CN116220718B - 一种煤矿井下快速掘进系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿井下快速掘进系统，属于矿下掘进领域。该掘进系统包括掘锚机、牵引装置、落地式刮板运输机和锚杆锚索钻车，牵引装置采用液压油缸，位于掘锚机和运输机中间，并由掘锚机带动移动。运输机包括依次连接的收料斗、中部槽和后部槽，锚杆锚索钻车跨骑在运输机上并沿其前后移动，钻车前部设有销孔，收料斗后部设有销轴结构，销孔和销轴结构在牵引装置与运输机断开时实现连接，由锚杆锚索钻车带动运输机移动。本发明集合了巷道掘进、锚杆锚索支护、物料转载功能于一体，在掘进作业的同时实现物料转运和大范围距离内的支护，且适应转弯等复杂环境下的掘锚同时作业，极大的提高了掘进效率和掘进进尺，有效的解决了采掘失调矛盾。

Description

一种煤矿井下快速掘进系统

技术领域

本发明涉及煤矿井下巷道掘进技术领域，特别是涉及一种煤矿井下快速掘进系统。

背景技术

目前，煤矿采掘失调、掘进落后的状况仍比较严重，成为制约煤炭生产发展的“瓶颈”。在巷道掘进作业中，掘锚机的开机率只有30％左右，其余的大部分时间都用于支护。目前的生产工艺无法做到掘、锚平行作业，无法提高掘进效率。

虽然现有技术中具有一些快速掘进系统，如CN202020598442.1，包括宽体特种连采机、与所述宽体特种连采机连接的运输部和履带行走式锚杆钻车，但宽体特种连采机、运输部和锚杆钻车均固定连接，且动力系统和控制系统均集成在锚杆钻车上。即连采机与锚杆钻车不可分割，否则失去作业能力。并且锚杆钻车运行不灵活，支护范围窄。还有，整体掘进系统长度长，在井下不易转弯掉头，存在使用局限性。

由此可见，上述现有掘锚系统因自身的结构和功能范围等方面的原因，满足不了更高的掘进效率要求和更复杂的掘进环境，无法从根本上解决煤炭行业采掘失调的矛盾，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种煤矿井下快速掘进系统，使其能兼顾巷道掘进、锚杆锚索灵活支护和物料转载，且整体结构简单，操作灵活方便，能适应复杂环境中的掘锚一体，真正解决掘、锚不能平行作业的问题，成为当前业界急需改进的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种煤矿井下快速掘进系统，使其能兼顾巷道掘进、锚杆锚索灵活支护和物料转载，且整体结构简单，操作灵活方便，能适应复杂环境中的掘锚一体，真正解决掘、锚不能平行作业的问题，从而克服现有的掘锚系统的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种煤矿井下快速掘进系统，包括掘锚机、牵引装置、落地式刮板运输机和锚杆锚索钻车，所述牵引装置位于所述掘锚机和落地式刮板运输机中间，所述掘锚机通过牵引装置带动所述落地式刮板运输机移动，所述落地式刮板运输机包括依次连接的收料斗、中部槽和后部槽，所述锚杆锚索钻车跨骑在所述落地式刮板运输机上并沿其前后移动，所述锚杆锚索钻车的前部设有销孔，所述收料斗的后部设有与所述销孔连接的销轴结构，所述销孔和销轴结构在所述牵引装置与所述落地式刮板运输机断开时实现连接，用于由所述锚杆锚索钻车带动所述落地式刮板运输机移动。

进一步改进，所述牵引装置采用至少两个伸缩油缸，两个所述伸缩油缸的前端与所述掘锚机的后端铰接，其后端与所述收料斗的前端铰接。

进一步改进，所述伸缩油缸的前后端均通过关节轴承与所述掘锚机和收料斗连接。

进一步改进，所述收料斗和后部槽的底部均设置有滑靴结构。

进一步改进，所述收料斗、中部槽和后部槽之间均留有夹角缝隙。

进一步改进，所述后部槽上还设有能上下升降和左右摆动的摆动槽，所述后部槽的后端部用于与落地滑靴式带式转载机连接，所述摆动槽的后端部用于与悬挂式带式转载机连接。

进一步改进，所述中部槽上设有刮板组件，所述摆动槽处设置用于驱动所述刮板组件运行的驱动机构。

进一步改进，所述锚杆锚索钻车包括多台顶锚杆锚索钻机和多台帮锚杆锚索钻机，多台所述顶锚杆锚索钻机分别设置在所述锚杆锚索钻车的前部和中部，多台帮锚杆锚索钻机设置在所述锚杆锚索钻车的后部，且多台钻机相互独立作业。

进一步改进，所述快速掘进系统还包括设置在所述落地式刮板运输机后部的带式转载机和设置在所述带式转载机后部的自移机尾。

进一步改进，所述掘锚机采用横轴掘锚机或纵轴掘锚机，所述带式转载机采用悬挂式带式转载机或落地滑靴式带式转载机，所述自移机尾采用迈步式自移机尾或伸缩式自移机尾。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

1.本发明快速掘进系统集合了巷道掘进、锚杆锚索支护、物料转载功能于一体，掘锚机在掘进作业时，能同时拖拽落地式刮板运输机前进、后退，掘锚机截割下的煤岩经落地式刮板运输机转运到带式转载机上的同时，锚杆锚索钻车跨骑在落地式刮板运输机上并沿其前后自由移动，完成大范围距离内的顶锚杆锚索和帮锚杆锚索支护，作业条件安全可靠，满足支护作业与掘锚机掘进作业相互独立、互不影响，真正做到了掘、锚平行作业，从而极大的提高了掘进效率和掘进进尺，有效的解决了采掘失调矛盾。

2.还通过在锚杆锚索钻车的前部设置销孔，在收料斗的后部设置与销孔连接的销轴结构，通过销孔和销轴结构的配合，使落地式刮板运输机与掘锚机断开时实现与锚杆锚索钻车的连接，实现由锚杆锚索钻车带动落地式刮板运输机前后自由移动，满足复杂环境时转弯作业要求。该结构独特，设计新颖，操作灵活，适应更复杂工况要求。

3.牵引装置还通过采用液压油缸，能在掘锚机截割硬岩时向掘锚机提供额外的推力，协助掘锚机截割硬岩，避免巨大的反作用力迫使掘锚机后退。液压油缸还能在落地式刮板运输机与带式转载机产生卡顿时，提供额外的拉力，以协助掘锚机拖拽后面配套的设备，达到更有效的连接效果。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明煤矿井下快速掘进系统的整体结构示意图。

图2是本发明快速掘进系统中牵引装置的结构示意图。

图3是本发明快速掘进系统中落地式刮板运输机的结构侧视示意图。

图4是本发明快速掘进系统中落地式刮板运输机的结构俯视示意图。

图5是本发明快速掘进系统中锚杆锚索钻车的结构侧视示意图。

图6是本发明快速掘进系统中锚杆锚索钻车的结构俯视示意图。

图7是本发明快速掘进系统中锚杆锚索钻车有效移动空间的示意图。

其中：1、掘锚机；2、牵引装置；21、关节轴承；3、落地式刮板运输机；31、收料斗；32、中部槽；33、后部槽；34、摆动槽；341、举升油缸；342、摆动油缸；35、刮板组件；36、销轴；4、锚杆锚索钻车；41、顶锚杆锚索钻机；42、帮锚杆锚索钻机；43、销孔；5、带式转载机；6、自移机尾。

具体实施方式

参照附图1至7所示，本实施例快速掘进系统，包括掘锚机1、牵引装置2、落地式刮板运输机3、锚杆锚索钻车4、带式转载机5和自移机尾6。

所述掘锚机1可采用现有的横轴掘锚机或纵轴掘锚机，在进行巷道掘进工作时，根据巷道条件及施工工艺要求可部分支护顶锚杆锚索、帮锚杆锚索，也可以不支护顶锚杆锚索、帮锚杆锚索，其余由锚杆锚索钻车4进行支护。

所述牵引装置2位于掘锚机1和落地式刮板运输机3中间位置，前部与所述掘锚机1铰接，后部与所述落地式刮板运输机3铰接。如附图2所示，本实施例中所述牵引装置2为两个或多个可伸缩油缸。所述伸缩油缸的前后端分别与掘锚机1和落地式刮板运输机3的连接处均安装有关节轴承，以提高铰接灵活度。更为重要的是，当掘锚机1截割硬岩时，巨大的反作用力可能会迫使掘锚机1后退，此时液压伸缩油缸可向掘锚机1提供额外的推力，以协助掘锚机1截割硬岩。当落地式刮板运输机3及后部连接的带式转载机5卡顿时，液压伸缩油缸可提供额外的拉力，以协助掘锚机1拖拽后面配套的设备，起到更有效的连接作用。

参照附图3和4所示，所述落地式刮板运输机3包括收料斗31、中部槽32、后部槽33、摆动槽34和刮板组件35。所述落地式刮板运输机3自身无行走动力装置，与地面直接接触，正常情况下依靠掘锚机1的动力前进、后退。

其中，所述收料斗31位于所述落地式刮板运输机3前端，与所述牵引装置2后部铰接。且所述掘锚机1后端与所述落地式刮板运输机3的收料斗31有效搭接，避免撒料。所述刮板组件35设置在所述中部槽32上方，用于将掘锚机1截割的物料落到收料斗31里面时，通过中部槽32转运至后部槽33中。所述中部槽32的长度可根据施工工艺要求布置。

所述收料斗31和后部槽33底部均设置有滑靴结构，且收料斗31、中部槽32、后部槽33相连接出均留有上下活动的夹角缝隙，以适应地面起伏。

所述摆动槽34设置在所述后部槽33上方，通过举升油缸341和摆动油缸342实现所述摆动槽34的上下升降、左右摆动。所述摆动槽34处还设置有动力机构，如驱动电机或驱动马达，以带动所述刮板组件35运动。

本实施例中所述锚杆锚索钻车4具有独立的动力系统，其底部设置成龙门结构，跨骑在所述落地式刮板运输机3上，可在运输机上的有效移动空间内自由前进、后退，如附图7所示。其中，有效移动空间的长度与中部槽32数量有关，可根据施工工艺要求布置合适的中部槽32。

具体的，参照附图3和4所示，所述锚杆锚索钻车4包括多台顶锚杆锚索钻机41和多台帮锚杆锚索钻机42，多台所述顶锚杆锚索钻机41分别设置在所述锚杆锚索钻车的前部和中部，多台帮锚杆锚索钻机42设置在所述锚杆锚索钻车的后部，且多台钻机相互独立作业。所述顶锚杆锚索钻机和帮锚杆锚索钻机均采用现有钻机结构，其中部分顶锚杆锚索钻机、帮锚杆锚索钻机同时具备顶锚杆锚索支护、帮锚杆锚索支护功能。

较优实施例为，所述落地式刮板运输机3的收料斗31后端设置有用于与所述锚杆锚索钻车4相连接的销轴36，所述锚杆锚索钻车4的前部设有与所述销轴36配合的销孔43。当掘锚机1开联络巷时，需要转弯作业，此时可断开与牵引装置2的连接。所述锚杆锚索钻车4移动至收料斗31后方，通过销轴36与销孔43的配合连接，实现锚杆锚索钻车4与落地式刮板运输机3的连接，依靠锚杆锚索钻车4自身动力带动落地式刮板运输机3前进、后退，并保持收料斗31与掘锚机1有效搭接，避免撒料，大大提升复杂工况下的掘进系统适应能力。

本实施例中所述带式转载机5可采用悬挂式带式转载机，用于与摆动槽34相连接，以对落地式刮板运输机3传输的物料进行转载。也可以采用落地滑靴式带式转载机，用于与后部槽33相连接，同样能实现对物料的转载。

所述自移机尾可采用迈步式自移机尾，也可以采用伸缩式自移机尾，均属于现有机构，用于与所述带式转载机5配合，实现物料转运。

本发明快速掘进系统集合了巷道掘进、锚杆锚索支护、物料转载功能于一体，实现了掘锚设备、带式转载机、自移机尾配套作业的无缝连接。掘锚机在掘进作业的同时，拖拽落地式刮板运输机前进、后退，实现将掘锚机截割下的煤岩经落地式刮板运输机转运到带式转载机上。并且在掘进作业的同时，还能实现大范围距离内的顶锚杆锚索和帮锚杆锚索的支护，实现了掘、锚平行作业，极大的提高了掘进效率和掘进进尺，有效的解决了采掘失调矛盾。还通过锚杆锚索钻车与落地式刮板运输机的连接驱动，灵活方便的实现转弯作业时，落地式刮板运输机与掘进机断开，但不影响物料的收取和转运，大大提升掘进系统的适应能力和操作便捷性。

还有，牵引装置采用液压油缸的设置，能在掘锚机截割硬岩时向掘锚机提供额外的推力，还能在落地式刮板运输机与带式转载机产生卡顿时，提供额外的拉力，起到牵引作用的同时具有更有效的作用，达到更好的连接效果。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种煤矿井下快速掘进系统，其特征在于，包括掘锚机、牵引装置、落地式刮板运输机和锚杆锚索钻车，所述牵引装置位于所述掘锚机和落地式刮板运输机中间，所述掘锚机通过牵引装置带动所述落地式刮板运输机移动，所述落地式刮板运输机包括依次连接的收料斗、中部槽和后部槽，所述锚杆锚索钻车跨骑在所述落地式刮板运输机上并沿其前后移动，所述锚杆锚索钻车的前部设有销孔，所述收料斗的后部设有与所述销孔连接的销轴结构，所述销孔和销轴结构在所述牵引装置与所述落地式刮板运输机断开时实现连接，用于由所述锚杆锚索钻车带动所述落地式刮板运输机移动；

所述牵引装置采用至少两个伸缩油缸，两个所述伸缩油缸的前端与所述掘锚机的后端铰接，其后端与所述收料斗的前端铰接。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下快速掘进系统，其特征在于，所述伸缩油缸的前后端均通过关节轴承与所述掘锚机和收料斗连接。

3.根据权利要求1所述的煤矿井下快速掘进系统，其特征在于，所述收料斗和后部槽的底部均设置有滑靴结构。

4.根据权利要求3所述的煤矿井下快速掘进系统，其特征在于，所述收料斗、中部槽和后部槽之间均留有夹角缝隙。

5.根据权利要求4所述的煤矿井下快速掘进系统，其特征在于，所述后部槽上还设有能上下升降和左右摆动的摆动槽，所述后部槽的后端部用于与落地滑靴式带式转载机连接，所述摆动槽的后端部用于与悬挂式带式转载机连接。

6.根据权利要求5所述的煤矿井下快速掘进系统，其特征在于，所述中部槽上设有刮板组件，所述摆动槽处设置用于驱动所述刮板组件运行的驱动机构。

7.根据权利要求1所述的快速掘进系统，其特征在于，所述锚杆锚索钻车包括多台顶锚杆锚索钻机和多台帮锚杆锚索钻机，多台所述顶锚杆锚索钻机分别设置在所述锚杆锚索钻车的前部和中部，多台帮锚杆锚索钻机设置在所述锚杆锚索钻车的后部，且多台钻机相互独立作业。

8.根据权利要求1至7任一项所述的煤矿井下快速掘进系统，其特征在于，所述快速掘进系统还包括设置在所述落地式刮板运输机后部的带式转载机和设置在所述带式转载机后部的自移机尾。

9.根据权利要求8所述的煤矿井下快速掘进系统，其特征在于，所述掘锚机采用横轴掘锚机或纵轴掘锚机，所述带式转载机采用悬挂式带式转载机或落地滑靴式带式转载机，所述自移机尾采用迈步式自移机尾或伸缩式自移机尾。