一種露井端邦的自行走鉆式采煤的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，屬于采煤機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】；提供一種提高采煤效率的無人工作面開采設(shè)備和方法；包括車架總成、行走裝置、電控總成、液壓總成、鉆具總成、通風(fēng)裝置、推進(jìn)臂裝置、推進(jìn)臂推進(jìn)裝置、推進(jìn)臂對(duì)接推移裝置和運(yùn)煤裝置，鉆具總成包括鉆頭、傳動(dòng)箱、采煤機(jī)電機(jī)和采煤機(jī)減速器，還包括伽馬射線探測(cè)儀、瓦斯傳感器和升降油缸，伽馬射線探測(cè)儀和瓦斯傳感器位于鉆具總成的傳動(dòng)箱上，升降油缸的一端與裝載鏟斗聯(lián)接，另一端與鉆具總成上的搖臂聯(lián)接；本發(fā)明主要應(yīng)用在露井端邦的采煤方面。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，屬于采煤機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】。 一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)

【背景技術(shù)】
[0002] 在我國(guó)陜北神府、內(nèi)蒙古鄂爾多斯等煤炭生產(chǎn)基地?fù)碛袛?shù)量眾多的淺地表煤、山 坡露頭煤及露天煤礦端邦等大量的煤炭資源。受國(guó)內(nèi)當(dāng)前開采技術(shù)條件及經(jīng)濟(jì)合理性的限 制，這些煤炭資源大多被遺棄或者以較低回采率的炮采房柱式采煤法進(jìn)行回采，不僅浪費(fèi) 資源，而且存在煤層自燃隱患、破壞地表植被、污染環(huán)境等問題，因此有必要予以改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種提高采煤效率的無人工作面開采設(shè)備和方 法。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，包括車架總成、行走裝置、電控總成、液壓總成、鉆 具總成、通風(fēng)裝置、推進(jìn)臂裝置、推進(jìn)臂推進(jìn)裝置、推進(jìn)臂對(duì)接推移裝置和運(yùn)煤裝置，車架總 成包括行走裝置、推進(jìn)臂推進(jìn)裝置、推進(jìn)臂對(duì)接推移裝置、車架升降裝置和伸縮油缸，車架 總成通過聯(lián)接固定裝置和行走裝置上的車架升降裝置聯(lián)接，行走裝置包括行走裝置液壓馬 達(dá)和履帶，電控總成和液壓總成分別通過銷軸與車架總成聯(lián)接，鉆具總成通過推進(jìn)臂裝置 與推進(jìn)臂推進(jìn)裝置聯(lián)接，通風(fēng)裝置位于推進(jìn)臂裝置的一側(cè)，推進(jìn)臂裝置的另一側(cè)有防砸凹 槽，鉆具總成包括鉆頭、傳動(dòng)箱、采煤機(jī)電機(jī)和采煤機(jī)減速器，還包括伽馬射線探測(cè)儀、瓦斯 傳感器和升降油缸，伽馬射線探測(cè)儀和瓦斯傳感器位于鉆具總成的傳動(dòng)箱上，升降油缸的 一端與裝載鏟斗聯(lián)接，另一端與鉆具總成上的搖臂聯(lián)接。
[0005] 所述鉆具總成下端有裝載鏟斗，裝載鏟斗一端與推進(jìn)臂裝置聯(lián)接，裝載鏟斗上固 定有刮板輸送機(jī)和星輪收集機(jī)構(gòu)。
[0006] 所述刮板輸送機(jī)包括刮板機(jī)液壓馬達(dá)、刮板機(jī)張緊裝置和刮板機(jī)尾輪，刮板機(jī)液 壓馬達(dá)和刮板機(jī)張緊裝置位于刮板輸送機(jī)的后端，刮板機(jī)尾輪位于刮板輸送機(jī)的前端。
[0007] 所述星輪收集機(jī)構(gòu)位于刮板輸送機(jī)的刮板機(jī)尾輪兩側(cè)。
[0008] 所述星輪收集機(jī)構(gòu)包括至少一組成對(duì)的星輪，每個(gè)星輪至少有三個(gè)葉片。
[0009] 所述運(yùn)煤裝置包括移動(dòng)式螺旋輸送機(jī)和移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)。
[0010] 所述移動(dòng)式螺旋輸送機(jī)包括螺旋行走裝置和螺旋輸送機(jī)，螺旋輸送機(jī)下端一側(cè)有 螺旋行走裝置。
[0011] 所述移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)包括皮帶機(jī)行走裝置、皮帶輸送機(jī)、伸縮立柱、旋轉(zhuǎn)圓盤和 圓型漏斗，皮帶機(jī)行走裝置上端有旋轉(zhuǎn)圓盤，旋轉(zhuǎn)圓盤通過伸縮立柱與皮帶輸送機(jī)聯(lián)接，圓 型漏斗置于移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)的后端，與螺旋輸送機(jī)的一端聯(lián)接。
[0012] 移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)通過移動(dòng)式螺旋輸送機(jī)與車架總成聯(lián)接。
[0013] 所述電控總成和液壓總成分別通過銷軸安裝有輪式自行走設(shè)備并與車架總成連 接。
[0014] 所述推進(jìn)臂裝置包含有多節(jié)推進(jìn)臂，推進(jìn)臂之間為可拆卸式連接。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果為： 1、 安全：本發(fā)明的采煤機(jī)系統(tǒng)以安全生產(chǎn)為前提，操作控制只需在井口外部的地面完 成，無需人員進(jìn)入巷道，每班只需3-6人即可，全礦生產(chǎn)定員約30人，以完成整套設(shè)備的開 采作業(yè)以及維護(hù)的所有工作； 2、 高效：用人少、產(chǎn)量高、適用面廣，可用于回收高價(jià)值的超薄煤層； 3、 先進(jìn)：本發(fā)明配備人機(jī)智能操作系統(tǒng)，通過人員可以全方位控制整個(gè)設(shè)備的連續(xù)循 環(huán)作業(yè)，監(jiān)視設(shè)備工況并進(jìn)行故障診斷，將強(qiáng)勁的動(dòng)力和靈活的機(jī)能結(jié)合為一體； 4、 經(jīng)濟(jì)：有利于煤炭資源的回收，無需支護(hù)及大量建礦任務(wù)等，總成本低； 5、 環(huán)保：對(duì)地表植被破壞程度低，符合國(guó)家資源、環(huán)境政策。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 下面通過附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017] 圖1為本發(fā)明的俯視圖； 圖2為本發(fā)明的主視圖； 圖3為本發(fā)明的側(cè)視圖； 圖4a為鉆具總成工作示意圖； 圖4b為鉆具總成下部刮板輸送機(jī)示意圖； 圖4c為鉆具總成示意圖； 圖5a為推進(jìn)臂裝置俯視圖； 圖5b為推進(jìn)臂裝置側(cè)視圖； 圖6為本發(fā)明工作示意圖； 圖7為本發(fā)明開采現(xiàn)場(chǎng)布置圖。
[0018] 圖中1為車架總成、2為行走裝置、3為電控總成、4為液壓總成、5為鉆具總成、6為 通風(fēng)裝置、7為推進(jìn)臂裝置、8為推進(jìn)臂推進(jìn)裝置、9為推進(jìn)臂對(duì)接推移裝置、10為運(yùn)煤裝置、 11為鉆頭、12為傳動(dòng)箱、13為刮板輸送機(jī)、14為米煤機(jī)電機(jī)、15為米煤機(jī)減速器、16為刮板 機(jī)液壓馬達(dá)、17為左螺旋、18為右螺旋、19為行走裝置液壓馬達(dá)、20為履帶、21為推進(jìn)油缸、 22為鎧裝圓盤、23為伸縮油缸、24為螺旋定位柱、25為液壓基地鉆、26為伽瑪探測(cè)儀、27為 瓦斯傳感器、28為導(dǎo)向軸、29為車架升降裝置、30為聯(lián)接固定裝置、31為螺旋電機(jī)、32為螺 旋偶合器、33為螺旋減速機(jī)、34為螺旋輸送機(jī)、35為調(diào)斜油缸、36為升降油缸、37為星輪收 集機(jī)構(gòu)、38為刮板機(jī)尾輪、39為刮板機(jī)張緊裝置、40為刮板機(jī)液壓馬達(dá)、41為裝載伊斗、42 為防砸凹槽、43為旋轉(zhuǎn)圓盤、44為伸縮立柱、45為皮帶機(jī)行走裝置、46為皮帶輸送機(jī)、47為 圓型漏斗、48為螺旋行走裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0020] 如圖1、圖2和圖3所示，一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，包括車架總成1、行 走裝置2、電控總成3、液壓總成4、鉆具總成5、通風(fēng)裝置6、推進(jìn)臂裝置7、推進(jìn)臂推進(jìn)裝置 8、推進(jìn)臂對(duì)接推移裝置9和運(yùn)煤裝置10,車架總成1包括行走裝置2、推進(jìn)臂推進(jìn)裝置8、 推進(jìn)臂對(duì)接推移裝置9、車架升降裝置29和伸縮油缸23,車架總成1通過聯(lián)接固定裝置30 和行走裝置2上的車架升降裝置29聯(lián)接，行走裝置2包括行走裝置液壓馬達(dá)19和履帶20， 電控總成3和液壓總成4分別通過銷軸安裝有輪式自行走設(shè)備與車架總成1聯(lián)接，鉆具總 成5通過推進(jìn)臂裝置7與推進(jìn)臂推進(jìn)裝置8聯(lián)接，鉆具總成5及推進(jìn)臂裝置7的推進(jìn)和退 出由安裝在車架總成1上的液壓推進(jìn)臂推進(jìn)裝置8完成。
[0021] 如圖5a和圖5b所示，通風(fēng)裝置6位于推進(jìn)臂裝置7的一側(cè)，推進(jìn)臂裝置7的另一 側(cè)有防砸凹槽42,動(dòng)力電纜、瓦斯傳感器信號(hào)電纜、液壓管、水管、煤巖識(shí)別傳感器(伽馬射 線信號(hào)電纜)等分別裝設(shè)在全封閉的鎧裝結(jié)構(gòu)中，通過液壓驅(qū)動(dòng)鎧裝園盤22,隨著鉆具總成 5的推進(jìn)和退出沿著推進(jìn)臂裝置7旁側(cè)的防砸凹槽42自動(dòng)收放。
[0022] 如圖4a、4b和4c所示，鉆具總成5包括鉆頭11、傳動(dòng)箱12、采煤機(jī)電機(jī)14和采煤 機(jī)減速器15,還包括伽馬射線探測(cè)儀26、瓦斯傳感器27和升降油缸36,伽馬射線探測(cè)儀26 位于鉆具總成5的傳感器12上，主要作用是探測(cè)頂煤厚度，計(jì)算機(jī)根據(jù)探測(cè)的頂煤厚度，控 制升降油缸36,使鉆具總成5上的鉆頭11根據(jù)煤層的厚度自適應(yīng)截割，同時(shí)，防止鉆頭11 截割到煤層的頂板和底板，增強(qiáng)頂板和底板支撐性，從而避免了巖石或者其他雜物混入凈 煤的情況；瓦斯傳感器27位于鉆具總成5的傳動(dòng)箱12上，用于對(duì)巷道內(nèi)瓦斯的濃度進(jìn)行監(jiān) 測(cè)；升降油缸36的一端與裝載鏟斗41聯(lián)接，另一端與鉆具總成5上的搖臂聯(lián)接，鉆頭總成 5截割高度可通過升降油缸36調(diào)節(jié)，以適應(yīng)煤層厚度的變化；所述的鉆頭11為模塊設(shè)計(jì)， 可快速進(jìn)行更換，有3種選擇，鉆頭直徑分別是：55、65、85cm。
[0023] 所述鉆具總成5下端有裝載鏟斗41，裝載鏟斗41為簸箕形狀，裝載鏟斗41 一端與 推進(jìn)臂裝置7聯(lián)接，裝載鏟斗41上固定有刮板輸送機(jī)13和星輪收集機(jī)構(gòu)37。
[0024] 所述刮板輸送機(jī)13包括刮板機(jī)液壓馬達(dá)40、刮板機(jī)張緊裝置39和刮板機(jī)尾輪 38,刮板機(jī)液壓馬達(dá)40和刮板機(jī)張緊裝置39位于刮板輸送機(jī)13的后端，刮板機(jī)尾輪38位 于刮板輸送機(jī)13的前端。
[0025] 所述星輪收集機(jī)構(gòu)37位于刮板輸送機(jī)13的刮板機(jī)尾輪38兩側(cè)，用來將煤送至刮 板輸送機(jī)13上。
[0026] 如圖6和圖7所示，所述運(yùn)煤裝置10包括移動(dòng)式螺旋輸送機(jī)和移動(dòng)式皮帶輸送 機(jī)。
[0027] 所述移動(dòng)式螺旋輸送機(jī)包括螺旋行走裝置48和螺旋輸送機(jī)34,螺旋輸送機(jī)34下 端一側(cè)有螺旋行走裝置48。
[0028] 所述移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)包括皮帶機(jī)行走裝置45、皮帶輸送機(jī)46、伸縮立柱44、旋 轉(zhuǎn)圓盤43和圓型漏斗47,皮帶機(jī)行走裝置45上端有旋轉(zhuǎn)圓盤43,旋轉(zhuǎn)圓盤43通過伸縮立 柱44與皮帶輸送機(jī)46聯(lián)接，圓型漏斗47置于移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)的后端，與螺旋輸送機(jī)34 的一端聯(lián)接；移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)通過皮帶機(jī)行走裝置45可行走，也可根據(jù)實(shí)際情況通過伸 縮立柱44調(diào)節(jié)高度，還可以通過旋轉(zhuǎn)圓盤43左右旋轉(zhuǎn)，將采集下來的煤塊轉(zhuǎn)載到運(yùn)輸車輛 或另一條皮帶輸送機(jī)46上。
[0029] 本發(fā)明綜合了傳統(tǒng)端邦采煤技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，大量運(yùn)用新技術(shù)，系統(tǒng)采用集成化、模塊 化、自動(dòng)化設(shè)計(jì)，具有操作容易、維護(hù)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，可以在淺地表、露頭煤剝離 露頭蓋層后所形成的臺(tái)階上進(jìn)行開采，也可以根據(jù)煤層分布，在露頭煤周圍進(jìn)行開采，還可 以沿著煤層的走勢(shì)進(jìn)行溝壑開采。其實(shí)質(zhì)是：在山坡露頭煤、露天端邦煤層的外部采用鉆煤 機(jī)巷柱式方法開采，通過留設(shè)煤柱來保障采掘面安全，支撐上覆巖土層載荷，如同連續(xù)采煤 機(jī)在井工礦的掘進(jìn)作業(yè)，只是這種方式設(shè)備人員全部工作在地面完成。
[0030] 本發(fā)明適用于開采煤體支撐性好，頂?shù)装宸€(wěn)定，煤層平坦，起伏不超過5度-12 度、厚度〇. 7米-3米的煤層，采煤方法能否成功應(yīng)用的關(guān)鍵是煤柱的合理設(shè)計(jì)，煤柱主要 有臨時(shí)支撐煤柱和永久隔離煤柱兩類，煤柱寬度設(shè)計(jì)考慮的因素有上覆巖土層（剝離層） 的厚度及其密度、采房設(shè)計(jì)巷道的寬度、煤巖體的原位強(qiáng)度、煤層厚度及采高、煤柱寬高比 等。為了保證煤柱能在開采過程中穩(wěn)定的支護(hù)巷道，煤層越厚留設(shè)的煤柱寬度也應(yīng)越大， 煤柱的寬高比過小，煤柱穩(wěn)定性差、支撐能力也較低。煤柱寬度與高度比越大，煤柱越穩(wěn) 定，支撐能力也越高，但煤柱如果留設(shè)寬度過寬就會(huì)降低煤炭資源的回采率。因此，在估算 煤柱留設(shè)寬度時(shí)可以按照近似等于煤厚來計(jì)算，最終煤柱留設(shè)寬度應(yīng)進(jìn)一步通過力學(xué)實(shí) 驗(yàn)、建立力學(xué)模型來分析確定。煤柱留設(shè)寬度需要同時(shí)滿足如下兩個(gè)必要條件：一是利用 Mark-Bienawski公式計(jì)算，滿足安全系數(shù)要求；二是煤柱的寬度應(yīng)至少達(dá)到70%的煤柱高 度。
[0031] 1、臨時(shí)支撐煤柱留設(shè)計(jì)算。用Mark-Bieniawski公式用來計(jì)算確定煤柱強(qiáng)度，其 公式如式（1):

【權(quán)利要求】
1. 一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，包括車架總成（1)、行走裝置（2)、電控總成 (3)、液壓總成（4)、鉆具總成（5)、通風(fēng)裝置（6)、推進(jìn)臂裝置（7)、推進(jìn)臂推進(jìn)裝置（8)、推 進(jìn)臂對(duì)接推移裝置（9)和運(yùn)煤裝置（10)，車架總成（1)包括行走裝置（2)、推進(jìn)臂推進(jìn)裝置 (8)、推進(jìn)臂對(duì)接推移裝置（9)、車架升降裝置（29)和伸縮油缸（23)，車架總成（1)通過聯(lián)接 固定裝置（30 )和行走裝置（2 )上的車架升降裝置（29 )聯(lián)接，行走裝置（2 )包括行走裝置液 壓馬達(dá)（19)和履帶（20)，電控總成（3)和液壓總成（4)分別通過銷軸與車架總成（1)聯(lián)接， 鉆具總成（5 )通過推進(jìn)臂裝置（7 )與推進(jìn)臂推進(jìn)裝置（8 )聯(lián)接，通風(fēng)裝置（6 )位于推進(jìn)臂裝 置（7)的一側(cè)，推進(jìn)臂裝置（7)的另一側(cè)有防砸凹槽（42)，鉆具總成（5)包括鉆頭（11)、傳動(dòng) 箱（12 )、采煤機(jī)電機(jī)（14 )和采煤機(jī)減速器（15 )，其特征在于：還包括伽馬射線探測(cè)儀（26 )、 瓦斯傳感器（27)和升降油缸（36)，伽馬射線探測(cè)儀（26)和瓦斯傳感器（27)位于鉆具總成 (5)的傳動(dòng)箱（12)上，升降油缸（36)的一端與裝載鏟斗（41)聯(lián)接，另一端與鉆具總成（5) 上的搖臂聯(lián)接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，其特征在于：所述鉆具 總成（5)下端有裝載鏟斗（41 )，裝載鏟斗（41) 一端與推進(jìn)臂裝置（7)聯(lián)接，裝載鏟斗（41) 上固定有刮板輸送機(jī)（13)和星輪收集機(jī)構(gòu)（37)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，其特征在于：所述刮板 輸送機(jī)（13)包括刮板機(jī)液壓馬達(dá)（40)、刮板機(jī)張緊裝置（39)和刮板機(jī)尾輪（38)，刮板機(jī)液 壓馬達(dá)（40)和刮板機(jī)張緊裝置（39)位于刮板輸送機(jī)（13)的后端，刮板機(jī)尾輪（38)位于刮 板輸送機(jī)（13)的前端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，其特征在于：所述星輪 收集機(jī)構(gòu)（37 )位于刮板輸送機(jī)（13 )的刮板機(jī)尾輪（38 )兩側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，其特征在于：所述 星輪收集機(jī)構(gòu)（37)包括至少一組成對(duì)的星輪，每個(gè)星輪至少有三個(gè)葉片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，其特征在于：所述運(yùn)煤 裝置（10)包括移動(dòng)式螺旋輸送機(jī)和移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，其特征在于：所述移動(dòng) 式螺旋輸送機(jī)包括螺旋行走裝置（48)和螺旋輸送機(jī)（34)，螺旋輸送機(jī)（34)下端一側(cè)有螺 旋行走裝置（48)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，其特征在于：所述移動(dòng) 式皮帶輸送機(jī)包括皮帶機(jī)行走裝置（45)、皮帶輸送機(jī)（46)、伸縮立柱（44)、旋轉(zhuǎn)圓盤（43) 和圓型漏斗（47)，皮帶機(jī)行走裝置（45)上端有旋轉(zhuǎn)圓盤（43)，旋轉(zhuǎn)圓盤（43)通過伸縮立柱 (44)與皮帶輸送機(jī)（46)聯(lián)接，圓型漏斗（47)置于移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)的后端，與螺旋輸送機(jī) (34)的一端聯(lián)接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，其特征在于：所述移動(dòng) 式皮帶輸送機(jī)通過移動(dòng)式螺旋輸送機(jī)與車架總成（1)聯(lián)接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種露井端邦的自行走鉆式采煤機(jī)，其特征在于：所述推進(jìn) 臂裝置（7 )包含有多節(jié)推進(jìn)臂，推進(jìn)臂之間為可拆卸式連接。
【文檔編號(hào)】E21C29/22GK104088633SQ201410338175
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】袁偉昊, 袁樹來, 暴慶保 申請(qǐng)人:袁偉昊