CN1530516A - 立交链割块采法及其掘进机、长壁采矿机、石材开采机 - Google Patents

Abstract

一种立交链割块采法及其掘进机、长壁采矿机、石材开采机，采用滚链(10)和内喷水导轨(11)构成的链刀(1)，立交形式的纵向链刀(2)横向链刀(3)同步同向纵深切割将被切割矿岩分割为系列方柱状条块，被随后的楔杠(6)劈落或被提前的竖向链刀(4)切割，这一工作方法包括三个组成部分：立交链割式割头(5)为切割部分，楔杠(6)铲台(7)斗头(8)为破落铲装堵截部分，直接相接的输送机(9)为输出部分，连同切割动力(12)、推进动力(13)、冷却系统(14)构成掘进机、长壁采矿机、石材开采机三类机型。这新一代机种将使破碎单位的耗能降为很低，同时又以前所未有的速度和效率和一个无粉尘噪音的作业环境，实现掘进开采的现代化作业。

Description

立交链割块采法及其掘进机、长壁采矿机、石材开采机

本发明属于矿山、水利、道路、建筑工程机械设备，具体涉及一种立交链割块采法及其掘进机、长壁采矿机、石材开采机。

现有的掘进机、采煤机，结构复杂、价格高、块度小，粉尘多，破碎单位耗能过大，切割推进速度也较缓慢，不少煤矿靠爆采，粉尘和松顶造成众多事故隐患，在石材开采方面还没有理想的机械设备，爆采对不可再生的岩石资源破坏严重，盾构生产效率低下作业极为艰苦。

本发明的目的就在于解决现有技术存在的问题，提供一种全新的快速高效无尘低震的立交链割块采法及其掘进机、长壁采矿机、石材开采机。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明贯穿的方法是立交链割块采法。它采用由滚链和内喷水导轨构成的链刀，立交形式的纵向链刀、横向链刀同步同向纵深切割，将被切割矿岩分割为系列方柱状条块，被随后的楔杠劈落或被提前的竖向链刀切割。这一工作方法包括三个部分：立交链割式割头为切割部分，楔杠、铲台、斗头为破落铲装堵截部分，与铲台直接相接的输送机为输出部分。立交链割式割头分掘进机割头、采矿机割头、采石机割头三种，连同切割动力，推进动力，冷却系统构成掘进机、长壁采矿机、石材开采机三类机型。

链刀由滚链、内喷水导轨、板架、链轮、齿轮、传动轴、减震器、连接块组成，内喷水导轨分凹型内喷水导轨和凸型内喷水导轨两种，中腔设置水道，喷眼分布轨面。滚链分心型滚链齿式滚链两种：心型滚链由心型链子经销轴首尾连接组成，齿式滚链由齿式链子经销轴首尾连接组成。心型链子的前凸头尾凹头置销轴孔并相配合，底凹头置销轴孔与滚轮及凹型内喷水导轨相配合，滚轮接触凹轨面滚动且凹轨头部与底凹头肩沿相贴，顶部前倾直槽与镶嵌刀头的刀胎相配合；齿式链子的前凹头尾凹头置销轴孔并相配合且前凹头内安装滚轮，底凹头呈齿形与齿轮及凸型内喷水导轨相配合，使滚轮接触凸轨面滚动，顶部前倾直槽与刀胎相配合。滚链套于相配合的内喷水导轨减震器链轮或齿轮上，连接块将支撑内喷水导轨减震器的板架与安装链轮或齿轮的传动轴箱体刚性连接构成链刀。链刀按工作方式分为纵向链刀、横向链刀、竖向链刀，按形状分蝶形、圈形、条形、扇形。

立交链割式割头分掘进机割头、采矿机割头、采石机割头三种：

掘进机割头由一组等距的蝶形纵向链刀和一组等距且前锋呈阶梯的圈形横向链刀立交组成。圈形横向链刀的前锋板架及平行靠后的楔杠与蝶形纵向链刀的板架正交刚性连接。圈形横向链刀的内喷水导轨穿过蝶形纵向链刀板架上的涵眼铺设于前锋板架、两外侧蝶形纵向链刀板架外侧、桥架、斗头两邦外侧、涵管形成圈形。桥架呈弓形绕过纵向链刀滚链刚性连接两外侧蝶形纵向链刀板架和斗头两邦。圈形横向链刀的顶刀上仰后部设置顶铲，底刀下倾且以铲台为其前锋板架；蝶形纵向链刀组的板架由连接块刚性连为一体共用一横轴为传动轴；横轴上下方于掘进机割头两侧各置竖轴与横轴经伞齿相接；竖轴分别间隔连接圈形横向链刀的链轮或齿轮使相邻的圈形横向链刀切割方向相反。掘进机割头分三种：横轴在上方为上割式割头，在底部为底割式割头，在中部为中割式割头。

采矿机割头由一组等距的蝶形纵向链刀和一组等距且呈阶梯的条形横向链刀立交组成；条形横向链刀板架与蝶形纵向链刀板架正交刚性连接；条形横向链刀的内喷水导轨穿过蝶形纵向链刀板架上的涵眼；涵眼后部设置楔杠护杠固接于纵向链刀板架间和板架与侧板间。蝶形纵向链刀板架连同侧板经连接块刚性连接由一横轴作传动轴；条形横向链刀板架分别与侧板刚性连接，竖轴分别与条形横向链刀的传动轴连接且使相邻的传动轴转向相反。采矿机割头分单向割头双向割头两种：单向割头为横轴在上方的上割式割头，双向割头由两单向割头刀锋向外对称组成。

采石机割头由割台、扇形竖向链刀和组合刀头组成。组合刀头由扇形纵向链刀、条形横向链刀、刀架、侧向铲台、底板、长臂、连接块组成；两条形横向链刀经连接块安装于刀架右侧前方顶部和底部，扇形纵向链刀头部朝前安装于侧向铲台，底板承接侧向铲台安装于刀架底部构成开槽式刀头；条形横向链刀经连接块安装于刀架右侧前方底部，扇形纵向链刀头部朝下经长臂安装于刀架上方构成下割式刀头；条形横向链刀经连接块安装于刀架前方顶部，扇形纵向链刀头部朝上安装于刀架构成上割式刀头。扇形竖向链刀与推进器安装于割台左侧，与组合刀头的开槽式刀头、下割式刀头、上割式刀头分别组成三种采石机割头。

掘进机A型由掘进机上割式割头、铲台、斗头、车斗、输送机、升降装置、切割动力、推进动力、冷却系统、覆带、底盘、转向输送机组成；掘进机上割式割头与铲台斗头刚性连为一体，斗头两邦头沿与掘进机上割式割头两外侧蝶形纵向链刀板架相隔对齐并经桥架刚性连接，两邦后部则回缩至与输送机相贴；掘进机上割式割头与切割动力推进动力经车斗刚性连为一体。车斗前部与斗头刚性连接，中腔底部置输送机；输送机头部与铲台相贴，中部有涵管穿过并以涵管为轴旋动，尾部搭在底盘支架上；转向输送机插入输送机尾部下方，并在底盘上向两侧及后方转动；覆带承接底盘与推进动力连接；底盘与车斗经升降装置连接；冷却系统置于车斗两侧与底盘刚性连接。

掘进机B型由掘进机底割式割头、掘进机中割式割头，车斗、切割动力、斗头、前置横轴、前置输送机，输送机，覆带、底盘、推进动力、冷却系统组成；底切割动力与前置横轴连接，前置横轴与底割式割头横轴经传送带和链条连接，构成前置输送机，前置输送机与输送机相接。车斗中腔底部置输送机，前部与掘进机底割式割头及斗头刚性连接，中部与掘进机中割式割头及斗头刚性连接，底部与底盘刚性连接，两侧设置底切割动力、推进动力、冷却系统，顶部设置切割动力。切割动力与掘进机中割式割头横轴连接，推进动力与覆带输送机连接。

长壁采矿机A型由采矿机单向割头、铲台、输送机、转向输送机、斗头、车斗、切割动力、推进动力、冷却系统、升降装置、覆带、底盘、弧形档板、侧板、侧板箱体组成；斗头一邦与采矿机单向割头外侧纵向链刀相隔对齐并与弧形档板刚性连接，另一邦由侧板代替；车斗前部与采矿机单向割头、斗头、侧板箱体刚性连接，顶部设置切割动力推进动力，两则设置冷却系统。侧板与斗头间的底部前沿设置铲台；条形横向链刀的顶刀后部设置顶铲与连接块刚性连接。车斗中腔底部置输送机，输送机头部与铲台相贴，尾部搭于底盘支架；转向输送机插入输送机尾部下方，并以底盘为依托实现向外侧和后方的转向输出；切割动力与采矿机单向割头的横轴相接，推进动力与覆带输送机相接，覆带承接底盘，底盘与车斗经升降装置连接。

长壁采矿机B型由采矿机双向割头、双向铲台、楔杠、护杠、输送机、自动式档板、升降装置及机座、机体、床头箱、底盘、销轴、油缸组成；机座为滑靴式四腿与刮板运输机配套，机座上部为多槽斜面结构与底部呈斜筋结构的底盘经销轴连接于一端，另一端经油缸连接；底盘与机体由升降装置连接，机体与床斗箱刚性连接，床头箱与采矿机双向割头双向铲台刚性连接；侧板置于采矿机双向割头外侧对称的两纵向链刀下方三角区，上部经连接块与外侧两纵向链刀的连接块刚性连接，下部与双向铲台刚性连接；双向铲台两铲头前倾装置横向链刀底刀，底刀传动轴经万向节与竖轴连接，双向铲台中部设置输送机，输送机穿过床头箱机座侧口伸进刮板运输机上方；自动式档板由侧缝套筒、滑杆档板、滚轮、轴套、销轴、档头组成，滑杆档板脚部安装滚轮滑杆部套于侧缝套筒，侧缝套筒顶端设置轴套与安装于侧板和床头箱的销轴套接；档头对称地安装于侧板和床头箱侧面；机体包括切割动力、冷却系统、推进动力，床头箱包括传动体系。

石材开采机由道轨、台车、采石机割头组成；台车分底盘和割台两部分：底盘由龙门架、车轮、链轮、推进变速箱、底架、长轴组成，链轮车轮同轴安装于龙门架内，推进变速箱与前后链轮由传动链相接，龙门架承接底架且内侧两端下方安装长轴。割台由机体、台架、下凹头、输送机、左凹槽、右凹槽、丝杠、螺母、刀架、横梁、滚子组成；台架上方设置机体、左凹槽、右凹槽，左凹槽与右凹槽中间间隔固接横梁和安装滚子构成输送机，同规格相配合的丝杠螺母分别置于左凹槽与右凹槽内，由螺母承接刀架；台架底部两侧安装下凹头与长轴经油缸连接。割台的左侧安置机体，机体两端安装推进器和扇形竖向链刀，刀架安装组合刀头，机体包括切割动力、推进动力、冷却系统。

下面结合附图对本发明具体结构及运作作进一步描述。

图1为本发明心型链子20结构示意图

图2为本发明心型链子20与凹型内喷水导轨28配合示意图

图3为本发明心型链子20俯视图

图4为本发明齿式链子20′结构示意图

图5为本发明齿式链子20′与凸型内喷水导轨28′配合示意图

图6为本发明齿式链子20′俯视图

图7为本发明链刀1结构示意图

图8为本发明链刀1俯视图

图9为本发明掘进机割头32俯视图

图10为本发明掘进机A型结构示意图

图11为本发明掘进机A型左视图

图12为本发明掘进机A型右视图

图13为本发明掘进机B型结构示意图

图14为本发明长壁采矿机A型结构示意图

图15为本发明长壁采矿机A型底视图

图16为本发明长壁采矿机A型左视图

图17为本发明长壁采矿机A型右视图

图18为本发明长壁采矿机B型双向割头结构示意图

图19为本发明长壁采矿机B型左视图

图20为本发明长壁采矿机B型前视图

图21为本发明石材开采机结构示意图

图22为本发明石材开采机俯视图

图23为本发明石材开采机前视图

图24为本发明开槽式刀头52结构示意图

图25为本发明下割式刀头54结构示意图

图26为本发明上割式刀头55结构示意图

图27为本发明石材开采机长壁单块流开采方式示意图

(一)链刀1

如图7、8所示，链刀1由滚链10、内喷水导轨11、板架15、链轮16、齿轮16′、传动轴17、减震器18、连接块19组成；如图2、图5所示，内喷水导轨11分凹型内喷水导轨28和凸型内喷水导轨28′两种，中腔设置水道11′，喷眼分布轨面。滚链10分心型滚链20齿式滚链20′两种：心型滚链20由心型链子21经销轴22首尾连接组成，齿式滚链20′由齿式链子21′经销轴22首尾连接组成。如图1、图2、图3所示，心型链子21的前凸头23尾凹头24置销轴孔25并相配合，底凹头26置销轴孔25与滚轮27凹型内喷水导轨28配合，滚轮27接触凹轨面滚动且凹轨头部与底凹头26肩沿26′相贴；顶部前倾直槽29与镶嵌刀头31的刀胎30相配合。如图4、图5、图6所示，齿式链子21′的前凹头23′尾凹头24′置销轴孔25并相配合且前凹头23′内安装滚轮27；底凹头26′呈齿形与齿轮16′凸型内喷水导轨28′相配合，使滚轮27接触凸轨面滚动，顶部前倾直槽29与刀胎30相配合。滚链10套于相配合的内喷水导轨11减震器18链轮16或齿轮16′上，连接块19将支撑内喷水导轨11减震器18的板架15与安装链轮16或齿轮16′的传动轴17箱体刚性连接构成链刀1。链刀1按工作方式分为纵向链刀2、横向链刀3、竖向链刀4，按形状分蝶形、圈形、条形、扇形。

(二)掘进机割头32

如图9、图10、图11所示，掘进机割头32由一组等距的蝶形纵向链刀2和一组等距且前锋呈阶梯的圈形横向链刀3立交组成；圈形横向链刀3的前锋板架15′及平行靠后的楔杠6与蝶形纵向链刀2板架15正交刚性连接，圈形横向链刀3的内喷水导轨11穿过蝶形纵向链刀2板架15上的涵眼35铺设于前锋板架15′、两外侧蝶形纵向链刀2板架15外侧、桥架36、斗头8两邦外侧、涵管37形成圈形。桥架36呈弓形绕过纵向链刀2滚链10刚性连接两外侧蝶形纵向链刀2板架15和斗头8两邦；涵管37为管形板架保护后部滚链10。圈形横向链刀3的顶刀38上仰后部设置顶铲7′，底刀39下倾且以铲台7为其前锋板架15′。蝶形纵向链刀2组板架15由连接块19刚性地连为一体共用一横轴40为传动轴17；横轴40上下方于掘进机割头32两侧各置竖轴41与横轴40经伞齿相接；竖轴41分别间隔连接圈形横向链刀3的链轮16或齿轮16′使相邻圈形横向链刀3切割方向相反。如图10、图13所示，掘进机割头32分三种：横轴40在上方为上割式割头42，在底部为底割式割头43，在中部为中割式割头44。

(三)采矿机割头33

如图14、图16所示，采矿机割头33由一组等距的蝶形纵向链刀2和一组等距且呈阶梯的条形横向链刀3立交组成；条形横向链刀3的板架15与蝶形纵向链刀2的板架正交刚性连接，条形横向链刀3的内喷水导轨11穿过蝶形纵向链刀2板架15上的涵眼35、35′，涵眼35′后部设置楔杠6护杠6′固接于纵向链刀2板架15间和板架15与侧板67间。蝶形纵向链刀2板架15连同侧板67经连接块19刚性连接由一横轴40作传动轴17，条形横向链刀3板架15分别与侧板67刚性连接，竖轴41分别与条形横向链刀3的传动轴17连接且使相邻的传动轴17转向相反。如图14、图18所示，采矿机割头33分单向割头45双向割头46两种：单向割头45为横轴40在上方的上割式割头，双向割头46由两单向割头45刀锋向外对称组成。

(四)采石机割头34

采石机割头34由割台48、扇形竖向链刀4和组合刀头47组成。组合刀头47由扇形纵向链刀2、条形横向链刀3、刀架49、侧向铲台50、底板51、长臂52、连接块19组成；两条形横向链刀3经连接块19安装于刀架49右侧前方顶部和底部，扇形纵向链刀2头部朝前安装于侧向铲台50，底板51承接侧向铲台50安装于刀架49底部构成开槽式刀头53；如图24，b为开槽式刀头53结构示意图，a、c分别为开槽式刀头53右视图、前视图。条形横向链刀3经连接块19安装于刀架49右侧前方底部，扇形纵向链刀2头部朝下经长臂52安装于刀架49上方构成下割式刀头54；如图25，b为下割式刀头54结构示意图，a、c分别为下割式刀头54右视图、前视图。条形横向链刀3经连接块19安装于刀架49前方顶部，扇形纵向链刀2头部朝上安装于刀架49构成上割式刀头55。如图26，b为上割式刀头55结构示意图，a、c分别为上割式刀头55右视图、前视图。如图21所示，扇形竖向链刀4与推进器56安装于割台48左侧，与组合刀头47的开槽式刀头53、下割式刀头54、上割式刀头55分别组成三种采石机割头34。

(五)掘进机A型及运作

如图10、图11、图12所示，掘进机A型由掘进机上割式割头42、铲台7、斗头8、车斗57、输送机9、升降装置60、切割动力12、推进动力13、冷却系统14、覆带58、底盘59、转向输送机9′组成；掘进机上割式割头42与铲台7斗头8刚性连为一体，斗头8两邦头沿与掘进机上割式割头42两外侧蝶形纵向链刀2板架15相隔对齐并经桥架36刚性连接，两邦后部则回缩至与输送机9相贴。掘进机上割式割头42与切割动力12推进动力13经车斗刚性连为一体。车斗57前部与斗头8刚性连接，中腔底部置输送机9。输送机9头部与铲台7相贴，中部有涵管37′穿过并以涵管37′为轴旋动，尾部搭在底盘59支架上；转向输送机9′插入输送机9尾部下方，并在底盘59上可向两侧及后方转动；覆带58承接底盘59与推进动力13连接；底盘59与车斗57经升降装置60连接，冷却系统14置于车斗57两侧与底盘57刚性连接。

掘进机A型启动后，冷却系统首先运作将掘进机上割式割头42的纵向链刀2与横向链刀3的内喷水导轨11中充满带压水或切割液；切割动力12经横轴40竖轴41的传动使纵向链刀横向链刀3同时运行；在覆带58的推进下被切割矿岩分割为系列方柱状条块，随着机体的不断推进，楔杠6将方柱状矿岩条块劈落，同时铲台7也将底部的矿岩条块铲起，这些被劈落和铲起的矿岩块体围截于斗头8内由输送机9送出。输送机9尾部设置转向输送机9′使矿岩块从尾部或两侧送上运输机。本机的升降装置60适应坡度变化和一定的采高要求。本机既可用于掘进，又可用于长壁开采，还能削平山路，平整岩质场地是适应性较强的简式采掘机械。

(六)掘进机B型及运作

如图13所示，掘进机B型由掘进机底割式割头43、掘进机中割式割头44，车斗57、切割动力12、12′斗头8、8′、前置横轴40″、前置输送机9″，输送机9，覆带58、底盘59、推进动力13、冷却系统14组成；切割动力12′与前置横轴40″连接，前置横轴40″与底割式割头43的横轴40′经传送带和链条连接，构成前置输送机9″，前置输送机9″与输送机9相接。车斗57中腔底部置输送机9，前部与掘进机底割式割头43及斗头8′刚性连接，中部与掘进机中割式割头44及斗头8刚性连接，底部与底盘59刚性连接，两侧设置切割动力12′、推进动力13、冷却系统14，顶部设置切割动力12。切割动力12与掘进机中割式割头44的横轴40连接，推进动力13与覆带58输送机9连接。

掘进机B型的特点在于掘进机底割式割头43首先开辟底槽，便于中割式割头44大工作量作业。底割式割头43截割面较小，与切割动力12′相接的前置输送机9″速度较快，使斗头8′内堵截块流很快送出，为掘进机B型的快速推进创造了条件。另外底割式割头43与中割式割头44之间的间隔层面增大了输送机9的容载量，从而可实现大功率，高产量快速度掘进。本机为大功率联组式块采掘进机，依情况，该掘进机的车斗57与底盘间可加升降装置60，底割式割头43与车斗57可加较小角度的调节装置，掘进机后部可再加带升降装置60的中割式割头44。

(七)长壁采矿机A型及运作

如图14、图15、图16、图17所示，长壁采矿机A型由采矿机单向割头45、铲台7、输送机9、转向输送机9′、斗头8、车斗57、切割动力12、推进动力13、冷却系统14、升降装置60、覆带58、底盘59、弧形档板61、侧板67、侧板箱体67′组成；斗头8一邦与采矿机单向割头45外侧纵向链刀2相隔对齐并与弧形档板61刚性连接，另一邦由侧板67代替。车斗57前部与采矿机单向割头45、斗头8、侧板箱体67′刚性连接，顶部设置切割动力12推进动力13，两则设置冷却系统14。侧板67与斗头8间的底部前沿为铲台7，条形横向链刀3的顶刀后部设置顶铲7′与连接块19刚性连接。车斗57中腔置输送机9，输送机9头部与铲台7相贴转动，尾部搭于底盘59支架；转向输送机9′插入输送机9尾部下方，并以底盘59为依托实现向外侧和后方的转向输出。切割动力12与采矿机单向割头45的横轴40相接，推进动力13与覆带58输送机9相接，覆带58承接底盘59，底盘59与车斗57经升降装置60连接。

长壁采矿机A型为简式单向长壁开采机，在覆带58的推进下，以相同速度切割运行的蝶形纵向链刀2条形横向链刀3不断将一定截深的矿岩面分割为系列方柱条块，这些方柱条块每隔一节就被楔杠6劈落，底部的条块被铲台7铲起，顶部条块被顶铲7′铲落，护杠6′防止劈落条块碰撞横向链刀3滚链10，破落的矿岩块被堵截于侧板67和斗头8之间，随着机体的推进被弧形档板61档入输送机9，输送机9尾部的转向输送机9′可将矿岩块流向后部或外侧输出。本机的升降装置60可增加本机的采高功能，对较厚矿层进行两次单向开采。输送机9头部可贴铲台7转动，当机体升高时，输送机9变为下坡式，尾部搭在底盘59支架允许有小距离的移动。该机体形小，机动性强，很适宜中小型矿现代化采矿作业。依情况，单向割头45的条形横向链刀3板架15与蝶形纵向链刀2板架15可不相连接，纵向链刀2板架15上的涵眼35、35′可合为一个扁形涵眼，容条形横向链加在一定范围内转动，条形横向链刀3组设置转向调节装置，这样长壁采矿机A型适应坡度能力更强。

(八)长壁采矿机B型及运作

如图18、图19、图20所示，长壁采矿机B型由采矿机双向割头46、双向铲台61、楔杠6、护杠6′、输送机9、自动式档板62、升降装置60及机座63、机体64、床头箱65、底盘59、销轴22、油缸67组成；机座63为滑靴式四腿与刮板运输机66配套，机座63上部为多槽斜面结构与底部呈斜筋结构的底盘59经销轴22连接于一端，另一端经由油缸67连接；底盘59与机体64由升降装置60连接，机体64与床斗箱65刚性连接，床头箱65与采矿机双向割头46双向铲台61刚性连接；侧板67置于采矿机双向割头46外侧对称的两纵向链刀2下方三角区，上部经连接块19′与外侧两纵向链刀2的连接块19刚性连接，下部与双向铲台61刚性连接；双向铲台61两铲头前倾装置横向链刀3底刀39，底刀39传动轴17经万向节72与竖轴41连接，双向铲台61中部设置输送机9，输送机9穿过床头箱65机座63侧口伸进刮板运输机66上方；自动式档板62由侧缝套筒68、滑杆档板69、滚轮27、轴套70、销轴22、档头71组成，滑杆档板69脚部安装滚轮27滑杆部套于侧缝套筒68，侧缝套筒68顶端设置轴套70与安装于侧板47和床头箱65的销轴22套接；档头71对称地安装于侧板47和床头箱65侧面；机体64包括切割动力12，冷却系统14以及推进动力13，床头箱65包括传动体系。

长壁采矿机B型的工作为双向采矿机割头46的两单向割头45分别交替往复工作，由机体64进行转换。工作时机体64的动力和带压水由转换部位供给工作的一个单向割头45并转换为相应的行走牵引。工作的单向割头45随机体的推进将矿岩长壁以一定的裁深割成系列方柱状条块，不断被楔杠6劈落，双向铲台61将底部条块不断铲起。由于侧板67和自动式档板63的作用，所割落的矿岩块体被围堵在一个较为封闭的空间，不断由设置在双向铲台61中间的输送机9送入刮板运输机66。由于推进切割的原因所割落块体会将自动式档板63挤向一侧，被档头71挡住。由于机座和底盘的斜面组合经油缸67调节，本机允许有一定范围的角度调节；由于机体与底盘间安置升降装置60，本机有一定范围的高度调节。本机与综采设备可直接配套。

(九)石材开采机及运作

如图21、图22、图23所示，石材开采机由道轨73、台车74、和采石机割头34组成。台车74分底盘59和割台48两部分：底盘59由龙门架75、车轮76、链轮16、推进变速箱77、底架78、长轴79组成，链轮16车轮76同轴安装于龙门架75内，推进变速箱77与前后链轮16由传动链相接，龙门架75承接底架78且内侧两端下方安装长轴79。割台48由机体64、台架80、下凹头88、输送机9、左凹槽82、右凹槽83、丝杠84、螺母85、刀架49、横梁86、滚子87组成；台架80上方设置机体64，左凹槽82、右凹槽83，左凹槽82与右凹槽83中间间隔固接横梁86和安装滚子87构成输送机9，同规格相配合的丝杠84螺母85分别置于左凹槽82与右凹槽83内，由螺母85承接刀架49；台架80底部两侧安装下凹头88与长轴79经油缸67连接。割台48的左侧安置机体64，机体64两端安装推进器56和扇形竖向链刀4，刀架49安装组合刀头47。机体64包括切割动力12推进动力13冷却系统14。

石材开采机的工作是三维切割同步进行。当安装于刀架49的组合刀头47，靠割台48两丝杠84同步转动向前推进切割的同时，台车74锁于道轨73，安装于割台48左侧的竖向链刀4靠推进器56的作用于岩壁侧面向里伸进切割。当竖向链刀4割到予定位置又在推进器56的反作用下退回原位后，刀架49继续推进，直至组合刀头47将石材割落。由于组合刀头47的横向链刀3超前于纵向链刀2，因此石材条块不会碰撞链刀1。待纵向链刀2最后割完，所割石块掉落底板51经侧向铲台50挡入输送机9后，台车开锁向前行走一节，同时刀架49也由于丝杠84的反向转动退回原位，开始下一块石材的切割运作。石材开采机起始工作位置是：竖向链刀4安装于割台48前部，组合刀头47处于割台48后部，中间所空出的一段距离即可决定所割石材的长度。割台48两头都安置竖向链刀4，一者供反向开采使用，一者供后置式切割而用。石材开采机很适宜机械化开采无烟煤，在开采软煤时可将竖向链刀4去掉，使用开槽式刀头53变为连续作业。依情况，组合刀头47的三种刀头可直接连为一体变为专用的开槽式刀头53、下割式刀头54、上割式刀头55。

(十)石材开采机用于长壁单块流开采的四种方式：

a、上槽下割旁落式。如图27a，割台48先装开槽式刀头53，于矿岩顶部开出上槽，再安装下割式刀头54探进上槽进行下切割推进，所割块体从旁侧经侧向铲台50送上输送机9再由运输机66′运出。

b、下槽上割直落式。如图27b，割台48先装开槽式刀头53于矿岩底部开出下槽，再换为上割式刀头55，整个台车进入下槽进行上切割推进，所割块体直落于割台48输送机9上，再由运输机66′输出。

c、下槽旁割自落式。如图27c，割台48先装开槽式刀头53于矿岩底部开出下槽，运输机66′移入下槽，割台48安装下割式刀头54进行下切割斜面推进，所割块体靠自重从矿岩切割斜面掉入下槽中的运输机66′上。

d、下槽斜割直落式。如图27d，割台48先装开槽式刀头53于矿岩底部开出下槽，运输机66′移入下槽，割台48安装上割式刀头55，台车74骑运输机66′双轨，斜倾自下而上切割推进，所割块体直落输送机9，又送上运输机66″。

(十一)本发明概述

本发明纵向链刀2的切割运行方向，若采用切割方向朝下，将使切割抛渣尽收斗头8之内，若采用切割方向朝上，将利于切割和排渣，并使切割运行增加下压力和朝前的推进力。掘进机底割式割头43必须采用朝上的切割方向。相邻的横向链刀3切割方向应相反，横向链刀个数一般为偶数，使立交链割式割头5工作时左右受力平衡。

本发明石材开采机为三维立交断续切割块采，掘进机和长壁采矿机为连续二维立交切割，由于楔杠6将连续立交链割的方柱条块不断劈落，代替了竖向链刀4的竖向切割，从而实现三维立交切割破落的块采连续作业。

本发明采用链割，使破岩切割面降为最低，不仅空前地提高了切割效率，同时也空前地提高了切割推进速度。由于矿岩抗拉强度底，楔杠6对所割矿岩方柱状条块的扫落以及铲台7对底部矿岩条块的铲起变得非常省力，使机体推进速度大为加快。

本发明采用内喷水立交连割，割缝抛出的为湿性粉未或流泥，割出的矿岩块每个面都被水或切割液沾浸，因此整个作业都处在无粉尘的流程中。

本发明采用内喷水立交链割，作业过程没有冲击没有噪音处于沉稳的低震或无震状态；刀头的耐用度大为提高并可镶嵌金刚石刀头实现高速度切割推进，带来采掘领域大的提速。

本发明设置直接相接的铲台7输送机9车斗57构成完全的堵截和直接的输出系统，破落、转截连为一体，矿岩流块封闭于车斗57，作业过程清洁、流畅。

本发明使得破碎单位耗能降到很低的限度，尤其用石材开采机进行煤炭的长壁块采和石材开采将获最低耗能的单块流作业，极大提高生产效率。

本发明适应任何硬度矿岩。在坚硬岩层中隧洞作业，本发明掘进机仍能发挥其高速、高效、连续作业的优越性能。较为整齐的岩层，采用掘进机与石材开采机联合作业，不仅开采石材，也是低耗能、高效率、快速度的隧洞作业。

Claims (9)

1、一种立交链割块采法及其掘进机、长壁采矿机、石材开采机，包括切割动力(12)推进动力(13)冷却系统(14)，其特征在于采用滚链(10)和内喷水导轨(11)构成的链刀(1)，立交形式的纵向链刀(2)横向链刀(3)同向同步纵深切割，将被切割矿岩分割为系列方柱状条块，被楔杠(6)随后劈落或被竖向链刀(4)提前切割；这一工作方法包括三个组成部分：立交链割式割头(5)为切割部分，楔杠(6)铲台(7)斗头(8)为破落铲装堵截部分，输送机(9)为输出部分，楔杠(6)铲台(7)斗头(8)与立交链割式割头(5)刚性连为一体，输送机(9)与铲台(7)直接相接；链刀(1)由滚链(10)、内喷水导轨(11)、板架(15)、链轮(16)、齿轮(16′)、传动轴(17)、减震器(18)、连接块(19)组成，内喷水导轨(11)分凹型内喷水导轨(28)和凸型内喷水导轨(28′)两种，中腔设置水道(11′)，喷眼分布轨面；滚链(10)分心型滚链(20)齿式滚链(20′)两种：心型滚链(20)由心型链子(21)经销轴(22)首尾连接组成，齿式滚链(20′)由齿式链子(21′)经销轴(22)首尾连接组成；心型链子(21)的前凸头(23)尾凹头(24)置销轴孔(25)并相配合，底凹头(26)置销轴孔(25)与滚轮(27)凹型内喷水导轨(28)相配合，滚轮(27)接触凹轨面滚动且凹轨头部与底凹头(26)肩沿(26′)相贴，顶部前倾直槽(29)与镶嵌刀头(31)的刀胎(30)相配合；齿式链子(21′)的前凹头(23′)尾凹头(24′)置销轴孔(25)并相配合且前凹头(23′)内安装滚轮(27)，底凹头(26′)呈齿形与齿轮(16′)及凸型内喷水导轨(28′)相配合，使滚轮(27)接触凸轨面滚动，顶部前倾直槽(29)与刀胎(30)相配合；滚链(10)套于相配合的内喷水导轨(11)减震器(18)链轮(16)或齿轮(16′)上，连接块(19)将支撑内喷水导轨(11)减震器(18)的板架(15)与安装链轮(16)或齿轮(16′)的传动轴(17)箱体刚性连接；链刀(1)按工作方式分为纵向链刀(2)、横向链刀(3)、竖向链刀(4)，按形状分蝶形、圈形、条形、扇形；立交链割式割头(5)分掘进机割头(32)、采矿机割头(33)、采石机割头(34)三种：掘进机割头(32)由一组等距的蝶形纵向链刀(2)和一组等距且前锋呈阶梯的圈形横向链刀(3)立交组成，圈形横向链刀(3)前锋板架(15′)及平行靠后的楔杠(6)与蝶形纵向链刀(2)板架(15)正交刚性连接，圈形横向链刀(3)内喷水导轨(11)穿过蝶形纵向链刀(2)板架(15)上的涵眼(35)铺设于前锋板架(15′)、两外侧蝶形纵向链刀(2)板架(15)外侧、桥架(36)、斗头(8)两邦外侧、涵管(37)形成圈形，桥架(36)呈弓形绕过纵向链刀(2)滚链(10)刚性连接两外侧蝶形纵向链刀(2)板架(15)和斗头(8)两邦，圈形横向链刀(3)的顶刀(38)上仰后部设置顶铲(7′)，底刀(39)下倾且以铲台(7)为其前锋板架(15′)；蝶形纵向链刀(2)组板架(15)由连接块(19)刚性连为一体共用一横轴(40)为传动轴(17)，横轴(40)的上下方于掘进机割头(32)两侧各置竖轴(41)与横轴(40)经伞齿相接，竖轴(41)分别间隔连接圈形横向链刀(3)的链轮(16)或齿轮(16′)使相邻的圈形横向链刀(3)切割方向相反；掘进机割头(32)分三种：横轴(40)在上方为上割式割头(42)，在底部为底割式割头(43)，在中部为中割式割头(44)；采矿机割头(33)由一组等距的蝶形纵向链刀(2)和一组等距且呈阶梯的条形横向链刀(3)立交组成，条形横向链刀(3)板架(15)与蝶形纵向链刀(2)板架(15)正交刚性连接，条形横向链刀(3)内喷水导轨(11)穿过蝶形纵向链刀(2)板架(15)上的涵眼(35)(35′)，涵眼(35′)后部设置楔杠(6)护杠(6′)固接于纵向链刀(2)板架(15)间和板架(15)与侧板(67)间；蝶形纵向链刀(2)板架(15)连同侧板(67)经连接块(19)刚性连接由一横轴(40)作传动轴(17)，条形横向链刀(3)板架(15)分别与侧板(67)刚性连接，竖轴(41)分别与条形横向链刀(3)传动轴(17)连接且使相邻的传动轴(17)转向相反；采矿机割头(33)分单向割头(45)双向割头(46)两种：单向割头(45)为横轴(40)在上方的上割式割头，双向割头(46)由两单向割头(45)刀锋向外对称组成；采石机割头(34)由割台(48)、扇形竖向链刀(4)和组合刀头(47)组成，组合刀头(47)由扇形纵向链刀(2)、条形横向链刀(3)、刀架(49)、侧向铲台(50)、底板(51)、长臂(52)、连接块(19)组成；两条形横向链刀(3)经连接块(19)安装于刀架(49)右侧前方顶部和底部，扇形纵向链刀(2)头部朝前安装于侧向铲台(50)，底板(51)承接侧向铲台(50)安装于刀架(49)底部构成开槽式刀头(53)；条形横向链刀(3)经连接块(19)安装于刀架(49)右侧前方底部，扇形纵向链刀(2)头部朝下经长臂(52)安装于刀架(49)上方构成下割式刀头(54)；条形横向链刀(3)经连接块(19)安装于刀架(49)前方顶部，扇形纵向链刀(2)头部朝上安装于刀架(49)构成上割式刀头(55)；扇形竖向链刀(4)与推进器(56)安装于割台(48)左侧，与组合刀头(47)的开槽式刀头(53)、下割式刀头(54)、上割式刀头(55)分别组成三种采石机割头(34)。

2、根据权利要求1所述的立交链割块采法及其掘进机、长壁采矿机、石材开采机，其特征在于所述的掘进机A型由掘进机上割式割头(42)、铲台(7)、斗头(8)、车斗(57)、输送机(9)、升降装置(60)、切割动力(12)、推进动力(13)、冷却系统(14)、覆带(58)、底盘(59)、转向输送机(9′)组成；掘进机上割式割头(42)与铲台(7)斗头(8)刚性连为一体，斗头(8)两邦头沿与掘进机上割式割头(42)两外侧蝶形纵向链刀(2)板架(15)相隔对齐并经桥架(36)刚性连接，两邦后部则回缩至与输送机(9)相贴；掘进机上割式割头(42)与切割动力(12)推进动力(13)经车斗(57)刚性连为一体；车斗(57)前部与斗头(8)刚性连接，中腔底部置输送机(9)；输送机(9)头部与铲台(7)相贴，中部有涵管(37′)穿过并以涵管(37′)为轴旋动，尾部搭在底盘(59)支架上；转向输送机(9′)插入输送机(9)尾部下方，并在底盘(59)上向两侧及后方转动；覆带(58)承接底盘(59)与推进动力(13)连接；底盘(59)与车斗(57)经升降装置(60)连接，冷却系统(14)置于车斗(57)两侧与底盘(57)刚性连接。

3、根据权利要求1所述的立交链割块采法及其掘进机、长壁采矿机、石材开采机，其特征在于所述的掘进机B型由掘进机底割式割头(43)、掘进机中割式割头(44)，车斗(57)、切割动力(12)、(12′)、斗头(8)、(8′)、前置横轴(40″)、前置输送机(9″)、输送机(9)、覆带(58)、底盘(59)、推进动力(13)、冷却系统(14)组成；切割动力(12′)与前置横轴(40″)连接，前置横轴(40″)与底割式割头(43)的横轴(40′)经传送带和链条连接，构成前置输送机(9″)，前置输送机(9″)与输送机(9)相接；车斗(57)中腔底部置输送机(9)，前部与掘进机底割式割头(43)及斗头(8′)刚性连接，中部与掘进机中割式割头(44)及斗头(8)刚性连接，底部与底盘(59)刚性连接，两侧设置切割动力(12′)、推进动力(13)、冷却系统(14)，顶部设置切割动力(12)；切割动力(12)与掘进机中割式割头(44)的横轴(40)连接，推进动力(13)与覆带(58)输送机(9)连接。

4、根据权利要求1所述的立交链割块采法及其掘进机、长壁采矿机、石材开采机，其特征在于所述的长壁采矿机A型由采矿机单向割头(45)、铲台(7)、输送机(9)、转向输送机(9′)、斗头(8)、车斗(57)、切割动力(12)、推进动力(13)、冷却系统(14)、升降装置(60)、覆带(58)、底盘(59)、弧形档板(61)、侧板(67)、侧板箱体(67′)组成；斗头(8)一邦与采矿机单向割头(45)外侧纵向链刀(2)相隔对齐并与弧形档板(61)刚性连接，另一邦由侧板(67)代替；车斗(57)前部与采矿机单向割头(45)、斗头(8)、侧板箱体(67′)刚性连接，顶部设置切割动力(12)推进动力(13)，两则设置冷却系统(14)；侧板(67)与斗头(8)间的底部前沿为铲台(7)，条形横向链刀(3)的顶刀后部设置顶铲(7′)与连接块(19)刚性连接；车斗(57)中腔底部置输送机(9)，输送机(9)头部与铲台(7)相贴转动，尾部搭于底盘(59)支架；转向输送机(9′)插入输送机(9)尾部下方，并以底盘(59)为依托实现向外侧和后方的转向输出；切割动力(12)与采矿机单向割头(45)横轴(40)相接，推进动力(13)与覆带(58)输送机(9)相接，覆带(58)承接底盘(59)，底盘(59)与车斗(57)经升降装置(60)连接。

5、根据权利要求1所述的立交链割块采法及其掘进机、长壁采矿机、石材开采机，其特征在于所述的长壁采矿机B型由采矿机双向割头(46)、双向铲台(61)、楔杠(6)、护杠(6′)、输送机(9)、自动式档板(62)、升降装置(60)及机座(63)、机体(64)、床头箱(65)、底盘(59)、销轴(22)、油缸(67)组成；机座(63)为滑靴式四腿与刮板运输机(66)配套，机座(63)上部为多槽斜面结构与底部呈斜筋结构的底盘(59)经销轴(22)连接于一端，另一端经油缸(67)连接；底盘(59)与机体(64)由升降装置(60)连接，机体(64)与床斗箱(65)刚性连接，床头箱(65)与采矿机双向割头(46)双向铲台(61)刚性连接；侧板(67)置于采矿机双向割头(46)外侧对称的两纵向链刀(2)下方三角区，上部经连接块(19′)与外侧两纵向链刀(2)连接块(19)刚性连接，下部与双向铲台(61)刚性连接；双向铲台(61)两铲头前倾并装置横向链刀(3)底刀(39)，底刀(39)传动轴(17)经万向节(72)与竖轴(41)连接，双向铲台(61)中部设置输送机(9)，输送机(9)穿过床头箱(65)机座(63)侧口伸进刮板运输机(66)上方；自动式档板(62)由侧缝套筒(68)、滑杆档板(69)、滚轮(27)、轴套(70)、销轴(22)、档头(71)组成，滑杆档板(69)脚部安装滚轮(27)滑杆部套于侧缝套筒(68)，侧缝套筒(68)顶端设置轴套(70)与安装于侧板(47)和床头箱(65)的销轴(22)套接；档头(71)对称地安装于侧板(47)和床头箱(65)侧面；机体(64)包括切割动力(12)冷却系统(14)以及推进动力(13)，床头箱(65)包括传动体系。

6、根据权利要求1所述的立交链割块采法及其掘进机、长壁采矿机、石材开采机，其特征在于所述的石材开采机由道轨(73)、台车(74)、采石机割头(34)组成；台车(74)分底盘(59)和割台(48)两部分：底盘(59)由龙门架(75)、车轮(76)、链轮(16)、推进变速箱(77)、底架(78)、长轴(79)组成，链轮(16)车轮(76)同轴安装于龙门架(75)内，推进变速箱(77)与前后链轮(16)由传动链相接，龙门架(75)承接底架(78)且内侧两端下方安装长轴(79)；割台(48)由机体(64)、台架(80)、下凹头(88)、输送机(9)、左凹槽(82)、右凹槽(83)、丝杠(84)、螺母(85)、刀架(49)、横梁(86)、滚子(87)组成；台架(80)上方设置机体(64)，左凹槽(82)、右凹槽(83)，左凹槽(82)右凹槽(83)中间间隔固接横梁(86)和安装滚子(87)构成输送机(9)，同规格相配合的丝杠(84)螺母(85)分别置于左凹槽(82)与右凹槽(83)内，由螺母(85)承接刀架(49)；台架(80)底部两侧安装下凹头(88)与长轴(79)经油缸(67)连接；割台(48)的左侧安置机体(64)，机体(64)两端安装推进器(56)和扇形竖向链刀(4)，刀架(49)安装组合刀头(47)；机体(64)包括切割动力(12)推进动力(13)冷却系统(14)。

7、根据权利要求3所述的掘进机B型，依情况车斗(57)与底盘(59)间可加升降装置(60)，车斗(57)与底割式割头(43)的连接可加小角度的调节装置，掘进机后部可增加带升降装置的掘进机中割式割头(44)。

8、根据权利要求4所述的长壁采矿机A型，依情况采矿机单向割头(45)的条形横向链刀(3)板架(15)与蝶形纵向链刀(2)板架(15)可不相连接，纵向链刀(2)板架(15)上的涵眼(35)(35′)可合为一个扁形涵眼，容条形横向链刀(3)在一定角度范围内转动，条形横向链刀(3)组安装同步转向调节装置。

9、根据权利要求6所述的石材开采机用于长壁单块流开采有四种方法：上槽下割旁落式，下槽上割直落式，下槽旁割自落式，下槽斜割直落式。

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