專利名稱：綜采工作面端頭采煤方法及其相應(yīng)的端頭支護支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及井工煤礦綜合機械化開采技術(shù)，以下簡稱綜采，尤其涉及井工煤礦中厚及以上煤層綜采工作面的開采技術(shù)，具體地，本發(fā)明涉及一種綜采工作面端頭采煤方法及其相應(yīng)的端頭支護支架。
背景技術(shù)：
在井工煤礦中厚及以上煤層的綜采工作面，采高一般都大于兩端巷道的高度，如圖1所示，其中以巷道橫向截面的方式示出現(xiàn)有技術(shù)中綜采工作面端頭支護結(jié)構(gòu)的示意圖，為簡明起見，僅示出一端巷道，另一端相同。如圖所示，工作面采高為H，巷道高度為h， 工作面頂板標(biāo)記為10，底板標(biāo)記為14，煤層標(biāo)記為13。目前普遍采用的采煤方法是采煤機 (未示出)由綜采工作面向兩端巷道11割煤時(采煤機其中一端沿箭頭A所示方向采煤)， 在距巷道11 一定距離(依據(jù)工作面采高而定)時，采煤機滾筒開始逐漸下降，割煤高度由H 降到h。綜采工作面支護亦由中間支架22，經(jīng)若干支護高度逐漸變低的過渡支架21 (數(shù)量依據(jù)采高而定)緩角過渡到巷道端頭支架20。該工藝的缺點在于1、在工作面頂板10與巷道頂板15之間形成了未采的三角煤12，該三角煤12因無法回收而被丟棄，采高H越大丟棄的三角煤12將越多。以采高7米、工作面長300米、巷道高4米為例，過渡支架需布置9架，工作面三角煤丟煤率達2. 6%。2、各過渡支架21支撐高度不等，相互之間容易發(fā)生咬架現(xiàn)象，造成過渡支架21損壞。3、由于三角煤12的存在，過渡支架21上方頂板不平，使過渡支架21受力不均，易發(fā)生扭斜現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種在綜采工作面兩端直角過渡的采煤方法，以消除三角煤，提高綜采工作面的回采率。為此，本發(fā)明首先提供了一種用于綜采工作面端頭支護的端頭支護支架，包括底座、連桿、掩護梁、頂梁、三級護幫板、立柱以及側(cè)部支護板。所述底座直接與綜采工作面底板相接觸，立柱固定在底座上并支撐頂梁，掩護梁和連桿連接在頂梁與底座之間。頂梁一端連接所述掩護梁，另一端連接所述三級護幫板，側(cè)部支護板垂直于所述頂梁平面地固定在頂梁的側(cè)向邊緣上，其寬度小于所述頂梁側(cè)向邊緣的長度，其縱向高度大于或等于綜采工作面采高與巷道高度之差。優(yōu)選地，所述側(cè)部支護板在其上部通過螺接、焊接或鉸接方式固定在所述頂梁的側(cè)向邊緣上。優(yōu)選地，所述端頭支護支架的寬度、支護高度、三級護幫板的技術(shù)參數(shù)與同一綜采工作面使用的中間支架相同。所述端頭支護支架的頂梁、掩護梁和底座的技術(shù)參數(shù)與常規(guī)的過渡支架相同。本發(fā)明還提供了一種利用所述端頭支護支架的綜采工作面端頭采煤方法，其包括以下步驟首先，在綜采工作面中部利用采煤機沿綜采工作面向兩端巷道割煤；然后將采煤機搖臂固定，使?jié)L筒高度不變，所述高度與綜采工作面中部采煤高度相同；接著，沿綜采工作面中部向端頭割煤，直至滾筒中心與巷道近幫線重合；最后，將所述端頭支護支架支撐在該端頭，使所述端頭支護支架的頂梁與綜采工作面中部所用的中間支架的頂梁齊平，并使得所述端頭支護支架的側(cè)部支護板垂直于綜采工作面，側(cè)向擋護綜采工作面端頭與巷道端頭之間的煤壁。優(yōu)選地，當(dāng)所述端頭支護支架支撐在該綜采工作面端頭時，所述側(cè)部支護板與所述巷道的近幫線重合。通過以一架端頭支護支架替代若干架常規(guī)的過渡支架，本發(fā)明能夠減輕操作工的操作難度，避免了支架間相互咬架現(xiàn)象，從而降低了支架故障率。并且，通過本發(fā)明中的綜采工作面端頭采煤方法，能夠消除三角煤，提高煤炭資源回采率。


圖1為現(xiàn)有工作面端頭支護結(jié)構(gòu)的示意圖，為簡明起見，僅示出巷道一端；圖2為本發(fā)明中的端頭支護支架的側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明中的綜采工作面端頭采煤方法的示意圖，為簡明起見，僅示出巷道一端以及采煤機的一側(cè)搖臂與滾筒；圖4為本發(fā)明中的端頭支護支架布置在端頭一側(cè)的示意圖，其中，為簡明起見，僅示出本發(fā)明中端頭支護支架的頂梁和側(cè)部支護板的橫向截面；圖5為本發(fā)明中的端頭支護支架的結(jié)構(gòu)參考圖。
具體實施例方式首先參照圖2，圖2為本發(fā)明中的端頭支護支架的側(cè)視圖，所述端頭支護支架1包括底座2、連桿3、掩護梁4、頂梁5、三級護幫板6、立柱7以及側(cè)部支護板8。結(jié)合圖5，圖5為本發(fā)明中的端頭支護支架的結(jié)構(gòu)參考圖。其中，底座2直接與綜采工作面底板14相接觸，傳遞工作面頂板壓力到底板并承受頂板壓力，通過立柱7支撐頂梁5。所述立柱7主要用于承受綜采工作面頂板載荷并調(diào)節(jié)支護高度，通常為液壓缸。所述頂梁5作為承受頂板巖石載荷的支架部件，通常情況下直接與綜采工作面的頂板10相接觸。掩護梁4和連桿3連接在頂梁5和底座2之間，一方面用于綜采工作面的后部保護，阻擋采空區(qū)冒落矸石，使其不涌入工作面空間，并承受冒落矸石的載荷，另一方面用于結(jié)合立柱7固定所述頂梁5，以承受頂板水平推力。所述頂梁5 —端連接掩護梁4，另一端連接三級護幫板6，所述三級護幫板6用于支護工作面前方煤壁，其中所述連接方式為鉸接。所述側(cè)部支護板8在其上部可通過螺接、焊接或鉸接等方式垂直于所述頂梁5的平面，固定在所述頂梁5的側(cè)向邊緣上，其寬度小于所述頂梁側(cè)向邊緣的長度，并且其縱向高度L大于或等于工作面采高H與巷道高度h之差。根據(jù)本發(fā)明的實施例，側(cè)部支護板8
4為矩形，通過螺接方式固定在所述頂梁5的側(cè)向邊緣上，使得所述側(cè)部支護板8的最上邊緣不超出所述頂梁5的上表面，優(yōu)選地，側(cè)部支護板8的最上邊緣表面與頂梁5的上表面齊平。當(dāng)所述端頭支護支架1放置在綜采工作面的端頭17時，其側(cè)部支護板8垂直于綜采工作面，側(cè)向擋護綜采工作面端頭17與巷道端頭16之間的煤壁(如圖4所示)。下面參照圖3描述本發(fā)明中的利用端頭支護支架的綜采工作面端頭采煤方法，其示出綜采工作面端頭采煤方法的示意圖，為簡明起見，僅示出巷道一端以及采煤機的一側(cè)搖臂與滾筒，所述采煤方法包括以下步驟首先，采用常規(guī)采煤方法，在綜采工作面中部，利用采煤機沿綜采工作面向兩端巷道割煤。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述采煤機采用滾筒式采煤機，這種采煤機通常包括兩個截割部、左右牽引部、控制部以及行走部，所述截割部主要由滾筒31、搖臂30、電機等組成。通常，此類采煤機通過行走部從綜采工作面中部依次朝向兩端巷道運動，隨著采煤機的運動， 采煤機的搖臂30交替地上下擺動，利用旋轉(zhuǎn)的滾筒31上的截齒割煤。當(dāng)采煤機運行到巷道11附近時，將采煤機滾筒搖臂30固定，使?jié)L筒31高度保持不變，所述高度與綜采工作面中部采煤高度相同，優(yōu)選地，在本實施例中，綜采工作面中部采煤高度即工作面頂板10的高度。然后，使該采煤機從綜采工作面中部向綜采工作面端頭 17割煤，直至采煤機滾筒31中心與巷道近幫線18重合，因此工作面頂板10與巷道近幫線 18形成直角，消除了三角煤。下面再參照圖4，圖4為本發(fā)明中的端頭支護支架1布置在綜采工作面端頭一側(cè)的示意圖，其中，為簡明起見，僅以截面形式示出端頭支護支架1的頂梁5和側(cè)部支護板8。本發(fā)明的綜采工作面端頭采煤方法還包括以下步驟，當(dāng)綜采工作面端頭17處的三角煤12破落之后，將所述端頭支護支架1支撐在該綜采工作面端頭17，使其頂梁5與綜采工作面中部所用的中間支架22的頂梁齊平，在本實施例中，頂梁5接觸于工作面頂板10，從而其側(cè)部支護板8垂直于綜采工作面，側(cè)向擋護綜采工作面端頭17與巷道端頭16之間的煤壁。即當(dāng)端頭支護支架1支撐在該綜采工作面端頭17時，側(cè)部支護板8與所述巷道近幫線18重合。 在工作面兩端對稱地各布置一架端頭支護支架1，兩端的端頭支護支架1之間的綜采工作面則由常規(guī)的中間支架22支護。根據(jù)本發(fā)明的實施例，端頭支護支架1的寬度(是指所述端頭支護支架用于端頭支護時，其沿工作面方向的最大寬度)、支護高度、三級護幫板的結(jié)構(gòu)和支護力等技術(shù)參數(shù)與同一綜采工作面使用的常規(guī)的中間支架22相同，而頂梁、掩護梁和底座的結(jié)構(gòu)及外形尺寸等技術(shù)參數(shù)與常規(guī)的過渡支架21 (如圖1所示)相同，因此，本發(fā)明中的端頭支護支架實質(zhì)上是對現(xiàn)有支護支架的一種改進。本發(fā)明中的端頭支護支架能夠替代若干架常規(guī)的過渡支架，減輕了支架操作工的操作難度。由于本發(fā)明中的端頭支護支架與中間支架支護高度相同，所以減少了支架間相互咬架的現(xiàn)象，降低了支架的故障率。同時，通過本發(fā)明提供的綜采工作面端頭采煤方法， 能夠消除三角煤，提高了煤炭資源回采率。此外，由于采煤機沿工作面割煤到兩端時，滾筒割煤高度不變，消除了因高度變化對滾筒高度的頻繁操作，因此減輕了采煤機司機的操作難度。盡管本發(fā)明是通過參照附圖以上述優(yōu)選的實施例的方式來進行描述，但是可以理解，本發(fā)明的實現(xiàn)形式并不局限于上述實施方式。應(yīng)該認識到，在不背離本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明做出多種不同的變化和調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種端頭支護支架，所述端頭支護支架用于綜采工作面端頭支護，其特征在于，所述端頭支護支架包括底座、連桿、掩護梁、頂梁、三級護幫板、立柱以及側(cè)部支護板，其中，所述底座直接與綜采工作面底板相接觸，所述立柱固定在所述底座上并支撐頂梁，所述掩護梁和連桿連接在所述頂梁與所述底座之間，所述頂梁一端連接所述掩護梁，另一端連接所述三級護幫板，所述側(cè)部支護板垂直于所述頂梁平面地固定在所述頂梁的側(cè)向邊緣上，所述側(cè)部支護板的寬度小于所述頂梁側(cè)向邊緣的長度，所述側(cè)部支護板的縱向高度大于或等于綜采工作面采高與巷道高度之差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端頭支護支架，其特征在于，所述側(cè)部支護板在其上部通過螺接、焊接或鉸接方式固定在所述頂梁的側(cè)向邊緣上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端頭支護支架，其特征在于，所述端頭支護支架的寬度、支護高度、三級護幫板的技術(shù)參數(shù)與同一綜采工作面使用的中間支架相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的端頭支護支架，其特征在于，所述端頭支護支架的頂梁、掩護梁和底座的技術(shù)參數(shù)與常規(guī)的過渡支架相同。
5.一種利用權(quán)利要求1所述的端頭支護支架的綜采工作面端頭采煤方法，其特征在于，所述綜采工作面端頭采煤方法包括在綜采工作面中部利用采煤機沿綜采工作面向兩端巷道割煤；將采煤機搖臂固定，使?jié)L筒高度不變，所述高度與綜采工作面中部采煤高度相同；沿綜采工作面中部向端頭割煤，直至滾筒中心與巷道近幫線重合；將所述端頭支護支架支撐在該端頭，使所述端頭支護支架的頂梁與綜采工作面中部所用的中間支架的頂梁齊平，并使得所述端頭支護支架的側(cè)部支護板垂直于綜采工作面，側(cè)向擋護綜采工作面端頭與巷道端頭之間的煤壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的綜采工作面端頭采煤方法，其特征在于，當(dāng)所述端頭支護支架支撐在該綜采工作面端頭時，所述側(cè)部支護板與所述巷道的近幫線重合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種綜采工作面端頭采煤方法及其相應(yīng)的端頭支護支架。所述端頭支護支架包括底座、連桿、掩護梁、頂梁、三級護幫板、立柱以及側(cè)部支護板，所述綜采工作面端頭采煤方法包括固定采煤機滾筒高度，在端頭進行采煤，并利用端頭支護支架支撐在該端頭，使端頭支護支架的側(cè)部支護板垂直于綜采工作面，側(cè)向擋護端頭煤壁。本發(fā)明通過端頭支護支架以及綜采工作面端頭采煤方法，減輕了操作工的操作難度，避免了支架間相互咬架現(xiàn)象，消除了三角煤，提高了煤炭資源回采率。
文檔編號E21D15/50GK102182477SQ20111008688
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者南清安, 索智文, 賀海濤, 顧大釗 申請人:中國神華能源股份有限公司