CN201835831U - 用于急倾斜走向长壁工作面的刨运综采机组 - Google Patents

Abstract

一种用于急倾斜走向长壁工作面的刨运机组，涉及一种集煤层开采、运输和支护于一体的综合设备。本实用新型由刨运机和液压支架两部分组成，刨运机包括驱动链轮、牵引刨链、刨头、电机、变频控制系统、变速箱和若干根长梁构成的机梁；液压支架包括两根立柱、推移机构、四连杆机构、顶梁、底座、掩护梁、侧护板、底调梁、滑轨、电液控制系统，每个液压支架推移千斤顶与刨运机每段长梁通过十字头连接为一体。使用本实用新型可以使急倾斜薄及中厚煤层走向长壁工作面实现综合机械化生产，极大的提高工作面生产效率、降低工人劳动强度、更大程度的保障工作面生产安全。本实用新型同样可以用于缓倾斜煤层综采。

Description

用于急倾斜走向长壁工作面的刨运综采机组 

技术领域

本实用新型涉及一种用于急倾斜走向长壁工作面综合机械化开采的设备。 

背景技术

目前，实现煤矿开采综合机械化已成为一种趋势。我国在厚及特厚煤层中采用的综采放顶煤采煤法，经过多年的实践，已经成为一种最为成功的开采方法，另外，大采高综采在厚煤层开采中也获得了成功应用。对于急倾斜薄及中厚煤层而言，采用走向长壁综合机械化开采，目前国内还没有先例。在倾角大于50°的急倾斜煤层中滚筒采煤机下行运动难于控制，易于发生危险；另外，在急倾斜煤层中采煤司机行走困难，使滚筒采煤机无法发挥其效益。现有的刨运机虽然将刨煤机和运输机合为一体，不仅简化了结构，节省了成本，提高了效率，而且，由于刨运机无需司机跟机作业，使得生产更加安全。但以现有的刨运机而言，只能应用在较短工作面开采中，工作面长度一般小于100m，刨运机难于发挥效率；同时，工作面两巷难以管理，安全性差；支架型式为前、后柱的剁式支架，存在稳定差等问题。 

发明内容

本实用新型将刨运机与稳定性强的掩护式液压支架通过推移机构和机梁有机的结合为一个整体，制造出一种新型采煤设备，从根本上解决了急倾斜煤层走向长壁工作面机械化开采问题。 

本实用新型提供了一种用于煤层综合机械化生产的刨运综采机组，特别是急倾斜煤层。它包括一种改进的刨运机和与之配合的若干个液压支架，与刨煤机相比，改进的刨运机省去了刮板输送机，节约了成本，并使设备可靠性增强。本实用新型包括的刨运机采用机梁机构代替刨煤机的刮板运输机，简化了结构，又便于与液压支架相结合，进而提高了生产效率，使工作面安全生产得到了有力保障。本实用新型包括的刨运机的推进和抬升均由位于液压支架底座上的推移机构来完成，每个液压支架推移机构与刨运机的每段长梁通过十字头连接为一体。同时，在急倾斜煤层中，为防止液压支架和刨运机的倾倒和下滑，刨运综采机组包括了防倒和斜拉防滑机构。 

刨运机机组采用电液控制系统控制，电液控制系统作为刨运综采机组的一个部分，在每个液压支架的推移千斤顶都装备了行程传感器，摇摆千斤顶都装备了倾角传感器，使得刨运综采机组在割煤过程中，实现了工作面无人化和高度自动化，进一步提高了生产效率和安全度。 

本实用新型包括的刨运机由驱动电机、变速箱、变频器、驱动链轮、牵引链条、机梁和刨头等组成。刨运机与刨煤机相比，最主要的区别就是使用机梁代替刮板运输机。刨运机机梁不仅作为刨头的承载体，而且还实现机梁与液压支架的配合，可以作为液压支架的移架横梁，与较常用的刮板运输机相比结构明显简化，节约了生产成本和维护成本。 

刨运机机梁是由若干根长梁连接而成。 

本实用新型包括的液压支架分为基本支架和过渡支架两类。其中，基本支架由两根双伸缩立柱、推移机构、四连杆机构、顶梁、底座、掩护梁、侧护板、底调梁、滑轨和控制系统等组成。其基本技术参数可以选取以下一组： 

支架结构高度    700-1700mm 

支架宽度        1370-1620mm 

支架中心距        1500mm 

初撑力            1978kN(P＝31.5MPa) 

支架工作阻力      2400kN(P＝36.2MPa) 

支护强度          0.36-0.50MPa 

底板比压          3.5MPa 

移架步距          600mm 

泵站压力          31.5MPa 

操作方式          邻架操作 

重量              8t 

液压支架与刨运机配合使用，推移机构是关键构件，它由一根推移千斤顶和两根摇摆千斤顶组成，推移千斤顶前端通过十字头与刨运机梁连接，后端安装在液压支架的底座上。在工作中，当推移千斤顶的活塞杆伸出时，将刨运机推向煤壁，切割煤体；当活塞杆收回时，前移液压支架。推移千斤顶技术参数可以选用以下一组： 

千斤顶缸内径                    110mm 

活塞杆径                        70mm 

泵站压力                        31.5MPa 

推移千斤顶推移力                284kN 

推移千斤顶移架力                169kN 

两根摇摆千斤顶与推移千斤顶非平行连接，而分别以5°～10°锐角与推移千斤顶连接，形成一个八字型结构，以控制机梁的下滑。液压回路增设双向锁结构，无论是处于静态还是动态，摇摆千斤顶始终对推移千斤顶保持夹持力，控制其方向，阻止它向下偏移。 

摇摆千斤顶的作用是将刨运机抬起和放下，以扩大刨运机采高范围，其行程和推力分别由采煤高度和刨运机机梁的重量决定。 

本实用新型实施需要刨运机和液压支架组合使用。刨运机采用双驱动，即在上、下端各安装一台电机，同时各配备一台变速箱及一个驱动链轮，因此在上下两端，刨运机宽度加大，同时重量明显增大。为满足与刨运机的组合要求，需要设计专门的过渡支架。以下两种方案可以任选一种来作为过渡支架的设计方案。 

方案一：在工作面上、下端头分别布置3个过渡支架，构成3架一组的排头防倒防滑支护形式。每个过渡支架宽可以取1300mm，两个支架通过推移千斤顶与电机及变速箱连接，一个支架通过推移千斤顶及连接板与刨运机机梁相连接。 

方案二：刨运机上、下端头部分与一个过渡支架相对应，过渡支架宽度可以取为1500mm，为保证支架宽度与刨运机机梁长度相一致，将刨运机机梁伸入巷道内，剩余的部分与一个过渡支架宽度相同。刨运机机头部分伸入巷道后，一方面可将整个工作面的煤体割通，另一方面便于刨运机及下顺槽的人员观察刨运机的运转状况。为抬起刨运机端头部分，在过渡支架上增加两根推移千斤顶，其它部分与基本支架相同。 

刨运机中间梁与液压支架推移千斤顶采用十字块连接。刨运机中间梁中部有两道槽口，十字块扁头镶在槽内，并可滑动。推移千斤顶通过十字块上的圆孔，用销轴与其连接。在十字块两侧各安装一组碟簧定位，以限制十字块的相对滑动，碟簧采用两片复合式碟簧。 

碟簧技术参数可以选取为： 

外径                        71mm 

内径            36mm 

厚度            2.5mm 

压平量          2.0mm 

单个碟簧高度    4.5mm 

刨运机上、下端头驱动部分的机梁长度与过渡支架相对应，电机和变速箱通过销轴直接安装在机梁上，与机梁同步运动。电机和变速箱分别与过渡支架上的两根推移千斤顶连接，其方式与刨运机中间梁与基本支架推移千斤顶的连接方式相同。过渡支架推移千斤顶与刨运机电机或变速箱连接处选用的复合式碟簧的技术参数可取为： 

外径            80mm 

内径            41mm 

厚度            3mm 

压平量          2.3mm 

单个碟簧高度    5.3mm 

刨运机运行过程中，机梁不仅要向前移动，还要上下摆动，因此必须防止其下滑，本实用新型设计了三种方案，这三种方案任选其一都可以实现上述功能： 

方案一：三架一组下端软连接的防滑机构； 

方案二：两架一组硬连接的防滑机构； 

方案三：三架一组上端软连接的防滑机构。 

在方案一中，斜拉防滑千斤顶的一端固定在液压支架底座上，另一端通过钢链与其下方第三个液压支架对应刨运机机梁下端相连。工作面内除上、下端头处的三个液压支架外，其余液压支架每三个支架一组与刨运机机梁连接。该斜拉防滑千斤顶的特殊之处是在刨运机机梁抬起、前移运动时，斜拉防滑千斤顶不仅要随之伸出，而且它仍对刨运机机梁有一个向上的拉力，防止机梁下滑。为解决这个问题，在与斜拉防滑千斤顶连接的管路上安装了一个管式溢流阀，在环形腔回路中使得活塞杆伸出时仍有一个拉力。 

在方案二中，斜拉防滑千斤顶的一端固定在支架底座上，另一端直接与下一个支架对应的刨运机机梁连接。 

在方案三中，与方案一相比同样采用软连接，但连接位置改在第三个支架对应的刨运机机梁的上端。 

本实用新型实施中，工作面上顺槽内还安装一根液压千斤顶，其一端固定在顺槽内，另一端通过钢链，绕过悬挂在顺槽顶板上的滑轮，与刨运机变速箱连接，起到防止刨运综采机组下滑的作用。液压千斤顶技术参数可取以下一组参数： 

直径            250/200mm 

行程            700mm 

推力            1545kN 

拉力            556kN 

为使刨运综采机组达到较高的工作效率，需要保证整个机梁协调一致，为实现这一目的，本实用新型采用了电液控制系统。每个液压支架的推移千斤顶都装备了行程传感器、摇摆千斤顶都装备了倾角传感器，达到实时控制每个液压支架推移机构的推进量和摆动量，同时控制机梁的运动状态。刨运机司机根据开采煤层条件，可以自行编程控制每一个支架推移机构的推进量、推进方式、摆动幅度及起始时间。在刨运机启动后，全工作面的推移机构按照预 定的程序统一动作，带动整根机梁完成抬起、推进、落下等各项动作。 

附图说明

图1是本实用新型的俯视图； 

图2是十字块的主视图； 

图3是图2A-A向剖视图； 

图4是十字块的俯视图。 

其中，1刨运机，2推移机构，3调架千斤顶，4液压支架，5底调梁机构，6斜拉防滑千斤顶，7十字块，8架尾防滑千斤顶 

具体实施方式

本实用新型由刨运机1和液压支架4两部分构成，推移机构2安装在液压支架4前端，通过十字块7与刨运机1连接。调架千斤顶3安装在每架支架前端下方和紧邻下方支架前端上方之间，底调梁机构5安装在液压支架底部，斜拉防滑千斤顶6安装在液压支架4前端下方与刨运机1相连，架尾防滑千斤顶8安装在相隔一架支架的两架支架后端之间。 

Claims (9)

1.一种用于急倾斜走向长壁工作面的刨运机组，包括刨运机和与之配合的若干个液压支架，其特征在于：刨运机包括驱动链轮、牵引刨链、刨头、电机、变频器、变速箱和机梁，液压支架包括两根立柱、推移机构、四连杆机构、顶梁、底座、掩护梁、侧护板、底调梁、滑轨和斜拉千斤顶；每个液压支架推移机构与刨运机的每段长梁通过十字头连接为一体。

2.根据权利要求1所述的刨运机组，其特征在于：在刨运机梁中部有两道槽口，十字块头镶在槽内，并可滑动。

3.根据权利要求1所述的刨运机组，其特征在于：液压支架的推移千斤顶通过装备在刨运机梁上的十字块，用销轴相互连接。

4.根据权利要求1所述的刨运机组，其特征在于：在十字块上下各安装一组碟簧。

5.根据权利要求4所述的刨运机组，其特征在于：碟簧采用两片复合式碟簧。

6.根据权利要求1、2、3、4任一权利要求所述的刨运机组，其特征在于：刨运综采机组采用了电液控制系统，在每个液压支架的推移千斤顶都装备了行程传感器，摇摆千斤顶都装备了倾角传感器。

7.根据权利要求1、2、3、4任一权利要求所述的刨运机组，其特征在于：装备了两架一组防滑千斤顶，其一端固定在支架底座上，与其下方第二个支架对应刨运机机梁下端相连，工作面内除上、下端头处的三个支架外，其余每两个支架用一根斜拉千斤顶与刨运机机梁连接。

8.根据权利要求7所述的刨运机组，其特征在于：斜拉千斤顶上安装有一个管式溢流阀。

9.根据权利要求1、2、3、4任一权利要求所述的刨运机组，其特征在于：液压支架的摇摆千斤顶与推移千斤顶轴线形成5°-10°的锐角。

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