到钢梁并递送到需要的位置。
作为本发明进一步的方案：所述抓手由2个钳爪、伸缩油缸、固定架组成，所述钳爪在固定架内转动设置，且通过伸缩油缸驱动，在伸缩油缸的作用下2个钳爪张合机械支护钢梁的抓取、松卸。
作为本发明进一步的方案：所述摆动伸缩臂由内筒、外筒、伸缩油缸和回转油缸固定架组成，所述内筒在伸缩油缸的驱动下在外筒内自由伸缩。
作为本发明进一步的方案：所述固定伸缩臂由内筒、连接套、外筒、伸缩油缸和辅助支撑螺杆组成，所述内筒在伸缩油缸的驱动下在外筒内自由伸缩，所述连接套与液压支架的下方固定连接。
作为本发明进一步的方案：所述摆动伸缩臂收回时与固定伸缩臂处于平行状态。
本发明还公开了煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备的使用方法：包括以下步骤：
步骤一、在遇到采煤工作面顶板不好的情况下，为保证安全，顶板需要铺网支护，将机械手吊挂在液压支架上，通过连接套进行固定；
步骤二、通过回转摆动油缸和水平摆动油缸运动驱动摆动伸缩臂和固定伸缩臂运动将支护梁抓取后递送到需要位置，与挂网装置配合使用提高煤矿井下采煤工作面的安全性和回采效率，减少人工投入、降低工人劳动强度，不断提高采煤工作面的机械化和自动化程度。
本发明与现有技术相比具备以下有益效果：
1、本发明，为采煤工作面支护设备，吊挂在液压支架上，对顶板条件差的采煤工作面进行支护，实现自动抓取支护梁并递送到需要位置，与挂网装置配合使用提高煤矿井下采煤工作面的安全性和回采效率，进一步减少人工投入和降低工人劳动强度，不断提高采煤工作面的机械化和自动化程度。
2、本发明，实现采煤工作面的机械化和自动化，提高煤矿井下采煤工作面的安全性和回采效率，减少人工投入、降低工人劳动强度。
附图说明
图1为本发明机械手结构示意图；
图2为本发明抓手结构示意图；
图3为本发明摆动伸缩臂结构示意图；
图4为本发明固定伸缩臂示意图；
图5为本发明机械手抓取物料状态示意图；
图6为本发明械手递送物料示意图；
图7为本发明机械手递送物料俯视图；
图8为本发明机械手收缩状态示意图；
图9为本发明液压支架及机械手收放状态示意图。
图中：1、抓手；11、钳爪；12、第一伸缩油缸；13、固定架；2、摆动伸缩臂；21、第一内筒；22、第一外筒；23、第二伸缩油缸；24、回转油缸固定架；3、回转摆动油缸；4、水平摆动油缸；5、固定伸缩臂；51、第二内筒；52、连接套；53、第二外筒；54、第三伸缩油缸；55、辅助支撑螺杆；A、机械手；B、液压支架；C、采煤机；D、刮板机；E、物料。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备，包括机械手A和液压支架B，机械手A固定在液压支架B的下方，机械手A设置于采煤机C和刮板机D的上方，机械手A包括抓手1、摆动伸缩臂2、回转摆动油缸3、水平摆动油缸4及固定伸缩臂5，回转摆动油缸3一端与摆动伸缩臂2固定连接，回转摆动油缸3的另一端与水平摆动油缸4固定连接，水平摆动油缸4的另一端与固定伸缩臂5连接，固定伸缩臂5悬挂在液压支架B上，摆动伸缩臂2的一端固定连接有抓手1，抓手1用于抓取支护用钢梁，摆动伸缩臂2根据钢梁的位置进行伸缩使抓手1能顺利抓到钢梁并递送到需要的位置，现施工环节有：设置防飞矸设施、绞盘上料、单体送料、捆绑护顶料等，采用研发设备后，可取消设置防飞矸设施、绞盘上料、单体送料等环节，减少捆绑护顶料环节，避免贴身作业，减少进入煤壁的安全风险；避免登高作业，减少登高产生的坠落风险；避免使用单体，杜绝使用单体产生的管路和捆绑单体的安全风险。
抓手1由2个钳爪11、第一伸缩油缸12、固定架13组成，钳爪11在固定架13内转动设置，且通过第一伸缩油缸12驱动，在第一伸缩油缸12的作用下2个钳爪11张合机械支护钢梁的抓取、松卸。
摆动伸缩臂2由第一内筒21、第一外筒22、第二伸缩油缸23和回转油缸固定架24组成，第一内筒21在第二伸缩油缸23的驱动下在第一外筒22内自由伸缩。
固定伸缩臂5由第二内筒51、连接套52、第二外筒53、第三伸缩油缸54和辅助支撑螺杆55组成，第二内筒51在第三伸缩油缸54的驱动下在第二外筒53内自由伸缩，连接套52与液压支架B的下方固定连接。
摆动伸缩臂2收回时与固定伸缩臂5处于平行状态。
本发明还公开了煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备的使用方法：包括以下步骤：
步骤一、在遇到采煤工作面顶板不好的情况下，为保证安全，顶板需要铺网支护，将机械手A吊挂在液压支架B上，通过连接套52进行固定；
步骤二、通过回转摆动油缸3和水平摆动油缸4运动驱动摆动伸缩臂2和固定伸缩臂5运动将支护梁E抓取后递送到需要位置，与挂网装置配合使用提高煤矿井下采煤工作面的安全性和回采效率，减少人工投入、降低工人劳动强度，不断提高采煤工作面的机械化和自动化程度。
本发明在使用时，机械手A由液压油或乳化液控制，装备整体吊挂在液压支架B上，配合铺网设备实现工作面支护机械化、自动化，提高煤矿井下采煤工作面的安全性和回采效率，减少人工投入、降低工人劳动强度。机械手A的抓手可以抓取支护钢梁，当支护钢梁倾斜可通过水平摆动油缸4调平，通过回转摆动油缸3使抓手1放下抓取物料、抬起递送物料，固定伸缩臂5及摆动伸缩臂2根据物料所在位置及需要放置位置进行伸缩，使机械手A完成任务，固定伸缩臂5上的连接套52与液压支架B销轴连接，后部辅助支撑螺杆55起辅助支撑作用，使整个机械手A工作时处于稳定状态，不需要对液压支架B进行改造；
机械手A工作如图5、图6、图7、图8、图9所示，机械手A固定伸缩臂5上的连接套52与液压支架B上销轴连接(该孔为液压支架原有的，不需要重开)，两个辅助支撑螺杆55辅助支撑，可以做支撑架也可以顶丝顶。
如图5所示，摆动伸缩臂2向下摆动寻找支护钢梁，在此过程中，固定伸缩臂5及摆动伸缩臂2配合伸缩夹起钢梁，夹起后向上摆动；如图6所示，夹起钢梁后往前递送，液压支架B的前挡板收起，钢梁递送到相应的位置顶压支护网进行支护；如图7所示，若钢梁不是处于水平状态，可通过水平摆动油缸4把它调平；如图8所示，机械手A不用时可折叠收回，不影响工作面人员的来往。当撤架收放时，机械手A折叠也不影响液压支架B的折叠。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备，包括机械手(A)和液压支架(B)，所述机械手(A)固定在液压支架(B)的下方，所述机械手(A)设置于采煤机(C)和刮板机(D)的上方，所述机械手(A)包括抓手(1)、摆动伸缩臂(2)、回转摆动油缸(3)、水平摆动油缸(4)及固定伸缩臂(5)，其特征在于：所述回转摆动油缸(3)一端与摆动伸缩臂(2)固定连接，所述回转摆动油缸(3)的另一端与水平摆动油缸(4)固定连接，水平摆动油缸(4)的另一端与固定伸缩臂(5)连接，固定伸缩臂(5)悬挂在液压支架(B)上，所述摆动伸缩臂(2)的一端固定连接有抓手(1)，所述抓手(1)用于抓取支护用钢梁。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备，其特征在于：所述抓手(1)由2个钳爪(11)、第一伸缩油缸(12)、固定架(13)组成，所述钳爪(11)在固定架(13)内转动设置，且通过第一伸缩油缸(12)驱动，在第一伸缩油缸(12)的作用下2个钳爪(11)张合机械支护钢梁的抓取、松卸。
3.根据权利要求1所述的煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备，其特征在于：所述摆动伸缩臂(2)由第一内筒(21)、第一外筒(22)、第二伸缩油缸(23)和回转油缸固定架(24)组成，所述第一内筒(21)在第二伸缩油缸(23)的驱动下在第一外筒(22)内伸缩。
4.根据权利要求1所述的煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备，其特征在于：所述固定伸缩臂(5)由第二内筒(51)、连接套(52)、第二外筒(53)、第三伸缩油缸(54)和辅助支撑螺杆(55)组成，所述第二内筒(51)在第三伸缩油缸(54)的驱动下在第二外筒(53)内伸缩，所述连接套(52)与液压支架(B)的下方固定连接。
5.根据权利要求1所述的煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备，其特征在于：所述摆动伸缩臂(2)收回时与固定伸缩臂(5)处于平行状态。
6.煤矿井下大倾角工作面辅助工序机械化装备的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、在遇到采煤工作面顶板不好的情况下，将机械手(A)吊挂在液压支架(B)上，通过连接套(52)进行固定；
步骤二、通过回转摆动油缸(3)和水平摆动油缸(4)运动驱动摆动伸缩臂(2)和固定伸缩臂(5)运动将支护梁(E)抓取后递送到需要位置，与挂网装置配合使用。
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