CN202745867U - 水刀采煤机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于采掘领域，具体涉及一种水刀采煤机。本实用新型包括水刀切割装置、高压管路、高压水泵站和机身，机身包括行走机构，水刀切割装置包括喷嘴、落煤机构、固定架等，喷嘴设置在落煤机构和/或固定架上，高压水泵站与水刀切割装置通过高压管路连接，水刀切割装置、高压管路、高压水泵站等设置在机身上，行走机构带动机身行走。本实用新型采掘的块煤率高，耗能低，可以不调转机身，通过正反方向的运行来省略了采掘配套设备，节约了采掘设备的投资；实现连续采掘，掘进效率高，设备结构紧凑，安全性高，便于使用，节约耗材，设备结构简化、故障率低、维护量少。
Description
技术领域
本实用新型属于采掘领域，具体涉及一种水刀采煤机。
背景技术
现有采煤方法有机械采煤法、水力采煤法、爆破采煤法等。在一些极倾斜或不稳定的煤层条件下无法使用现代化的机械采煤方法，常采用水力采煤法或爆破采煤法。目前的水力采煤法是采用水枪定点射流冲击落煤，水枪射程决定了采煤距离，采用这种采煤工艺，所需水压较大、水量较多，并且水枪与落煤点距离较大，如出现冲采过程中，垛内顶板提前垮落或窜矸，挡住水枪冲采，使冲采提前结束，回采率低。
爆破采煤法是采用在煤壁上钻孔爆破的方法进行采煤，采煤效率低、危险性大，是比较原始的一种采煤方法。
在条件较好的煤层，应用广泛的是机械采煤法，机械采煤法主要采用的采煤设备为滚筒式采煤机或刨煤机。滚筒式采煤机生产率高，但是块煤率低、粉尘大；刨煤机块煤率较高、粉尘小，但是生产效率低，煤层适应性差。
当前广泛使用的矿山掘进设备主要是悬臂式掘进机。其工作原理是钻削式掘进，这就决定了该掘进方法研磨破碎比较大，特别是在压应力状态下进行研磨破碎，消耗大量能源，降低了掘进生产率，钻头的推进靠机身的行走完成，为了使钻头快速钻削，加快掘进进度机身的推力不断加大，由于煤壁或岩壁处于较大的压应力状态，造成对机身及钻头的损坏较大。
往复冲击钻掘机其往复冲击装置冲击钻头，使钻头旋转的同时冲击，但是冲击装置的动能是靠钻头传递，因钻头体积重量过大，对往复冲击的动能吸收消耗量很大，因此耗能过大，实用做功小，又因钻头为前后滑动，故钻头旋转的过程中向前推进力减弱，使一部分旋转动作对物料的作用减轻，造成往复冲击动作的回程中钻头钻掘力降低。
冲击式掘进机为了破坏岩壁煤壁的压应力，加大掘进效率，在钻掘头部加设了振动器，振动器为凸轮振动器，但是，其对岩壁煤壁的冲击幅度只有4mm，只能起到对岩壁煤壁表面压应力极小的破坏，因此与原有的钻铣式掘进机没有大的差别，效率基本相同。
为了解决上述技术及设备存在的问题，本实用新型提出了一种用水刀深度切割破坏煤壁、岩壁等压应力的同时，通过冲击切割后压应力被破坏的煤壁、岩壁等，提高采掘效率的水刀切割冲击采掘机。
实用新型内容
本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种水刀采煤机包括水刀切割装置、高压管路、高压水泵站和机身，机身包括行走机构等，水刀切割装置包括喷嘴、落煤机构、固定架等，喷嘴设置在落煤机构和/或固定架上，高压水泵站与水刀切割装置通过高压管路连接，水刀切割装置、高压管路、高压水泵站等设置在机身上，行走机构带动机身行走。
所述的落煤机构包括楔铲等，水刀切割装置对煤层进行切割，机身行进带动落煤机构的楔铲对被切割煤层落煤。
所述的落煤机构包括锥头等，水刀切割装置对煤层进行切割，机身行进带动落煤机构的锥头对被切割煤层落煤。
所述的落煤机构包括楔叉等，水刀切割装置对煤层进行切割，机身行进带动落煤机构的楔叉对被切割煤层落煤。
所述的落煤机构包括拨轮等，水刀切割装置对煤层进行切割，机身行进带动落煤机构的拨轮对被切割煤层落煤。
所述的落煤机构包括撬杆等，水刀切割装置对煤层进行切割，机身行进带动落煤机构的撬杆对被切割煤层落煤。
所述水刀切割装置包括移动机构等，喷嘴设置在移动机构上，移动机构设置在固定架上，喷嘴在移动机构的带动下沿一定的轨迹运行。
喷嘴设有喷嘴朝向调整器等。
喷嘴朝向调整器包括旋转头式调整器等。
机身包括升降机构等。
所述的升降机构包括垂直升降机构等。
所述的垂直升降机构包括齿轮与齿条等。
所述的垂直升降机构包括绳与卷绳器等。
所述的垂直升降机构包括螺杆螺母等。
所述的垂直升降机构包括液压缸等。
所述的垂直升降机构包括链轮与链条等。
所述的垂直升降机构包括气缸等。
所述移动机构包括齿轮与齿条等。
所述移动机构包括绳与卷绳器等。
所述移动机构包括螺杆螺母等。
所述移动机构包括液压缸等。
所述移动机构包括链轮与链条等。
所述移动机构包括气缸等。
所述的升降机构和/或水刀切割装置设有回转机构等。
所述的升降机构上对称设置两个水刀切割装置等。
所述的升降机构采用摇臂升降机构等。
所述的摇臂升降机构包括固定架等，固定架与机身之间设有连杆，连杆与摇臂平行且等长。
所述的落料机构包括旋转冲击破碎机构等。
所述的落料机构包括往复冲击破碎机构等。
所述机身包括旋转冲击破碎机构和往复冲击破碎机构等。
所述往复冲击破碎机构包括冲击头等。
所述的喷嘴设置在冲击头的侧部等。
所述的喷嘴设置在冲击头周围等。
所述的喷嘴设置在冲击头的冲击头上等。
所述的旋转冲击破碎装置包括钻头等。
所述的喷嘴设置在钻头的侧部等。
所述的喷嘴设置在钻头的头部等。
所述的机身包括导料铲等。
所述的机身包括输料机构等。
所述的行走机构包括履带行走机构等，行走机构带动整机行走。
所述的行走机构包括或滚轮行走机构等，行走机构带动整机行走。
所述的行走机构包括齿轮齿条等。
所述的行走机构包括销齿轨等。
所述的行走机构包括牵引链等。
所述的行走机构包括滚轮行走机构等。
所述的落煤机构与机身之间设有缓冲装置等。
所述的冲击头设有耐冲击合金钢等。
所述的钻头设有耐磨损合金钢等。
所述冲击头或钻头设有耐磨耐冲击合金钢等。
本实用新型的有益效果是：与现有的采掘机相比，(1)该水刀采煤机的块煤率高；(2)可以将煤切割成规则形状，提高了原煤的使用价值及经济价值；(3)节约能源，耗能低，设备结构紧凑，便于使用，节约耗材；(4)可以不调转机身，通过正反方向的运行来实现连续采掘，省略了采掘配套设备，节约了采掘设备的投资；(5)该设备可以适用掘进各种煤层、岩层，且掘进效率高；(6)水刀切割后煤壁和岩壁的压应力被破坏，旋转冲击机构的钻头和往复冲击机构的冲击头受到了保护，磨损小工作效率高；(7)采用水刀割煤不会产生火花，安全性高；(8)采用水刀切割去除了机械采掘的喷雾、喷水、冷却等装置，使设备结构简化、故障率低、维护量少。
附图说明
图1为实施例1的主视图；
图2为实施例1的俯视图；
图3为实施例1喷嘴布置图；
图4实施例2的主视图；
图5实施例3的主视图；
图6实施例3的喷嘴布置图；
图7实施例4的俯视图；
图8实施例5的主视图；
图9实施例6的主视图；
图10为实施例7的主视图；
图11为实施例8的主视图；
图12为图8的右视图；
图13实施例9的主视图；
图14实施例10的主视图；
图15是实施例11的主视图；
图16是实施例12的主视图；
图17是实施例13的主视图；
图18是实施例14的主视图；
图19是实施例14喷嘴布置的另一种方式示意图；
图20是实施例15喷嘴布置的第一种方式示意图；
图21是实施例15喷嘴布置的第二种方式示意图；
图22是实施例15喷嘴布置的第三种方式示意图；
图23是实施例15喷嘴布置的第四种方式示意图；
图24是实施例16的主视图；
图25是实施例17的主视图。
图中：1-铲型水刀切割头、2-升降装置、3-机架、4-高压管路、5-高压水泵站、1.1-楔形铲、1.2-喷嘴、1.3-固定架、1.4-移动机构、6-回转机构、7-破碎机构、8-行走机构、9-电控系统、10连杆；11、冲击头；12、喷嘴；13、水刀切割装置；14、冲击装置；15、驱动装置；16、高压水泵站；17、输料装置；18、高压管路；19、导料铲；20、旋转调整器；21、支撑架；23、绳与卷绳器；24、液压缸I；25、摇臂升降装置；26、缓冲装置；27、液压缸II；28、曲柄连杆驱动装置；29、钻头；30、耐冲击合金钢。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
实施例1
一种铲型水刀采煤方法，即铲型水刀采煤机利用铲型高压水刀切割装置对煤层进行切分落料和/或开采通道等。
一种铲型水刀采煤机，铲型水刀采煤机包括铲型水刀切割头1、高压管路4、高压水泵站5、升降装置2和机架3等。铲型水刀切割头1包括楔形铲1.1、喷嘴1.2、固定架1.3，喷嘴1.2设置在楔形铲1.1和/或固定架1.3上，铲型水刀切割头1安装在升降装置2上，升降装置2设置在机架3上，升降装置2可以实现铲型水刀切割头1的高度变化，达到不同的采煤高度。高压水泵站5设置在机架3上，高压水泵站5与铲型水刀切割头1通过高压管路4连接。
所述的升降装置2与铲型水刀切割头1之间设有回转机构6，可实现反向采煤。
所述的升降装置2采用垂直升降机构，垂直升降机构为链轮与链条结构。垂直升降机构也可采用齿轮齿条、绳与卷绳器、螺杆螺母、液压缸和/或气动缸等。
为了防止出现特大块煤，铲型水刀采煤机还包括破碎机构7，破碎机构采用旋转冲击式破碎机构，也可采用往复冲击式破碎机构。
所述的机架上设有行走机构8、电控系统9等。
实施例2
如图4所示，一种铲型水刀采煤机，铲型水刀采煤机包括铲型水刀切割头1、高压管路4、高压水泵站5、升降装置2和机架3等。铲型水刀切割头1包括楔形铲1.1、喷嘴1.2、固定架1.3。
所述的升降机构采用垂直升降机构，垂直升降机构为螺杆螺母结构。垂直升降机构也可采用齿轮齿条、绳与卷绳器、链轮链条、液压缸和/或气动缸等。
其它同实施例1。
实施例3
如图5或图6所示，一种铲型水刀采煤机，铲型水刀采煤机包括铲型水刀切割头1、高压管路4、高压水泵站5、升降装置2和机架3等。铲型水刀切割头1包括楔形铲1.1、喷嘴1.2、固定架1.3、移动机构1.4。
喷嘴1.2设置在移动机构1.4上，移动机构1.4设置在固定架1.3上，喷嘴1.3能够在移动机构1.4的带动下沿轨迹运行。
所述的移动机构1.4采用螺杆螺母结构，也可采用齿轮齿条、绳与卷绳器、液压缸、链轮与链条和/或气动缸等。
其它同实施例1。
实施例4
如图7所示，一种铲型水刀采煤机，铲型水刀采煤机包括铲型水刀切割头1、高压管路4、高压水泵站5、升降装置2和机架3等。铲型水刀切割头1包括楔形铲1.1、喷嘴1.2、固定架1.3、移动机构1.4。
所述的移动机构1.4采用绳与卷绳器结构，也可采用齿轮齿条、液压缸、螺杆螺母、链轮与链条和/或气动缸等。
其它同实施例1。
实施例5
如图8所示，一种铲型水刀采煤机，铲型水刀采煤机包括铲型水刀切割头1、高压管路4、高压水泵站5、升降装置2和机架3等。铲型水刀切割头1包括楔形铲1.1、喷嘴1.2、固定架1.3。
为了防止出现特大块煤，铲型水刀采煤机还包括破碎机构，破碎机构采用往复冲击式破碎机构，也可采用旋转冲击式破碎机构。
实施例6
如图9所示，一种铲型水刀采煤机，铲型水刀采煤机包括铲型水刀切割头1、高压管路4、高压水泵站5、升降装置2和机架3等。铲型水刀切割头1包括楔形铲1.1、喷嘴1.2、固定架1.3。
所述的升降机构2采用摇臂式升降机构。为保证固定架1.3上的喷嘴1.2的方向，固定架1.3与机架3之间设有连杆10，连杆10与摇臂平行且等长。
所述的升降机构2上对称设置两个铲型水刀切割头1，可实现反向采煤。
其它同实施例1。
实施例7
图10为实施例7所述的水刀采煤机，包括机身、高压管路18、高压水泵站、水刀切割装置和冲击机构等6等，机身包括行走机构8等，水刀切割装置13、高压水泵站设置在机身上，高压水泵站16与水刀切割装置13通过高压管路18连接，水刀切割装置包括落煤机构、喷嘴和固定架，喷嘴设置在落煤机构或固定架上，落煤机构包括驱动装置15等，驱动装置15驱动冲击装置14冲击，水刀切割装置和冲击机构设置在机身上，行走机构8带动机身行走。所述的机身包括导料铲19、输料装置17等，导料铲19将所采掘物料导入输料装置17。输料装置17将物料输送至后序运输设备。
实施例8
图11和图12为实施例8所述的水刀采煤机，水刀切割装置包括喷嘴12和固定架1.3等，喷嘴12设置在固定架1.3上。
其它同实施例1。
实施例9
图13为实施例9所述的水刀采煤机，水刀切割装置包括移动机构1.4等，喷嘴12设置在移动机构1.4上，移动机构1.4设置在固定架1.3上，喷嘴12在移动机构1.4的带动下沿一定的轨迹运行。移动机构1.4为绳与卷绳器23。
移动机构1.4也可以为齿轮与齿条、绳与卷绳器23、螺杆螺母、液压缸II27、链轮与链条或气缸等。
其它同实施例1。
实施例10
图14为实施例10所述的水刀采煤机，水刀切割装置设有喷嘴朝向调整器等。喷嘴朝向 调整器包括旋转调整器20等。旋转调整器20为液压缸II27调整器等，旋转调整器20也可以为气缸调整器、齿轮齿条调整器、螺母螺杆调整器、绳索与卷绳器调整器或丝杠调整器。
其它同实施例1。
实施例11
图15为实施例11所述的水刀采煤机，升降装置采用摇臂升降装置25等。
摇臂升降装置25包括支架等，支架与机身之间设有缓冲装置26等。缓冲装置26为聚脂缓冲装置等。
所述的缓冲装置26也可以为弹簧缓冲装置、蝶簧缓冲装置、橡胶缓冲装置、气缸缓冲装置、液压缸缓冲装置和/或弹性钢板缓冲装置等。
其它同实施例1。
实施例12
图16为实施例12所述的水刀采煤机，所述冲击机构包括旋转冲击机构，旋转冲击机构包括钻头29，喷嘴12对称的设置在钻头29的侧部。
其它同实施例1。
实施例13
图17为实施例13所述的水刀采煤机，所述冲击机构包括往复冲击机构等。往复冲击机构包括驱动装置15，驱动装置15为曲柄连杆往复冲击装置14等。
往复冲击机构的驱动装置15也可以为旋转柄驱动装置、液压驱动装置、气动驱动装置、电磁驱动装置或电机驱动装置等。
其它同实施例1。
实施例14
图18至图19为实施例14所述的水刀采煤机，往复冲击机构的前部设有冲击头11，喷嘴12设置在冲击头11的侧部，喷嘴12也可以设置在冲击头11的周围。
其它同实施例1和7。
实施例15
图20至图23为实施例15所述的水刀采煤机，所述的旋转冲击机构包括钻头29等。喷嘴12设置在钻头29侧部等。喷嘴12也可以设置在钻头29的周围或设置在钻头29的头部等。
其它同实施例1。
实施例16
图24为实施例16所述的水刀采煤机，所述的冲击头11设有耐冲击合金钢30等，冲击头11也可以设有耐磨耐冲击合金钢等。
其它同实施例1。
实施例17
图25为实施例17所述的水刀采煤机，所述的喷嘴1.2设置在冲击头11上。
其它同实施例1。
Claims (49)
1.一种水刀采煤机，其特征在于：包括水刀切割装置、高压管路、高压水泵站和机身，机身包括行走机构，水刀切割装置包括喷嘴、落煤机构、固定架，喷嘴设置在落煤机构和/或固定架上，高压水泵站与水刀切割装置通过高压管路连接，水刀切割装置、高压管路、高压水泵站设置在机身上，行走机构带动机身行走。
2.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的落煤机构包括楔铲，水刀切割装置对煤层进行切割，机身行进带动落煤机构的楔铲对被切割煤层落煤。
3.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的落煤机构包括锥头，水刀切割装置对煤层进行切割，机身行进带动落煤机构的锥头对被切割煤层落煤。
4.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的落煤机构包括楔叉，水刀切割装置对煤层进行切割，机身行进带动落煤机构的楔叉对被切割煤层落煤。
5.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的落煤机构包括拨轮，水刀切割装置对煤层进行切割，机身行进带动落煤机构的拨轮对被切割煤层落煤。
6.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的落煤机构包括撬杆，水刀切割装置对煤层进行切割，机身行进带动落煤机构的撬杆对被切割煤层落煤。
7.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述水刀切割装置包括移动机构，喷嘴设置在移动机构上，移动机构设置在固定架上，喷嘴在移动机构的带动下沿一定的轨迹运行。
8.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：喷嘴设有喷嘴朝向调整器。
9.根据权利要求8所述的水刀采煤机，其特征在于：喷嘴朝向调整器包括旋转头式调整器。
10.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：机身包括升降机构。
11.根据权利要求10所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的升降机构包括垂直升降机构。
12.根据权利要求10所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的垂直升降机构包括齿轮与齿条。
13.根据权利要求10所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的垂直升降机构包括绳与卷绳器。
14.根据权利要求10所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的垂直升降机构包括螺杆螺 母。
15.根据权利要求10所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的垂直升降机构包括液压缸。
16.根据权利要求10所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的垂直升降机构包括链轮与链条。
17.根据权利要求10所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的垂直升降机构包括气缸。
18.根据权利要求7所述的水刀采煤机，其特征在于：所述移动机构包括齿轮与齿条。
19.根据权利要求7所述的水刀采煤机，其特征在于：所述移动机构包括绳与卷绳器。
20.根据权利要求7所述的水刀采煤机，其特征在于：所述移动机构包括螺杆螺母。
21.根据权利要求7所述的水刀采煤机，其特征在于：所述移动机构包括液压缸。
22.根据权利要求7所述的水刀采煤机，其特征在于：所述移动机构包括链轮与链条。
23.根据权利要求7所述的水刀采煤机，其特征在于：所述移动机构包括气缸。
24.根据权利要求1或10所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的升降机构和/或水刀切割装置设有回转机构。
25.根据权利要求1或10所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的升降机构上对称设置两个水刀切割装置。
26.根据权利要求10所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的升降机构采用摇臂升降机构。
27.根据权利要求26所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的摇臂升降机构包括固定架，固定架与机身之间设有连杆，连杆与摇臂平行且等长。
28.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的落料机构包括旋转冲击破碎机构。
29.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的落料机构包括往复冲击破碎机构。
30.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述机身包括旋转冲击破碎机构和往复冲击破碎机构。
31.根据权利要求29所述的水刀采煤机，其特征在于：所述往复冲击破碎机构包括冲击头。
32.根据权利要求1或31所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的喷嘴设置在冲击头的 侧部。
33.根据权利要求1或31所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的喷嘴设置在冲击头周围。
34.根据权利要求1或31所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的喷嘴设置在冲击头的冲击头上。
35.根据权利要求28所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的旋转冲击破碎装置包括钻头。
36.根据权利要求1或35所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的喷嘴设置在钻头的侧部。
37.根据权利要求1或35所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的喷嘴设置在钻头的头部。
38.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的机身包括导料铲。
39.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的机身包括输料机构。
40.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的行走机构包括履带行走机构，行走机构带动整机行走。
41.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的行走机构包括或滚轮行走机构，行走机构带动整机行走。
42.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的行走机构包括齿轮齿条。
43.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的行走机构包括销齿轨。
44.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的行走机构包括牵引链。
45.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的行走机构包括滚轮行走机构。
46.根据权利要求1所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的落煤机构与机身之间设有缓冲装置。
47.根据权利要求31所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的冲击头设有耐冲击合金钢。
48.根据权利要求35所述的水刀采煤机，其特征在于：所述的钻头设有耐磨损合金钢。
49.根据权利要求31或35所述的水刀采煤机，其特征在于：所述冲击头或钻头设有耐磨耐冲击合金钢。
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