CN113006849A - 煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组以及方法，所述机组包括：支护系统、截割部、输送部和钻装部，其中：所述支护系统，包括多个相互独立的支护单元；所述支护单元中，支撑装置设置于底座上，并与顶梁连接，用于支撑顶梁支护顶板；推拉装置分别与底座和输送部连接；所述截割部，设置于所述输送部上，用于巷道的截割；所述方法包括：截割部在输送部上往复运动进行截割，支护系统的推拉装置推移输送部前移；支护单元的顶梁向前滑移，对截割产生的空顶区域进行支护；钻装部对顶梁向前滑移后的后方空顶区域进行锚固；推拉装置带动支护单元前移。

Description

煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组以及方法

技术领域

本发明涉及煤矿设备领域，尤其涉及一种煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组以及方法。

背景技术

如今，随着煤矿开采安全要求不断提升，对煤矿巷道顺槽掘进设备也提出了更高的安全要求。

现有技术中，使用的巷道掘进设备，由于与实际的巷道宽度不匹配，而导致常常需要进行二次掘进，二次掘进费时费力并且中容易导致破坏顶板，产生危险；现有技术中的整体顶梁支护方案，而整体顶梁容易出现对巷道顶板支护不实的情况，并且在前进过程中，整体顶梁还会对巷道顶板进行重复碾压，从而增加了顶板二次破碎及冒落的危险；另外，现有的装备采用的截割煤矿方案，导致截割产生的空顶区域较大，存在顶板破碎的风险。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组以及方法。

技术方案：本发明提供一种煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，包括：支护系统、截割部、输送部和钻装部，其中：所述支护系统，包括多个相互独立的支护单元，多个支护单元组合形成支护系统；所述支护单元，包括底座、顶梁、支撑装置和推拉装置，支撑装置设置于底座上，并与顶梁连接，用于支撑顶梁支护顶板；推拉装置分别与底座和输送部连接，用于推动输送部向前移动，或牵引底座朝向输送部移动；所述截割部，设置于所述输送部上，用于巷道的截割。

具体的，所述输送部，由多个输送单元连接组成，输送部的长度与支护系统中支护单元的数量相对应；所述截割部，与所述输送部活动连接，在所述输送部的导轨上移动并进行截割。

具体的，支护单元的顶梁，与支撑装置活动连接，可相对于支撑装置进行前后滑移；支护单元的支撑装置为可伸缩的。

具体的，还包括钻装部，用于钻装锚杆，以及铺设钢梁或钢带。

具体的，还包括支架安装牵引部，设于支护系统后方，用于将待安装液压支架牵引至指定位置。

具体的，还包括顶板布网装置和帮部布网装置，分别在巷道顶板和两帮进行布网。

具体的，所述截割部包括：截割滚筒、截割臂、截割底座和探水探瓦斯钻机，截割底座与所述输送部活动连接；截割臂包括相互连接的第一截割臂单元和第二截割臂单元，第一截割臂单元与截割底座连接，第二截割臂单元与所述截割滚筒连接，带动截割滚筒绕连接点旋转。

具体的，还包括：防尘挡板、喷雾装置和除尘装置，防尘挡板设于支护系统与截割部之间。

本发明还提供一种煤矿顺槽掘进方法，根据本发明提供的煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，包括：截割部在输送部上往复运动进行截割，支护系统的推拉装置推移输送部前移；支护单元的顶梁向前滑移，对截割产生的空顶区域进行支护；钻装部对顶梁向前滑移后的后方空顶区域进行锚固；推拉装置带动支护单元前移。

本发明还提供一种煤矿切眼掘进方法，根据本发明提供的煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，包括：根据切眼宽度调整支护单元以及输送单元的数量，截割部在输送部上往复运动进行截割，支护系统的推拉装置推移输送部前移；支护单元的顶梁向前滑移，对截割产生的空顶区域进行支护；支架安装牵引部将待安装液压支架牵引至指定位置，支架升起对顶梁向前滑移后的后方空顶区域进行支护；推拉装置带动支护单元前移。

具体的，所述推拉装置带动支护单元前移，包括：支护系统中的第一部分支护单元顶梁下降，推移装置牵引第一部分支护单元底座向前移动，移动结束后，第一部分支护单元顶梁升起；支护系统中的第二部分支护单元顶梁下降，推移装置牵引第二部分支护单元底座向前移动，移动结束后，第二部分支护单元顶梁升起。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：通过支护单元组合形成的支护系统，联合机的截割范围可以与巷道宽度相匹配，并且在截割的同时可以进行掘进和锚固，实现一次成巷；顶梁依次向前位移，避免对于顶板的二次支护，并且缩小没有顶梁进行支护的顶板面积；截割部移动式的截割方式可以适应巷道的变化，避免截割产生的空顶区域过大。

附图说明

图1为本发明提供的煤矿顺槽、切眼掘进及支架安装联合机组的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明提供的煤矿顺槽、切眼掘进及支架安装联合机组的结构示意图；

图4为图3的侧视图；

图5为支护单元的结构示意图；

图6为截割部的结构示意图；

1-支护系统；2-支护单元；3-截割部；4-输送部；5-顶梁；6-支撑装置；7-推拉装置；8-输送单元；9-液压支架；10-防尘挡板；11-除尘装置；12-通风风管；13-钻装部；14-支架安装牵引部；15-帮部布网装置；16-截割滚筒；17-截割底座；18-第一截割臂单元；19-第二截割臂单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明实施例中提供一种煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，包括：支护系统1、截割部3、输送部4和钻装部13，其中：

所述支护系统1，包括多个相互独立的支护单元2，多个支护单元2组合形成支护系统1；

所述支护单元2，包括底座、顶梁5、支撑装置6和推拉装置7，支撑装置6设置于底座上，并与顶梁5连接，用于支撑顶梁5支护顶板；推拉装置7分别与底座和输送部4连接，用于推动输送部4向前移动，或牵引底座朝向输送部4移动；

所述截割部3，设置于所述输送部4上，用于巷道的截割。

在具体实施中，由于在实际的巷道掘进过程中，常常会出现巷道宽度与设备截割宽度不匹配，导致需要进行二次掘进的情况，而二次掘进中需要对巷道顶板进行二次支护，进而产生破坏巷道顶板等风险。因此，本发明实施例中为了适应巷道宽度而设置支护系统1，支护系统1包括多个相互之间独立的支护单元2，也即每个支护单元2均是单独的，可以用于与其他支护单元2进行配合、协同工作的，按照巷道宽度确定所需的支护单元2数量，通过多个独立的支护单元2组合而形成支护系统1，使得最终的支护系统1对应的截割宽度与巷道宽度相匹配，不同宽度的巷道可以应用不同数量的支护单元2，因此支护系统1是可以根据巷道宽度进行拓展和适配的，相比于现有技术中一体成型的、不可以拓展或适配的整体掘进设备，本发明实施例提出的方案可以更好地实现一次成巷。

在具体实施中，现有技术中掘进设备采用的截割方案，是采用钻头以垂直于巷道的方向对巷道进行截割，使用这种方式进行截割需要钻头与设备支护单元2的顶梁5之间保持较远的距离以便钻头对巷道进行截割，产生的问题是，钻头截割部3和顶梁5之间存在较大面积的巷道顶板空顶区域没有被支护，这部分没有被支护的巷道顶板便存在塌落的风险，特别是在刚被转筒截割的情况下。本发明实施例中提出的截割部3与输送部4连接，输送部4在推拉装置7的推动下可以带动截割部3接触巷道，并且重要的是截割部3可以用于在巷道的表面进行平面移动和截割，也即对巷道的表面一层一层进行截割，不同于现有技术中垂直截割方式，对巷道的表面进行平面位移和截割，钻头与顶梁5之间可以保持较近的距离，钻头截割部3和顶梁5之间的空顶区域面积很小，极大的减小了空顶区域塌落的风险，提高了顺槽掘进安全性。

在具体实施中，推拉装置7分别与底座和输送部4连接，用于推动所述输送部4前移，或牵引底座朝前移；在截割部3进行截割的同时，推拉装置7可以牵引底座，进而牵引支护系统1前移，实现在截割的同时进行整个设备的前进，缩短了掘进所需的时间，提高了掘进效率。

在具体实施中，推拉装置7可以是由两个滑套组成，第一滑套与底座铰接，第二滑套与输送部4铰接(在牵引底座时，铰接点可以形成固定点)，第二滑套设置于第一滑套内侧，可以进行轴向前后移动，以实现对输送部4的推动功能和对底座的牵引功能。其他可以实现推动和牵引功能的结构同样可以应用于实施例中。

在具体实施中，输送部4还可以用于收集和输送截割产生的物料

本发明实施例中，所述输送部4，由多个输送单元8连接组成，输送部4的长度与支护系统1中支护单元2的数量相对应；所述截割部3，与所述输送部4活动连接，在所述输送部4的导轨上移动并进行截割。

在具体实施中，在具体实施中，输送部4可以由多个输送单元8连接形成，目的在于适配支护系统1中支护单元2的数量。输送部4可以用作是截割部3的移动轨道，截割部3可以在输送部4上进行移动，对整个巷道进行截割，可以适应巷道的表面变化，同时也可以适配支护系统1中支护单元2的数量，无论支护单元2的数量如何，采用该种移动式的截割方式，截割范围都可以覆盖整个巷道。

本发明实施例中，支护单元2的顶梁5，与支撑装置6活动连接，可相对于支撑装置6进行前后滑移；支护单元2的支撑装置6为可伸缩的。

在具体实施中，顶梁5可以在支撑装置6上经驱动进行前后位移，向前移动用于在截割部3完成对巷道一层的截割后，截割部3和顶梁5之间产生较大的空顶区域，此时顶梁5可以前移对空顶区域进行支护，减小巷道顶板塌落的风险，提高顺槽掘进安全性；在推拉装置7牵引支护单元2前移，顶梁5下降过程中，顶梁5可以后移，恢复原状。

在具体实施中，支撑装置6设置为可伸缩的，可以用在将支护单元2向前牵引前，下降顶梁5，然后在将支护单元2整体向前牵引到位后，再升起顶梁5进行支护。支撑装置6可以由两个滑套组成，第一滑套与底座铰接，第二滑套与顶梁5铰接，第二滑套设置于第一滑套内则，且在电驱动下可以进行轴向上下移动，以实现升降顶梁5的功能。其他可以实现升降顶梁5功能的结构同样可以应用于实施例中。

在具体实施中，支护系统1整体向前步进的过程可以具体划分为，支护单元2依次向前进行步进，例如将支护系统1中的支护单元2划分为第一部分和第二部分两个部分，第一部分支护单元2的顶梁5下降，推拉装置7牵引第一部分支护单元2前移，移动结束后，第一部分支护单元2的顶梁5升起进行支护；第二部分支护单元2的顶梁5下降，推拉装置7牵引第二部分支护单元2前移，移动结束后，第二部分支护单元2的顶梁5升起进行支护。当然，在实际应用中，视巷道宽度也可以将支护系统1划分为其他数量的多个部分，按照上述步骤依次进行步进。目的在于，通过支护单元2依次进行步进，柔和地实现顺槽掘进设备整体地步进，在步进的同时存在顶梁5对巷道顶板进行支护，对巷道顶板的破坏非常小，步进之后，在设备后方的巷道顶板已经可以被锚固，避免现有技术中采用整体顶梁5支护方案而产生的巷道顶板破碎风险，提升巷道顺槽掘进安全性和效率，同时也为顺槽掘进的同时进行锚固进行提供了基础。

本发明实施例中，联合机组还包括钻装部13，用于钻装锚杆，以及铺设钢梁或钢带。

本发明实施例中，联合机组还包括支架安装牵引部14，设于支护系统1后方，用于将待安装液压支架9牵引至指定位置。

本发明实施例中，联合机组还包括顶板布网装置和帮部布网装置15，分别在巷道顶板和两帮进行布网。

在具体实施中，帮部布网装置15可以设置于支护系统1的两侧(可以与支护单元2连接)，可以呈圆筒状，布网卷设于圆筒上，随着支护系统1前移，将布网挂于巷道两帮(煤壁侧)；顶板布网装置可以设置在支护单元2上，在巷道顶板进行挂网。

在具体实施中，支架安装牵引部14设置于支护系统1后方，待安装液压支架9被牵引至指定位置后，支架9可以升起进行顶板支护，钻装部13可以在巷道两帮(煤壁侧)钻装锚杆，以及铺设钢梁或钢带。

在具体实施中，钻装部13可以设置于支护系统1的后方(可以与支护单元2连接，在支护系统1两侧也可以设有用作钻装锚固的钻装部13)，在巷道截割或支护系统1前进的同时，钻装部13在后方可以同时进行钻装锚固，在联合机组步进之后，在掘进联合机后方的巷道顶板以及两侧已经完成钻装锚固以及钢梁或钢带的铺设、待安装液压支架9的升起，实现截割、顺槽掘进、切眼掘进、锚固和支护同时进行。

本发明实施例中，所述截割部3包括：截割滚筒16、截割臂、截割底座17和探水探瓦斯钻机，截割底座17与所述输送部4活动连接；截割臂包括相互连接的第一截割臂单元18和第二截割臂单元19，第一截割臂单元18与截割底座17连接，第二截割臂单元19与所述截割滚筒16连接，带动截割滚筒16绕连接点旋转。

在具体实施中，截割滚筒16可以是电驱动的，可以更好地实现截割功能，并且可以用于开槽。探水探瓦斯钻机可以设置于截割底座17上，也可以设置于截割臂上。截割底部设置于输送部4上，以输送部4作为轨道进行移动。

在具体实施中，第二截割臂单元19的一端与第一截割臂单元18连接于连接点，第二截割臂单元19的另一端与截割滚筒16连接，用于带动所述截割滚筒16绕连接点旋转，实现截割钻头可以在巷道表面进行位移，截割范围可以覆盖巷道。

本发明实施例中，联合机组还包括：防尘挡板10、喷雾装置、通风风管12和除尘装置11，防尘挡板10设于支护系统1与截割部3之间。

本发明还提供一种煤矿顺槽掘进方法，采用本发明实施例中提供的煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，包括：截割部3在输送部4上往复运动进行截割，支护系统1的推拉装置7推移输送部4前移；支护单元2的顶梁5向前滑移，对截割产生的空顶区域进行支护；钻装部13对顶梁5向前滑移后产生的后方空顶区域进行锚固；推拉装置7带动支护单元2前移。

本发明还提供一种煤矿切眼掘进方法，采用本发明实施例中提供的煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，包括：根据切眼宽度调整支护单元2以及输送单元8的数量，截割部3在输送部4上往复运动进行截割，支护系统1的推拉装置7推移输送部4前移；支护单元2的顶梁5向前滑移，对截割产生的空顶区域进行支护；支架安装牵引部14将待安装液压支架9牵引至指定位置，支架9升起对顶梁5向前滑移后的后方空顶区域进行支护；推拉装置7带动支护单元2前移。

在具体实施中，以上为联合机组顺槽切眼掘进的步骤，在实际操作过程中，可以循环执行以上步骤。

本发明实施例中，所述推拉装置7带动支护单元2前移，包括：支护系统1中的第一部分支护单元2顶梁5下降，推移装置牵引第一部分支护单元2底座向前移动，移动结束后，第一部分支护单元2顶梁5升起；支护系统1中的第二部分支护单元2顶梁5下降，推移装置牵引第二部分支护单元2底座向前移动，移动结束后，第二部分支护单元2顶梁5升起。

在具体实施中，联合机组的前方进行掘进，后方的锚固同时进行，所述支护系统1在支护过程中不重复支护顶板区域。

Claims (10)

1.一种煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，其特征在于，包括：支护系统、截割部、输送部和钻装部，其中：

所述支护系统，包括多个相互独立的支护单元，多个支护单元组合形成支护系统；

所述支护单元，包括底座、顶梁、支撑装置和推拉装置，支撑装置设置于底座上，并与顶梁连接，用于支撑顶梁支护顶板；推拉装置分别与底座和输送部连接，用于推动输送部向前移动，或牵引底座朝向输送部移动；

所述截割部，设置于所述输送部上，用于巷道的截割。

2.根据权利要求1所述的煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，其特征在于，所述输送部，由多个输送单元连接组成，输送部的长度与支护系统中支护单元的数量相对应；所述截割部，与所述输送部活动连接，在所述输送部的导轨上移动并进行截割。

3.根据权利要求2所述的煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，其特征在于，支护单元的顶梁，与支撑装置活动连接，可相对于支撑装置进行前后滑移；支护单元的支撑装置为可伸缩的。

4.根据权利要求3所述的煤矿巷道顺槽起眼掘进联合机组，其特征在于，还包括钻装部，用于钻装锚杆，以及铺设钢梁或钢带。

5.根据权利要求4所述的煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，其特征在于，还包括支架安装牵引部，设于支护系统后方，用于将待安装液压支架牵引至指定位置。

6.根据权利要求5所述的煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，其特征在于，还包括顶板布网装置和帮部布网装置，分别在巷道顶板和两帮进行布网。

7.根据权利要求6所述的煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，其特征在于，所述截割部包括：截割滚筒、截割臂、截割底座和探水探瓦斯钻机，截割底座与所述输送部活动连接；截割臂包括相互连接的第一截割臂单元和第二截割臂单元，第一截割臂单元与截割底座连接，第二截割臂单元与所述截割滚筒连接，带动截割滚筒绕连接点旋转。

8.根据权利要求7所述的煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，其特征在于，还包括：防尘挡板、喷雾装置和除尘装置，防尘挡板设于支护系统与截割部之间。

9.一种煤矿顺槽掘进方法，其特征在于，采用根据权利要求4～8任意一项所述的煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，包括：

截割部在输送部上往复运动进行截割，支护系统的推拉装置推移输送部前移；

支护单元的顶梁向前滑移，对截割产生的空顶区域进行支护；

钻装部对顶梁向前滑移后的后方空顶区域进行锚固；

推拉装置带动支护单元前移。

10.一种煤矿切眼掘进方法，其特征在于，采用根据权利要求4～8任意一项所述的煤矿巷道顺槽切眼掘进联合机组，包括：

根据切眼宽度调整支护单元以及输送单元的数量，截割部在输送部上往复运动进行截割，支护系统的推拉装置推移输送部前移；

支护单元的顶梁向前滑移，对截割产生的空顶区域进行支护；

支架安装牵引部将待安装液压支架牵引至指定位置，支架升起对顶梁向前滑移后的后方空顶区域进行支护；

推拉装置带动支护单元前移。

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