CN115419421A - 掘进机及综掘工作面浮煤清理施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种掘进机，其集成了浮煤清理装置，浮煤清理装置的铲板能够随机架在行走部的带动下移动，以铲入浮煤底部，通过在铲板上表面设置可转动的爬爪，能够将铲至铲板上的浮煤及时拨送至输送部进行收集，再由输送部将浮煤输送至掘进机外的其他输送部件上，从而完成浮煤的清理。整个浮煤清理过程中，掘进机保持正常单向行驶即可，无需往复移动整机和人工清理浮煤，避免了设备往复碾压底板对巷道造成的破坏，提高了掘进效率和巷道浮煤清理质量，避免了人工二次清理浮煤，降低了作业人员的劳动强度和操作风险。本发明还提出一种采用上述掘进机实施的综掘工作面浮煤清理施工方法。

Description

掘进机及综掘工作面浮煤清理施工方法

技术领域

本发明涉及巷道掘进施工技术领域，特别是涉及一种能够清理综掘工作面浮煤的掘进机及综掘工作面浮煤清理施工方法。

背景技术

大型煤炭企业大都已实现现代综合机械化掘进作业(简称“综掘”)，掘进机是掘进工作面成套装备的主要设备之一，在巷道掘进中，掘进机的截割头将煤从煤体上破落下来，通过掘进机的铲板收集到刮板输送机上，再由刮板输送机输送到后端搭接的皮带运输机上完成煤的运输。掘进机截割一个循环之后，巷道掘进工作面上被掘进机截割及自然垮落下来的浮煤较多，使锚杆钻车无法及时到巷道迎头进行锚杆支护作业，所以需要将浮煤进行及时清理。

目前，掘进机设计都是将截割头伸出铲板前端一段较长距离，主要通过铲板依靠多次前后移动掘进机收集浮煤，不仅掘进机前后往复移动对巷道底板破坏较大，而且无法彻底清理干净浮煤，还需要人工进行二次清理，清理效率低，严重降低了巷道掘进效率；人工清理浮煤还存在工作劳动强度大，安全性差的问题。

因此，有必要提出一种可用于综掘工作面清理浮煤的新方案，以解决目前掘进工作面浮煤清理时所存在的对巷道底板破坏大且清理效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够清理综掘工作面浮煤的掘进机及综掘工作面浮煤清理施工方法，以解决上述现有掘进工作面浮煤清理方案所存在的对巷道底板破坏大且清理效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种掘进机，包括：

机架，所述机架的前端安装有截割部，所述截割部包括能够将煤从煤体上破落下来的截割头，所述机架下方安装有行走部；

浮煤清理装置，所述浮煤清理装置包括装载部和输送部，所述装载部包括铲板、爬爪和爬爪驱动装置，所述铲板通过连接部连接于所述机架的前端，且位于所述截割头的下方，所述输送部设置于所述铲板的后方，并与所述铲板衔接；所述爬爪转动安装于所述铲板的上表面，并与所述爬爪驱动装置相连，所述爬爪驱动装置用于驱动所述爬爪转动，以将铲至所述铲板上的煤拨送至所述输送部，所述输送部能够将煤输送至掘进机外；

控制装置，所述控制装置与所述浮煤清理装置、所述截割部和所述行走部通讯连接。

可选的，所述连接部包括推移架，所述推移架的前端设置所述铲板，所述推移架的后端通过推移油缸与所述机架相连，所述推移油缸用于推动所述铲板相对所述机架前后移动；所述推移油缸与所述控制装置通讯连接。

可选的，所述推移架的后端与所述机架之间设置有导向部，所述导向部包括导向槽和与所述导向槽滑动配合的导向轨道，所述导向槽和所述导向轨道中的一者设置于所述推移架上，另一者设置于所述机架上；

所述推移油缸的一端与所述机架的侧壁铰接，另一端与所述推移架的侧壁铰接。

可选的，所述推移架的上方和下方分别开设一所述导向槽，所述推移架的后端设置有两根所述导向轨道，与分别与两组所述导向槽滑动配合。

可选的，所述导向槽的横截面为梯形，所述导向轨道的横截面与所述导向槽相适配。

可选的，所述铲板的后端底部与所述推移架的前端底部铰接，所述铲板的后端顶部通过抬升油缸与所述推移架的前端顶部相连，其中，所述抬升油缸的一端与所述铲板铰接，另一端与所述推移架铰接，所述抬升油缸用于驱动所述铲板上下摆动；所述抬升油缸与所述控制装置通讯连接。

可选的，所述铲板的上表面前端对称设置有两组所述爬爪，且两组所述爬爪的转动方向相反；所述铲板的上表面后端开设有漏煤孔，所述输送部与所述铲板的下表面相连，并位于所述漏煤孔的下方。

可选的，所述输送部为刮板输送机，所述刮板输送机的从动链轮转动安装于所述铲板的下表面。

可选的，所述机架的顶部安装有回转平台，所述截割头安装于所述回转平台上。

本发明还提出一种采用上述掘进机实施的综掘工作面浮煤清理施工方法，包括步骤：

S1、将所述截割头抬升至巷道顶板，所述铲板紧贴巷道底板；

S2、通过所述行走部带动所述掘进机沿掘进方向行驶，以使所述铲板插入浮煤，驱动所述爬爪转动以将所述铲板上的浮煤收集至所述输送部上，并由所述输送部将浮煤输送至掘进机外；

S3、当所述截割头到达巷道煤壁时，通过所述推移油缸推动所述铲板相对所述机架向前移动，实现迎头前面的浮煤清理；

S4、通过所述行走部带动所述掘进机继续沿掘进方向行驶，所述截割头转动进入巷道煤壁，直至所述铲板到达巷道煤壁，完成浮煤清理。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提出的能够清理综掘工作面浮煤的掘进机，铲板能够随机架在行走部的带动下移动，以铲入浮煤底部，通过在铲板上表面设置可转动的爬爪，能够将铲至铲板上的浮煤及时拨送至输送部进行收集，再由输送部将浮煤输送至掘进机外的其他输送部件上，从而完成浮煤的清理。整个浮煤清理过程中，掘进机保持正常单向行驶即可，无需往复移动整机和人工清理浮煤，避免了设备往复碾压底板对巷道造成的破坏，提高了掘进效率和巷道浮煤清理质量，避免了人工二次清理浮煤，降低了作业人员的劳动强度和操作风险。

在本发明公开的一些技术方案中，通过在推移架和机架之间设置推移油缸，可通过控制推移油缸的活塞杆伸出，带动铲板相对机架向前移动，使铲板插入浮煤，再通过爬爪驱动装置驱动爬爪转动将浮煤收集到输送部上，完成浮煤清理，清理浮煤结束后，控制推移油缸的活塞杆收回，带动铲板向后运动到初始状态即可。

在本发明公开的一些技术方案中，还在铲板与推移架之间设置了抬升油缸，铲板可在抬升油缸的驱动下实现上下摆动，使得铲板能够更加适应巷道底板的起伏变化，有利于更加高效、彻底地完成对巷道底板上浮煤的铲除。

在本发明公开的一些技术方案中，推移架与机架之间通过上下两组导向槽和导向轨道进行滑动配合，实现了双梯形导向结构，进一步提升了推移部运行稳定性和可靠性。

本发明还提出一种采用上述掘进机实施的综掘工作面浮煤清理施工方法，操作简便，整个浮煤清理过程中，掘进机保持正常单向行驶即可，无需往复移动整机和人工清理浮煤，避免了设备往复碾压底板对巷道造成的破坏，提高了掘进效率和巷道浮煤清理质量，避免了人工二次清理浮煤，降低了作业人员的劳动强度和操作风险。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例所公开的掘进机的整体结构示意图；

图2为本发明实施例所公开的掘进机中机架的结构示意图；

图3为本发明实施例所公开的浮煤清理装置的结构示意图；

图4为本发明实施例所公开的浮煤清理装置与机架之间的连接结构示意图；

图5为本发明实施例所公开的掘进机清理浮煤初始状态示意图；

图6为本发明实施例所公开的掘进机向前行驶清理浮煤状态示意图；

图7为本发明实施例所公开的铲板伸出清理浮煤状态示意图；

图8为本发明实施例所公开的截割头钻进煤层清理浮煤状态示意图；

图9为本发明实施例所公开的掘进机清理浮煤完毕后退停机示意图。

其中，附图标记为：

1-截割部、2-浮煤清理装置、3-推移部、4-机架、5-操纵部、6-行走部、7-电气系统，8-输送部、9-液压系统、10-第一导向槽、11-第二导向槽、12-第一油缸座、13-第一销轴、14-回转平台、15-第二销轴、16-推移架、17-第二油缸座、18-第三销轴、19-第四销轴、20-第五销轴、21-铲板、22-爬爪、23-爬爪驱动装置、24-从动链轮、25-抬升油缸、26-第一导向轨道、27-第二导向轨道、28-推移油缸、29-截割头、30-截割电机、31-煤壁、32-浮煤。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

本发明的目的之一是提供一种能够清理综掘工作面浮煤的掘进机，以解决现有掘进工作面浮煤清理方案所存在的对巷道底板破坏大且清理效率低的问题。

本发明的另一目的还在于提供一种采用上述掘进机实施的综掘工作面浮煤清理施工方法。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种集成了浮煤清理装置的掘进机，主要包括截割部1、浮煤清理装置2、机架4、行走部6和控制装置，行走部6上设置有机架4，机架4前端的回转平台14上设置截割部1，机架4前端下部设置浮煤清理装置2，浮煤清理装置2包括铲板21、爬爪22、爬爪驱动装置23、从动链轮24和搭接在机架4上的输送部8，爬爪22转动安装于铲板21上表面，爬爪驱动装置23驱动爬爪22转动，以将浮煤拨动至输送部8，完成装煤；铲板21下表面中部与输送部8相连，输送部8通过从动链轮24与铲板21的下表面铰接，可随铲板21一起相对机架4前后移动。铲板21通过连接部与机架4相连，上述连接部包括推移部3和推移油缸28，推移部3包括第二销轴15、推移架16、第二油缸座17、第一导向轨道26和第二导向轨道27，机架4两侧对称设置两组第一油缸座12，推移架16两侧对称设置第二油缸座17，推移架16与机架4之间对称布置的两组推移油缸28，推移油缸28一端通过第一销轴13与机架4的第一油缸座12铰接，另一端通过第二销轴15与推移架16上的第二油缸座17铰接。推移架16后端的下部设置第一导向轨道26，后端的上部设置第二导向轨道27，机架4顶部设置回转平台14，机架4的前端下部设置第一导向槽10，前端上部设置第二导向槽11，推移部3的第一导向轨道26和第二导向轨道27分别滑动安装在机架4的第一导向槽10和第二导向槽11中，形成推移架16与机架4之间的导向部。通过推移油缸28伸缩使推移架16在机架4的第二导向槽11和第一导向槽10中前后滑动，实现推移部3相对于机架4的前后移动，进而带动铲板21相对于机架4前后移动。

在本实施例中，上述连接部还包括在推移部3与铲板21之间对称布置的两组抬升油缸25，抬升油缸25一端通过第三销轴18与推移架16的前端顶部铰接，另一端通过第五销轴20与铲板21后端的上耳座铰接，推移架16的前端底部与铲板21后端的下耳座通过第四销轴19铰接，铲板21可在抬升油缸25的驱动下实现以第四销轴19为转动中心的上下摆动，使得铲板21能够更加适应巷道底板的起伏变化，有利于更加高效地、彻底地完成对巷道底板上浮煤的铲除。

在本实施例中，上述控制装置主要包括操纵部5、电气系统7和液压系统9，机架4一侧设置液压系统9和电气系统7，另一侧设置操纵部5，电气系统7和液压系统9均与操纵部5通讯连接，液压系统9与电气系统7通讯连接，液压系统9可控制两组推移油缸28和两组抬升油缸25的伸缩，电气系统7控制液压系统9、爬爪驱动装置23以及行走部6的运行。

下面对采用上述掘进机实施的综掘工作面浮煤清理施工方法，作具体说明。该方法步骤如下：

清理浮煤前，两组推移油缸28处于收缩状态，铲板21以及推移部3处于缩回状态，爬爪驱动装置23驱动爬爪22转动，截割电机30驱动截割头29转动，铲板21紧贴巷道底板，截割头29抬升至巷道顶板。

清理浮煤时，司机通过操纵部5操作掘进机向前行驶(即向巷道掘进方向行驶)，铲板21插入浮煤32，爬爪22转动将浮煤经铲板21上漏煤孔收集到输送部8上，再由输送部8将浮煤运输到掘进机后方搭接的皮带输送机上，当截割头29到达前煤壁31时，操作两组推移油缸28的活塞杆作伸出动作，使推移部3带动铲板21向前运动，实现迎头前面的浮煤清理。

当两组推移油缸28的活塞杆伸出到最大行程时，铲板21已向前运动到最大程度，此时铲板21还未到达前方煤壁31，行走部6继续向前行走，截割头29转动进入煤壁31，直至铲板21到达巷道煤壁31，完成浮煤32清理。

清理浮煤完成后，操作两组推移油缸28的活塞杆作收回动作，推移部3带动铲板21向后运动到初始缩回状态，至此浮煤清理工作结束，掘进机后退靠帮，锚杆钻车行驶到巷道迎头进行支护作业工序。

由此可见，本技术方案提出的上述集成有浮煤清理装置的掘进机及浮煤清理施工方法具有以下优点：

通过控制推移油缸的活塞杆伸出，带动铲板相对机架向前移动，使铲板插入浮煤，再通过爬爪驱动装置驱动爬爪转动将浮煤收集到输送部上运输到后方搭接的皮带输送机上完成浮煤清理，清理浮煤结束后，控制推移油缸的活塞杆收回，带动铲板向后运动到初始状态即可。整个浮煤清理过程中，无需往复移动整机和人工清理浮煤，避免了设备往复碾压底板对巷道造成的破坏，提高了掘进效率和巷道浮煤清理质量，避免了人工二次清理浮煤，降低了作业人员的劳动强度和操作风险。

其中，推移架与机架之间的导向槽和导向轨道滑动配合，为整个浮煤清理装置相对机架产生移动时提供导向、定位作用。进一步地，将导向槽设置为横截面为梯形(一般优选等腰梯形)的槽结构，并将导向轨道设置为相应形状的结构，即导向轨道的横截面为与导向槽横截面相同的梯形结构，可以使得推移架运行更加稳定、可靠。在本技术方案中，推移架与机架之间通过上下两组导向槽和导向轨道进行滑动配合，实现了双梯形导向结构，进一步提升了推移部运行稳定性和可靠性。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种掘进机，其特征在于，包括：

机架，所述机架的前端安装有截割部，所述截割部包括能够将煤从煤体上破落下来的截割头，所述机架下方安装有行走部；

浮煤清理装置，所述浮煤清理装置包括装载部和输送部，所述装载部包括铲板、爬爪和爬爪驱动装置，所述铲板通过连接部连接于所述机架的前端，且位于所述截割头的下方，所述输送部设置于所述铲板的后方，并与所述铲板衔接；所述爬爪转动安装于所述铲板的上表面，并与所述爬爪驱动装置相连，所述爬爪驱动装置用于驱动所述爬爪转动，以将铲至所述铲板上的煤拨送至所述输送部，所述输送部能够将煤输送至掘进机外；

控制装置，所述控制装置与所述浮煤清理装置、所述截割部和所述行走部通讯连接。

2.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述连接部包括推移架，所述推移架的前端设置所述铲板，所述推移架的后端通过推移油缸与所述机架相连，所述推移油缸用于推动所述铲板相对所述机架前后移动；所述推移油缸与所述控制装置通讯连接。

3.根据权利要求2所述的掘进机，其特征在于，所述推移架的后端与所述机架之间设置有导向部，所述导向部包括导向槽和与所述导向槽滑动配合的导向轨道，所述导向槽和所述导向轨道中的一者设置于所述推移架上，另一者设置于所述机架上；

所述推移油缸的一端与所述机架的侧壁铰接，另一端与所述推移架的侧壁铰接。

4.根据权利要求3所述的掘进机，其特征在于，所述推移架的上方和下方分别开设一所述导向槽，所述推移架的后端设置有两根所述导向轨道，与分别与两组所述导向槽滑动配合。

5.根据权利要求3或4所述的掘进机，其特征在于，所述导向槽的横截面为梯形，所述导向轨道的横截面与所述导向槽相适配。

6.根据权利要求2～4任意一项所述的掘进机，其特征在于，所述铲板的后端底部与所述推移架的前端底部铰接，所述铲板的后端顶部通过抬升油缸与所述推移架的前端顶部相连，其中，所述抬升油缸的一端与所述铲板铰接，另一端与所述推移架铰接，所述抬升油缸用于驱动所述铲板上下摆动；所述抬升油缸与所述控制装置通讯连接。

7.根据权利要求1～4任意一项所述的掘进机，其特征在于，所述铲板的上表面前端对称设置有两组所述爬爪，且两组所述爬爪的转动方向相反；所述铲板的上表面后端开设有漏煤孔，所述输送部与所述铲板的下表面相连，并位于所述漏煤孔的下方。

8.根据权利要求7所述的掘进机，其特征在于，所述输送部为刮板输送机，所述刮板输送机的从动链轮转动安装于所述铲板的下表面。

9.根据权利要求1～4任意一项所述的掘进机，其特征在于，所述机架的顶部安装有回转平台，所述截割头安装于所述回转平台上。

10.一种采用权利要求2～6任意一项所述掘进机实施的综掘工作面浮煤清理施工方法，其特征在于，包括步骤：

S1、将所述截割头抬升至巷道顶板，所述铲板紧贴巷道底板；

S2、通过所述行走部带动所述掘进机沿掘进方向行驶，以使所述铲板插入浮煤，驱动所述爬爪转动以将所述铲板上的浮煤收集至所述输送部上，并由所述输送部将浮煤输送至掘进机外；

S3、当所述截割头到达巷道煤壁时，通过所述推移油缸推动所述铲板相对所述机架向前移动，实现迎头前面的浮煤清理；

S4、通过所述行走部带动所述掘进机继续沿掘进方向行驶，所述截割头转动进入巷道煤壁，直至所述铲板到达巷道煤壁，完成浮煤清理。

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