專利名稱：高壓水射流割縫滾筒落煤雙動(dòng)力采煤機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦采煤領(lǐng)域，特別是涉及顯著增加塊煤率，大大減少煤塵的高壓水 射流割縫滾筒落煤雙動(dòng)力采煤機(jī)。
背景技術(shù)：
世界三大基本能源來自煤、石油及天然氣。煤是世界上最豐富的固體礦物燃料，分 布在世界各國，例如中國、北美、澳洲、南非、俄羅斯、歐洲等有大量?jī)?chǔ)藏和開采。隨著當(dāng)今世 界科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是煤礦采煤機(jī)械設(shè)備進(jìn)入自動(dòng)、聯(lián)合、高效運(yùn)作的大型綜合采 煤機(jī)械化設(shè)備。目前，世界各國采煤主要采用滾筒采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)及液壓支架的綜合成 套采煤設(shè)備，大大提高采煤效率，使得采煤技術(shù)和設(shè)備進(jìn)入一個(gè)嶄新高速發(fā)展階段，然而， 滾筒采煤機(jī)依靠截齒機(jī)械破碎使煤體落煤產(chǎn)出粉煤和煤塵率高。煤礦煤塵80%以上是采 掘工作產(chǎn)生的，主要是采煤產(chǎn)生的。機(jī)械化采煤使煤塵量成倍、幾十倍增加，高產(chǎn)工作面增 幅尤大，不采取防塵措施，綜采工作面的粉塵濃度最大達(dá)14000mg/m3。目前采取煤層注水和 高壓噴霧降塵等措施后，粉塵濃度一般降到300-500mg，還超出我國煤礦安全規(guī)定的濃度要 求。目前，我國煤礦采掘地點(diǎn)的粉塵濃度大大超過規(guī)定10mg/m3。煤塵既是嚴(yán)重的爆炸源， 又是塵肺病病源。煤塵能單獨(dú)發(fā)生爆炸，亦可能由瓦斯爆炸引發(fā)煤塵爆炸(通稱瓦斯煤塵 爆炸)，煤塵與瓦斯共存于同一環(huán)境時(shí)，大大增加爆炸危險(xiǎn)性，煤塵爆炸規(guī)模往往比瓦斯爆 炸大得多，更嚴(yán)重是煤塵與瓦斯的共存聯(lián)合爆炸，據(jù)記載世界最大的礦難是發(fā)生在1942年 日本占領(lǐng)的我國本溪湖煤礦的瓦斯煤塵爆炸，死亡1594人。1960年我國大同老白洞煤礦煤 塵爆炸，死亡684人。2005年11月黑龍江七臺(tái)河?xùn)|風(fēng)煤礦的特大型煤塵爆炸，死亡171人， 上述爆炸發(fā)生造成大量人員傷亡和極大經(jīng)濟(jì)損失。煤塵引起的塵肺病人問題更為嚴(yán)重，據(jù) 不完全統(tǒng)計(jì)，到2006年末，我國塵肺病人共608763人，近幾年每年新增塵肺病人超過1萬 人，煤礦塵肺病人和新增塵肺病人約為全國的1/2，新發(fā)病人呈上升趨勢(shì)。塵肺病使煤礦不斷喪失熟練工人。經(jīng)濟(jì)上一般每個(gè)塵肺病人每年的治療費(fèi)用為 3-5萬元，高的7-8萬元。據(jù)專家測(cè)算，全國用于塵肺病人的直接經(jīng)濟(jì)損失為80億元，間接 經(jīng)濟(jì)損失300-400億元，煤礦約占1/2.。塵肺病無法治愈，一個(gè)病人長(zhǎng)期影響一個(gè)家庭，數(shù) 十萬家庭長(zhǎng)期受害。塵肺病是對(duì)以人為本，科學(xué)發(fā)展的嚴(yán)重問題，不僅嚴(yán)重影響煤炭工業(yè)的 健康可持續(xù)發(fā)展，而且是日益突出的社會(huì)問題，已引起國際上廣泛關(guān)注。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中滾筒采煤機(jī)出塊煤低、煤塵率高的狀況， 經(jīng)發(fā)明人長(zhǎng)期從事煤炭和高壓水射流領(lǐng)域的開發(fā)研究和實(shí)踐，開發(fā)提供一種顯著提高出塊 煤率，大大減少煤塵率的高壓水射流割縫滾筒落煤雙動(dòng)力采煤機(jī)。本發(fā)明提供的高壓水射流割縫滾筒落煤雙動(dòng)力采煤機(jī)，其特征在于包括滾筒采煤 機(jī)和高壓水射流割縫裝置，高壓水射流割縫裝置設(shè)置在滾筒采煤機(jī)機(jī)體滾筒前端和后端， 在滾筒落煤前或落煤后都進(jìn)行割縫，即可割多次(條)割縫，根據(jù)滾筒采煤機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速快慢可在滾筒落煤前后端割多次(條)割縫。所述滾筒采煤機(jī)主要包括截割部構(gòu)件、牽引機(jī)構(gòu)、 電機(jī)及電氣系統(tǒng)以及輔助裝置等構(gòu)件設(shè)備。截割部構(gòu)件是工作機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)裝置的總稱， 包括固定減速箱、搖臂和滾筒，是采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)截煤、碎煤和裝煤的構(gòu)件；牽引機(jī)構(gòu)用于采煤 機(jī)沿工作面移動(dòng)，包括牽引驅(qū)動(dòng)裝置和牽引機(jī)構(gòu)，牽引機(jī)構(gòu)是移動(dòng)采煤機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；電機(jī) 是采煤機(jī)的動(dòng)力部分，為截煤部構(gòu)件牽引機(jī)構(gòu)設(shè)備提供動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)的功率大小根據(jù)滾筒 采煤機(jī)的類型而選擇，符合采煤機(jī)高產(chǎn)、高效、自控性能好的要求而定；輔助裝置包括檔煤 板、底托架、電纜拖電裝置，供水噴霧降塵冷卻裝置以及調(diào)高、調(diào)斜等裝置。所述高壓水射流 割縫裝置包括電機(jī)、高壓水泵、高壓水軟管和噴嘴及高壓水旋轉(zhuǎn)密封器，其中電機(jī)與高壓水 泵相連接，是高壓水泵的動(dòng)力源，高壓水泵出口端與高壓水旋轉(zhuǎn)密封器相連接，高壓水旋轉(zhuǎn) 密封器通過高壓水軟管與噴嘴相連通，由于高壓水旋轉(zhuǎn)密封器可在全方位360°空間旋轉(zhuǎn) 使噴嘴可在全方位空間進(jìn)行煤層割縫。按照本發(fā)明提供高壓水射流割縫滾筒落煤雙動(dòng)力采煤機(jī)中，所述滾筒采煤機(jī)為目 前世界各國機(jī)械化采煤通常所采用的采煤機(jī)，滾筒式采煤機(jī)有各種類型及各種型號(hào)的滾筒 采煤機(jī)，適合于不同煤層地質(zhì)條件及生產(chǎn)技術(shù)工藝情況及各煤層分布及厚薄程度和深度以 及開采機(jī)械化程度等來選擇滾筒采煤機(jī)，有單滾筒采煤機(jī)和雙滾筒采煤機(jī)等。單滾筒(單 搖臂)采煤機(jī)機(jī)身較短，重量較輕，但切口性能較差，適宜在高檔普采及較薄煤層工作面中 使用。雙滾筒(雙搖臂)采煤機(jī)調(diào)高范圍大，生產(chǎn)效率高，適用范圍廣。目前世界各國有市 售各種型號(hào)的滾筒式采煤機(jī)，特別是自動(dòng)、聯(lián)合、高效運(yùn)作的大型綜合采煤機(jī)械化設(shè)備。滾 筒采煤機(jī)變化范圍很大，滾筒采煤機(jī)采高最低采高為0. 5-0. 9m，最高達(dá)5-6m，甚至更高；滾 筒采煤機(jī)滾筒直徑有各種規(guī)格例如500至2300mm范圍內(nèi)變化等等。上述所涉及的各種類 型及型號(hào)的滾筒采煤機(jī)都可市售或訂購所得，例如雞西煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)出售。所述高壓水射流割縫裝置(圖2)根據(jù)煤層生產(chǎn)的地質(zhì)條件等來選擇，以采用 1000-4000kg/C m2壓力為例，高壓水泵體積長(zhǎng)X寬X高為1. 75米X 0. 75米X 0. 6米，電 機(jī)為三相電機(jī)，功率為150-300KW。高壓水射流割縫裝置安裝在滾筒采煤機(jī)的機(jī)體前端和后 端。如采用雙滾筒采煤機(jī)，在雙滾筒采煤機(jī)機(jī)體的二滾筒的前端和后端各設(shè)置一臺(tái)高壓水 射流割縫裝置，在滾筒落煤前機(jī)落煤后都進(jìn)行割縫，即割多次(條)割縫(圖1)；如果是單 滾筒采煤機(jī)，在單滾筒采煤機(jī)機(jī)體的一個(gè)滾筒的前端設(shè)置一臺(tái)高壓水射流割縫裝置，在滾 筒落煤前割一次縫。割縫寬度為2. 5-10mm,深度大于滾筒深度，并可全方位采取各種割縫布 置(如圖，1，3，4)等，按采煤生產(chǎn)技術(shù)需要及滾筒采煤機(jī)在地下煤層坑道采煤工作面、空間 以及滾筒采煤機(jī)類型及牽弓I軌跡而定。目前市售自動(dòng)、聯(lián)合、高效運(yùn)作的大型綜合機(jī)械化采煤設(shè)備包括采煤機(jī)、液壓支架 及刮板輸送機(jī)等聯(lián)合成套裝置。本發(fā)明提供的高壓水射流割縫滾筒落煤雙動(dòng)力采煤機(jī)特點(diǎn)為1、高壓水射流割縫裝置設(shè)置在滾筒采煤機(jī)機(jī)體的滾筒前端和后端，無需改變整體 滾筒采煤機(jī)的布局，僅在滾筒前后端作設(shè)置高壓水射流割縫裝置，其所用高壓水可使用滾 筒采煤機(jī)的噴霧水系統(tǒng)，增設(shè)裝置投資少，成本低，效益高，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2、仍能充分發(fā)揮各種滾筒采煤機(jī)的高產(chǎn)出、高效率、安全、低耗以及勞動(dòng)強(qiáng)度小的 優(yōu)點(diǎn)，并提高產(chǎn)出塊煤率，降低采煤工作面煤塵濃度，通過高壓水射流割縫裝置在滾筒落煤 前將被開采的煤層割縫，使煤層呈割縫狀態(tài)，被開采煤層被高壓水浸濕(割縫處水等于先
4浸濕)，等于先給被采煤層注水，明顯提高產(chǎn)出塊煤率，降低工作面塵煤產(chǎn)出率，直降至國家 標(biāo)準(zhǔn)的安全指標(biāo)10mg/m3 ’顯著降低塵煤爆炸的危險(xiǎn)性，改善采煤工作面的環(huán)境條件，有益 采煤工人身體健康，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。3、適用性強(qiáng)，可適用于目前各煤礦采用滾筒采煤機(jī)的煤礦中

圖1為高壓水射流割縫滾筒落煤雙動(dòng)力采煤機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖示說明1.雙滾筒采煤機(jī)，2.滾筒，3.高壓水射流割縫裝置，4.割縫，5.巷道， 6.采煤工作面煤體，7.采空區(qū)。圖2為高壓水射流割縫裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖示說明8.電機(jī)，9.高壓水泵，10.高壓水旋轉(zhuǎn)密封器，11.高壓水軟管，12.噴嘴。圖3、4為高壓水射流割縫布置示意圖圖示說明13.頂板，14.底板，4.割縫。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明用下列實(shí)施例結(jié)合附圖來更進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明保護(hù)范圍并非限 于下下列實(shí)施例實(shí)施例1本發(fā)明提供的高壓水射流割縫滾筒落煤雙動(dòng)力采煤機(jī)包括MG2X300-W雙滾筒采 煤機(jī)1 (雞西煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)銷售)，其各件參數(shù)為機(jī)面高度1600mm，開采范圍2. O 3. 7m，傾角彡35°C，普氏硬度彡3f，牽引力400KN，主油泵工作流量275L分及工作壓力 16MPa ；液壓馬達(dá)額定轉(zhuǎn)矩1300及工作轉(zhuǎn)速88. 26r/分；截割機(jī)構(gòu)滾筒直徑1600-2000mm， 截深630mm，最大截割轉(zhuǎn)矩83000 (N，M)，搖臂回轉(zhuǎn)中心矩6200mm，滾筒轉(zhuǎn)速25 45. 6 (r/ 分)，臥底量135 335 (mm)；配套電機(jī)功率2X300KW，電壓1140V，轉(zhuǎn)速1472r/分；電纜 UCPQ3X70+1X 16+3X6 ；；設(shè)內(nèi)外噴霧，其量44噸，高壓水射流割縫裝置3包括高壓水泵9 為1400kg/c m2，體積長(zhǎng)X寬X高=1. 75X0. 75X0. 6m,電機(jī)8為三相電機(jī)功率1500KW 與高壓水泵相連，為高壓水泵動(dòng)力源，高壓水旋轉(zhuǎn)密封器10，高壓水管11及噴嘴12 (割縫噴 嘴)為配套市售產(chǎn)品(圖2)，二水射流割縫裝置分別安裝在雙滾筒采煤機(jī)前后二滾筒的前 端和后端(圖1)，在落煤前和落煤后各割縫多次，根據(jù)采煤要求可全方位如圖1中任意形式 或其他割縫型式，割縫深0. 65米，割縫寬度為10mm，割縫布置如圖1中所示。
權(quán)利要求高壓水射流割縫滾筒落煤雙動(dòng)力采煤機(jī)，其特征在于包括滾筒采煤機(jī)和高壓水射流割縫裝置，高壓水射流割縫裝置設(shè)置在滾筒采煤機(jī)機(jī)體滾筒前端和后端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓水射流割縫滾筒落煤雙動(dòng)力采煤機(jī)，其特征在于所述滾筒采 煤機(jī)主要包括截割部構(gòu)件、牽引機(jī)構(gòu)、電機(jī)及電氣系統(tǒng)以及輔助裝置，所述截割部構(gòu)件包括 固定減速箱、搖臂及滾筒；所述牽引機(jī)構(gòu)包括牽引驅(qū)動(dòng)裝置和牽引機(jī)構(gòu)件；所述輔助裝置 包括擋煤版、底托架、電纜拖曳裝置、供水噴霧降塵冷卻裝置及調(diào)高調(diào)斜裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓水射流割縫滾筒落煤雙動(dòng)力采煤機(jī)，其特征在于所述高壓水 射流割縫裝置包括電機(jī)、高壓水泵、高壓水軟管和噴嘴、以及高壓水旋轉(zhuǎn)密封器，其中電機(jī) 與高壓水泵相連接，高壓水泵出口端與高壓水旋轉(zhuǎn)密封器相連接，高壓水旋轉(zhuǎn)密封器通過 高壓水軟管與噴嘴相連通，構(gòu)成高壓水射流割縫裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及高壓水射流割縫滾筒落煤雙動(dòng)力采煤機(jī)，其特征在于包括滾筒采煤機(jī)和高壓水射流割縫裝置，高壓水射流割縫裝置設(shè)置在滾筒采煤機(jī)機(jī)體滾筒前端和后端。該采煤機(jī)能顯著提高落煤出塊煤率，大大減少煤塵生成率，減少煤塵爆炸危險(xiǎn)性和塵肺病危害，有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該采煤機(jī)可適用于通常采用滾筒采煤機(jī)的煤礦中。
文檔編號(hào)E21C35/23GK201738924SQ20102052208
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者王逢旦, 芮素生 申請(qǐng)人:王逢旦