CN115450619B - 一种大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备及方法 - Google Patents

一种大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备及方法,通过恒压轴向柱塞泵和电磁阀的配合来恒压驱动液压马达正转或反转,保证液压马达带动卷筒转动以此来配合采煤机的上行或下行,在整个采煤工作中始终对钢丝绳提供一个恒定的拉力,使钢丝绳始终处于良好的拉紧防滑状态。同时柱帽通过液压组件的伸缩来压紧或远离开采巷壁,以此来固定或者松开底座;改变了传统的锚固式固定方式,消除了钢丝绳导向固定装置对岩体的依靠,使得固定更加可靠。将第二底座固定、第一底座松开时,可以通过推移千斤顶来推动第一底座前进,以此带动牵引链随着开采进程而移动,消除了使用单体液压支柱时需要人工进行多次拆装的弊端,减少了工作人员的工作量,节省了人力物力,提高了工作效率,防止了爬底板采煤机下滑,最大限度确保了人员安全。

Description

一种大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备及方法
技术领域
本发明涉及倾斜采煤技术领域,具体而言,涉及一种大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备及方法。
背景技术
在倾斜的薄煤层开采作业中,通常会采用爬底板采煤机,为了保证工作人员的安全,将回柱绞车安装在回风巷,再通过钢丝绳与在采场内的采煤机连接,在采煤机制动装置失效时通过回柱绞车拉紧钢丝绳来对采煤机起到防滑作用。
在对钢丝绳的导向轮和采煤机的牵引链安装时,通过单体液压支柱斜撑方式将导向轮和牵引链同时固定。但是在采煤机需要沿着回采方向横向运动时,需要工作人员沿着回采方向人工将单体液压支柱重新拆装,以此来保证对钢丝绳的导向作用和牵引链对采煤机的牵引作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备及方法,实现了钢丝绳导向装置和采煤机的牵引链随着采煤机的回采作业而迈步自移,其解决了传统固定方式需要人工对单体液压支柱及钢丝绳导向装置频繁多次拆装以及钢丝绳突然断裂、采煤机下滑伤人等安全事故。
本发明的实施例通过以下技术方案实现:
一种大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备,其特征在于,包括:防滑绞车和牵引链协同导向装置,防滑绞车包括:液压马达、卷筒、驱动电机、电磁阀、油箱和恒压轴向柱塞泵,卷筒安装在液压马达的驱动端;驱动电机与恒压轴向柱塞泵连接,恒压轴向柱塞泵连接至油箱,电磁阀的一端连接恒压轴向柱塞泵和油箱、另一端连接液压马达的两端;
进一步地,牵引链协同导向装置包括:底座和推移千斤顶,底座包括:第一底座和第二底座,推移千斤顶的两端分别连接第一底座和第二底座,且推移千斤顶的伸缩运动能够带动第一底座和第二底座做相向或者相背离的平移运动;在底座上设置有立柱,立柱上设置有柱帽,柱帽能够通过液压组件的伸缩来压紧或远离开采巷壁,以此来固定或者松开底座。
进一步地,在第一底座的上还设置有用于安装钢丝绳的滑轮组件,滑轮组件包括:滑轮本体和滑轮安装块,滑轮本体通过轴承可转动地安装在滑轮安装块上,滑轮安装块通过扁销安装在底座上的链条上。
进一步地,在恒压轴向柱塞泵上设置有用于调节恒压轴向柱塞泵的恒定压力值的调节螺母。
进一步地,该设备还包括若干个溢流阀,恒压轴向柱塞泵的出液端、液压马达的回油管路上均设置有溢流阀。
进一步地,液压马达和卷筒通过减速器连接,且在减速器上还设置有常闭式制动器。
进一步地,恒压轴向柱塞泵的出液端设置有两股分支管路,第一股分支管路连接至电磁阀,用于向液压马达提供动力;第二股分支管路用于连接至常闭式制动器。
进一步地,恒压轴向柱塞泵与常闭式制动器之间还连接有减压阀。
进一步地,大倾角爬底板采煤机的抑滑设备及方法包括以下步骤:
步骤一,将防滑绞车固定安装在回风巷;
步骤二,将若干个牵引链协同导向装置安装在采场机尾巷,牵引链穿过采煤机,且第一底座靠近待采煤区;
步骤三,将防滑绞车的钢丝绳穿过滑轮本体与采煤机连接;
步骤四,开启采煤机上下运动进行采煤作业;
步骤五,调整防滑绞车的恒压轴向柱塞泵和溢流阀使钢丝绳始终处于张紧状态;
步骤六,将采煤机沿回采方向进行运动;
步骤七,第二底座固定,控制第一底座的液压组件将柱帽收回松开第一底座,再启动推移千斤顶将第一底座推动随着采煤机的回采方向运动;
步骤八,将第一底座固定,松开第二底座,操作推移千斤顶收缩,带动第二底座向第一底座运动,最后固定第二底座。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果:
本发明通过恒压轴向柱塞泵和电磁阀的配合来恒压驱动液压马达正转或反转,保证液压马达带动卷筒转动以此来配合采煤机的上行或下行,在整个采煤工作中对钢丝绳提供一个恒定的拉力,使钢丝绳始终处于良好的拉紧防滑状态,保证了整个采煤工作的安全性。同时柱帽通过液压组件的伸缩来压紧或远离开采巷壁,以此来固定或者松开底座;改变了传统的锚固式固定方式,消除了钢丝绳导向固定装置对岩体的依靠,使得固定更加可靠。将第二底座固定、第一底座松开时,可以通过推移千斤顶来推动第一底座前进,以此带动牵引链随着开采进程而移动,消除了使用单体液压支柱时需要人工进行多次拆装的弊端,减少了工作人员的工作量,节省了人力物力,提高了工作效率,防止了爬底板采煤机下滑,最大限度确保了人员安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本发明提供的防滑绞车俯视图;
图2为本发明提供的防滑绞车的液压控制图;
图3为本发明提供的防滑绞车卷筒安装示意图;
图4为本发明提供的牵引链协同导向装置主视图;
图5为本发明提供的牵引链协同导向装置俯视图;
图6为本发明的滑轮组件安装示意图;
图7为本发明提供的恒压轴向柱塞泵示意图;
图8为本发明提供的溢流阀、恒压轴向柱塞泵调节压力与钢丝绳拉力的换算表;
图9为传统的倾角采煤示意图;
图标:1-底座,11-第一底座,12-第二底座,121-连接头,2-推移千斤顶,3-立柱,31-柱帽,311-插销,32-液压组件,4-导向梁,5-滑轮组件,51-滑轮本体,52-滑轮安装块,53-扁销,54-链条,61-液压马达,62-卷筒,63-底板,71-驱动电机,72-电磁阀,73-油箱,74-恒压轴向柱塞泵,741-调节螺母,742-油口,8-溢流阀,81-常闭式制动器,82-减压阀,9-转速传感器主体,10-电控箱。
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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
参照图1至图8所示,在开始采煤工作时,将防滑绞车固定安装在回风巷,再将若干个牵引链协同导向装置安装在采场机尾巷,牵引链穿过采煤机,且第一底座11靠近待采煤区;将防滑绞车的钢丝绳穿过滑轮本体51与采煤机连接;开启采煤机上下运动进行采煤作业。
在进行采煤工作时,恒压轴向柱塞泵74通过驱动电机71的带动向外输出液压油,输出的液压油通过分两股供给,一股油路通过电磁阀72向液压马达61供油。当采煤机上行时,液压马达61正转对钢丝绳提供拉力,又因为使用的是恒压轴向柱塞泵74,所以提前对恒压轴向柱塞泵74设定恒定的压力值可以保证液压马达61对于钢丝绳输出压力的恒定。当采煤机下行时,通过电磁阀72换向接通下行过程液压回路,此时采煤机拖拽钢丝绳实现液压马达61反转,液压马达61此时过程为吸油。这时液压马达61输出的液压油通过溢流阀8调节压力,形成负载,从而形成绞车在下行过程中对采煤机的牵引力。不论采煤机是处于上行还是下行的工作状态,通过事先对恒压轴向柱塞泵74设定一个压力值,卷筒62即可向钢丝绳提供恒定的拉力,消除了钢丝绳因为拉力不足而松散使得钢丝绳处于无效的工作状态,也避免了钢丝绳因为拉力过大而将钢丝绳绷断的情况。在整个采煤工作中钢丝绳始终保持在良好的拉紧状态,对采煤机提供牵引力、起到了良好的防滑作用。
恒压轴向柱塞泵74输出的另一个油路通过减压阀82对常闭式制动器81进行供油,常闭式制动器81正常状态下为闭死状态,当液压油向常闭式制动器81供油时,常闭式制动器81打开,实现绞车的正常牵引功能。当电磁阀72停电时,常闭式制动器81会进行抱闸,保证被牵引设备的安全。
具体实施例:在此实施例中选用的液压马达61主要参数如下:排量:107ml/r,公称压力:35Mpa;选用的恒压轴向柱塞泵74的主要参数如下:额定压力:31.5MPa,额定流量:40L/min,输入转速:1500r/min。通过测试可得:液压马达61反向吸油时,自带压力负载的拉力在15KN,即下行过程中没有压力差时,液压马达61自吸所产生的负载为15KN,通过控制压力阀调压可以控制此压力值,计算系统压力差时需减去液压马达61自吸所产生的2MPa压力,液压马达61反向吸油处背压为3MPa,可得图7。
本防滑绞车对钢丝绳的拉力调节主要通过溢流阀8和恒压轴向柱塞泵74来调节。采煤机上行拉力调节:通过恒压轴向柱塞泵74的调节螺母741和高压溢流阀的调节螺母的调节使其压力均为指定压力值,然后将高压溢流阀的压力再稍微调高1-2MPa,如此恒压轴向柱塞泵74就可以在指定压力值基础上调节流量。采煤机下行压力调节:通过调节回油溢流阀调节螺母7使其达到指定压力值,即可调节采煤机下行拉力。
例如:若想将该防滑绞车上行拉力调节到30KN而下行拉力调节到7.5KN,则应作出以下操作进行调节:通过图7查询,上行拉力调节到30KN,需将压力调节到4MPa,则调节恒压轴向柱塞泵74的调节螺母741及高压溢流阀的调节螺母,使恒压轴向柱塞泵74和溢流阀都达到4MPa后,再将溢流阀压力稍调高1-2MPa,恒压轴向柱塞泵74的压力不变,则此时上行时本绞车对钢丝绳所产生的压力大约为30KN;通过图7查询,下行拉力调节到7.5KN,需将压力调节到1MPa,下行按照减去2MPa压力算,则需将此时系统压力差调节到-1MPa,液压马达61反向吸油处背压固定为3MPa,则此时调节回油溢流阀螺母将压力调节到2MPa即可。
再对采煤机的移动速度通过转速传感器主体9输入到电控箱内,通过电控箱10对恒压轴向柱塞泵74的排量进行控制,即可实现钢丝绳的绳速根据采煤机行走速度的变化而调整,实现两者的同步(此PLC控制方法常规、简单,此处便不在赘述)。消除了钢丝绳因为拉力不足而松散使得钢丝绳处于无效的工作状态,也避免了钢丝绳因为拉力过大而将钢丝绳绷断的情况。在整个采煤工作中钢丝绳始终保持在张紧状态,对采煤机提供牵引力、起到了良好的防滑作用。
当采煤机沿需要向回采方向进行运动;先将第二底座12固定,控制第一底座11的液压组件32将柱帽31收回松开第一底座11,再启动推移千斤顶2将第一底座11推动随着采煤机的回采方向运动;再将第一底座11固定,松开第二底座12,操作推移千斤顶2收缩,带动第二底座12向第一底座11运动,最后固定第二底座12,完成此段位移,再通过重复上述步骤即可继续随着采煤机的移动而移动牵引链协同导向装置。第一底座11带着导向轮和牵引链能够随着采煤机的横向移动而迈步自移,消除了传统使用单体液压支柱来固定导向轮和牵引链时需要人工随着采煤工作的进行而对弹珠单体液压支柱不断进行拆装的弊端,减少了工作人员的工作量,解放了人力物力。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备, 其特征在于,包括:防滑绞车和牵引链协同导向装置,所述防滑绞车的钢丝绳穿过所述牵引链协同导向装置与采煤机连接,所述防滑绞车包括:液压马达(61)、卷筒(62)、驱动电机(71)、电磁阀(72)、油箱(73)和恒压轴向柱塞泵(74),所述卷筒(62)安装在所述液压马达(61)的驱动端;所述驱动电机(71)与所述恒压轴向柱塞泵(74)连接,所述恒压轴向柱塞泵(74)连接至所述油箱(73),所述电磁阀(72)的一端连接所述恒压轴向柱塞泵(74)和油箱(73)、另一端连接所述液压马达(61)的两端;
所述牵引链协同导向装置包括:底座(1)和推移千斤顶(2),所述底座(1)包括:第一底座(11)和第二底座(12),所述推移千斤顶(2)的两端分别连接所述第一底座(11)和所述第二底座(12),且所述推移千斤顶(2)的伸缩运动能够带动所述第一底座(11)和所述第二底座(12)做相向或者相背离的平移运动;在所述底座(1)上设置有立柱(3),所述立柱(3)上设置有柱帽(31),所述柱帽(31)能够通过液压组件(32)的伸缩来压紧或远离开采巷壁,以此来固定或者松开所述底座(1)。
2.根据权利要求1所述的大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备,其特征在于,在所述第一底座(11)的上还设置有用于安装钢丝绳的滑轮组件(5),所述滑轮组件(5)包括:滑轮本体(51)和滑轮安装块(52),所述滑轮本体(51)通过轴承可转动地安装在所述滑轮安装块(52)上,所述滑轮安装块(52)通过扁销(53)安装在所述底座(1)上的链条(54)上。
3.根据权利要求2所述的大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备,其特征在于,在所述恒压轴向柱塞泵(74)上设置有用于调节所述恒压轴向柱塞泵(74)的恒定压力值的调节螺母(741)。
4.根据权利要求3所述的大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备,其特征在于,还包括若干个溢流阀(8),恒压轴向柱塞泵(74)的出液端、液压马达(61)的回油管路上均设置有溢流阀(8)。
5.根据权利要求4所述的大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备,其特征在于,所述液压马达(61)和所述卷筒(62)通过减速器连接,且在所述减速器上还设置有常闭式制动器(81)。
6.根据权利要求5所述的大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备,其特征在于,所述恒压轴向柱塞泵(74)的出液端设置有两股分支管路,第一股分支管路连接至所述电磁阀(72),用于向所述液压马达(61)提供动力;第二股分支管路用于连接至所述常闭式制动器(81)。
7.根据权利要求6所述的大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备,其特征在于,所述恒压轴向柱塞泵(74)与所述常闭式制动器(81)之间还连接有减压阀(82)。
8.一种大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑方法,其使用权利要求7所述的大倾角薄煤层爬底板采煤机的抑滑设备,包括以下步骤:
步骤一,将防滑绞车固定安装在回风巷;
步骤二,将若干个牵引链协同导向装置安装在采场机尾巷,牵引链穿过采煤机,且第一底座(11)靠近待采煤区;
步骤三,将防滑绞车的钢丝绳穿过滑轮本体(51)与采煤机连接;
步骤四,开启采煤机上下运动进行采煤作业;
步骤五,调整防滑绞车的恒压轴向柱塞泵(74)和溢流阀(8)使钢丝绳始终处于张紧状态;
步骤六,将采煤机沿回采方向进行运动;
步骤七,第二底座(12)固定,控制第一底座(11)的液压组件(32)将柱帽(31)收回松开第一底座(11),再启动推移千斤顶(2)将第一底座(11)推动随着采煤机的回采方向运动;
步骤八,将第一底座(11)固定,松开第二底座(12),操作推移千斤顶(2)收缩,带动第二底座(12)向第一底座(11)运动,最后固定第二底座(12)。
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