長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備，包括巷道成型采裝煤搖臂或小型采掘機、無巷開采多功能端頭支架和切頂支架；巷道成型采裝煤搖臂或小型采掘機固定于刮板機機尾；無巷開采多功能端頭支架包括鋪頂網(wǎng)裝置、錨桿錨索施工裝置、切頂孔施工裝置、立網(wǎng)鋪設(shè)裝置、支護裝置、自移裝置、推機尾裝置；無巷開采多功能端頭支架與過渡支架之間形成一個切頂孔的打鉆及爆破切頂?shù)目臻g；無巷開采多功能端頭支架與刮板機連接，互為推移點；切頂支架布置于所述無巷開采多功能端頭支架的后方，沿新形成巷道的內(nèi)邊緣布置。可以實現(xiàn)無巷開采，巷道支護設(shè)備全部回收，降低煤炭開采對環(huán)境的影響，減少開采后期的環(huán)境損害與恢復(fù)工作。
【專利說明】
長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦綜采采煤技術(shù)，尤其涉及一種長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國煤礦綜采采煤工藝中，工作面巷道一般采用的是沿空掘進的方法。沿空掘進就是把巷道布置于低應(yīng)力場，便于巷道維護，減少變形量，其關(guān)鍵是嚴格控制煤柱寬度，留小煤柱的目的是將巷道與采空區(qū)隔離，防止采空區(qū)的水與有害氣體串入巷道，危及安全生產(chǎn)，但煤柱寬度對巷道的維護狀況起決定作用，若煤柱過小，由于靠采空側(cè)的煤柱受支承力的影響已呈塑形，容易失穩(wěn)，片幫嚴重，若煤柱過大，則回采巷道布置在壓力增高區(qū)內(nèi)，將使巷道壓力大，支護困難。
[0003]沿空掘進的工藝方法存在著嚴重的缺陷和不足:
[0004]由于小煤柱的無法回收開采，造成對煤炭資源浪費；由于各種地質(zhì)條件的不同，煤柱的適宜尺寸較難控制;每工作面需采掘兩個巷道，人力、物力消耗巨大;接續(xù)工作面的準備工作量大、時間長，影響采煤效率。
[0005]煤炭資源為一次性資源，世界各國對煤炭資源的回收率都非常重視，無煤柱開采沿空留巷技術(shù)的研究和發(fā)展也因此應(yīng)運而生。
[0006]沿空留巷采煤技術(shù)是采煤工作面后沿采空區(qū)邊緣維護原回采巷道。為了回收傳統(tǒng)采礦方式中留設(shè)的保安煤柱，同時為了更好的維護下一采面的巷道，采用一定的技術(shù)手段將上一區(qū)段的順槽重新支護留給下一個區(qū)段使用。這種留巷的做法是沿著采空區(qū)邊緣在原順槽位置保留就稱為沿空留巷。
[0007]沿空留巷為當前無煤柱開采的最有效的采煤方式，其比沿空掘進開采方式先進，但該技術(shù)從原理設(shè)計上的固有的不足日益凸顯。沿空留巷意指沿采空區(qū)邊緣維護原回采巷道，其前提是首先采掘出巷道，該技術(shù)僅能夠比沿空掘進少掘進一半的巷道，亦即每個工作面采掘一個巷道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種高效、經(jīng)濟環(huán)保的長壁前進式煤層工作面機械化無巷開米成套設(shè)備。
[0009]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0010]本發(fā)明的長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備，其特征在于，包括巷道成型采裝煤搖臂或小型采掘機、無巷開采多功能端頭支架和切頂支架；
[0011]所述巷道成型采裝煤搖臂或小型采掘機固定于刮板機機尾；
[0012]所述無巷開采多功能端頭支架包括鋪頂網(wǎng)裝置、錨桿錨索施工裝置、切頂孔施工裝置、立網(wǎng)鋪設(shè)裝置、支護裝置、自移裝置、推機尾裝置；
[0013]所述無巷開采多功能端頭支架與過渡支架之間形成一個切頂孔的打鉆及爆破切頂?shù)目臻g，空間的長度方向為一個掘進班的推進長度；
[0014]所述無巷開采多功能端頭支架與刮板機連接，互為推移點；
[0015]所述切頂支架布置于所述無巷開采多功能端頭支架的后方，沿新形成巷道的內(nèi)邊緣布置。
[0016]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備，每個煤層采區(qū)的開采，除采掘采區(qū)的上下順槽巷道外，每個采面綜采自動成巷，實現(xiàn)無巷開采，巷道支護設(shè)備全部回收，煤炭全部回收，延長礦井壽命，提高社會效益;節(jié)約了留巷支護材料，減少留巷工作量;綠色開采，降低煤炭開采對環(huán)境的影響，減少開采后期的環(huán)境損害與恢復(fù)工作。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例中長壁前進式煤層工作面的布置示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實施例提供的長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備的布置示意圖。
[0019]圖3a、圖3b分別為本發(fā)明實施例中巷道成型采裝煤搖臂的不同工作狀態(tài)示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明實施例中無巷開采多功能端頭支架的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5a、圖5b為本發(fā)明實施例中無巷開采多功能端頭支架的端面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6為本發(fā)明實施例中切縫孔鉆機和一個小型錨桿鉆機的安裝示意圖。
[0023]圖7a、圖7b、圖7c、圖7d分別為本發(fā)明實施例中切縫孔鉆機的右視、主視、左視、俯視安裝示意圖。
[0024]圖8為本發(fā)明實施例中切頂支架的布置示意圖。
[0025]圖中:
[0026]1-采煤機;2-小型固定位置采煤機搖臂；3-刮板機;4-巷道鋪頂網(wǎng)裝置;5-無巷開采多功能端頭支架;6-架內(nèi)架間錨桿錨索鉆機;7-采面自動形成的巷道;8-立網(wǎng)鋪設(shè)裝置；9-切頂支架;10-切縫鉆機;11-過渡支架;12-工作面支架。
[0027]41-刮板機機尾;42-架間頂網(wǎng)固定座;43-支架頂網(wǎng)固定座;44-基本支架體;45-鉆孔機油壓栗;56-頂梁導(dǎo)網(wǎng)裝置。
[0028]51-巷道頂板切縫孔;52-巷道頂板錨桿錨索;53-架間頂網(wǎng)固定座;54-支架頂網(wǎng)固定座;55-頂梁導(dǎo)網(wǎng)裝置。
[0029]61-切縫孔鉆機;62-小型錨桿鉆機(S卩6-架內(nèi)架間錨桿錨索鉆機)。
【具體實施方式】
[0030]下面將對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述。
[0031]本發(fā)明的長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備，其較佳的【具體實施方式】是:
[0032]包括巷道成型采裝煤搖臂或小型采掘機、無巷開采多功能端頭支架和切頂支架；
[0033]所述巷道成型采裝煤搖臂或小型采掘機固定于刮板機機尾；
[0034]所述無巷開采多功能端頭支架包括鋪頂網(wǎng)裝置、錨桿錨索施工裝置、切頂孔施工裝置、立網(wǎng)鋪設(shè)裝置、支護裝置、自移裝置、推機尾裝置；
[0035]所述無巷開采多功能端頭支架與過渡支架之間形成一個切頂孔的打鉆及爆破切頂?shù)目臻g，空間的長度方向為一個掘進班的推進長度；
[0036]所述無巷開采多功能端頭支架與刮板機連接，互為推移點；
[0037]所述切頂支架布置于所述無巷開采多功能端頭支架的后方，沿新形成巷道的內(nèi)邊緣布置。
[0038]所述巷道成型采裝煤搖臂或小型采掘機的滾筒直徑小于工作面采煤機的滾筒直徑，所述巷道成型采裝煤搖臂采用兩節(jié)的結(jié)構(gòu)。
[0039]所述多功能端頭支架采用整體底座和左右分體頂梁的結(jié)構(gòu)，通過推移桿與所述刮板機相連接，左右分體頂梁之間預(yù)留出錨桿錨索施工空間，頂網(wǎng)網(wǎng)卷安裝于固定架上，通過頂梁上的導(dǎo)網(wǎng)裝置繞過頂梁前端搭接鋪于頂板上。
[0040]所述切頂孔施工裝置包括切縫孔鉆機和一個小型錨桿鉆機，所述切縫孔鉆機與所述多功能端頭支架的底座鉸接，所述切縫孔鉆機有切縫孔鉆和錨桿錨索孔鉆兩個鉆臂，所述小型錨桿鉆機設(shè)于底座中部沿支架縱向鋪設(shè)的導(dǎo)軌上。
[0041]所述切頂支架與所述多功能端頭支架無連接，切頂支架組采用前推后拉的結(jié)構(gòu)，所述切頂支架采用分體頂梁的結(jié)構(gòu)。
[0042]本發(fā)明的長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備，多功能端頭支架集支護、錨桿錨索施工、切縫鉆孔、頂網(wǎng)立網(wǎng)鋪設(shè)功能于一體，實現(xiàn)機械化切頂成巷無巷開采，主要解決工作面成巷端機尾處多項功能的機械化集中有序?qū)崿F(xiàn):
[0043]沿空掘進工作面巷道及沿空留巷巷道的錨桿錨索施工、頂網(wǎng)鋪設(shè)聯(lián)合支護，均在成巷時進行施工操作，與工作面設(shè)備及操作無干涉;切頂留巷的切頂孔的打鉆及爆破施工，均在工作面前方巷道內(nèi)進行，與工作面設(shè)備及操作無干涉。采用長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采時，錨桿、錨索、頂網(wǎng)的聯(lián)合支護，切頂孔的打鉆及爆破切頂，都要在工作面成巷端機尾處實現(xiàn)。
[0044]切頂留巷機械化支護時，立網(wǎng)鋪設(shè)操作在機尾處。采用長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采，立網(wǎng)鋪設(shè)操作仍需在成巷端機尾處實現(xiàn)。
[0045]采用長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采，需在成巷端機尾處設(shè)置專用設(shè)備，以實現(xiàn)巷道成型及裝煤要求。
[0046]工作面機尾巷道的支護及以上功能的機械化實現(xiàn)、相關(guān)設(shè)備的配套及布置、操作的有序進行及操作工藝，并滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)程的規(guī)定。
[0047]應(yīng)用本發(fā)明，采掘煤層采區(qū)的上順槽巷道與下順槽巷道，沿采區(qū)上順槽巷道布置工作面并進行回采，在工作面下順槽位置切頂泄壓、自動形成巷道，并作為下一工作面的上順槽巷道，周而復(fù)始，直至采完整個煤層采區(qū)，實現(xiàn)采區(qū)煤層的無巷開采。
[0048]具體實施例:
[0049]I)總體布置:
[0050]如圖1、圖2所示，包括巷道成型采裝煤搖臂、無巷開采多功能端頭支架和切頂支架三部分。
[0051]巷道成型采裝煤搖臂固定于刮板機機尾。
[0052]無巷開采多功能端頭支架的功能包括:鋪頂網(wǎng)、錨桿錨索施工、切頂孔施工、立網(wǎng)鋪設(shè)、支護、自移、推機尾等功能。
[0053]多功能端頭支架與過渡支架之間，形成一個切頂孔的打鉆及爆破切頂?shù)目臻g，長度方向為一個掘進班的推進長度。
[0054]多功能端頭支架與刮板機連接，互為推移點。
[0055]切頂支架布置于多功能端頭支架的后方，沿新形成巷道內(nèi)邊緣布置，根據(jù)采動影響區(qū)域，約30?40米。
[0056]2)巷道成型采裝煤搖臂:
[0057](I)小型采煤機搖臂固定于刮板機機尾，滾筒直徑減小，截深與工作面采煤機截深相同。
[0058](2)如圖3a、3b所示，小型采煤機搖臂采用兩節(jié)的形式，能夠?qū)⑺擅汗芜\至工作面采煤機可裝煤區(qū)域內(nèi)，從而保證機尾成巷煤全部通過刮板機運出。
[0059](3)小直徑滾筒可減小巷道形成弧角，便于巷道內(nèi)設(shè)備及行人通行。
[0060]3)多功能端頭支架:
[0061](I)如圖4所示，無巷開采多功能端頭支架的功能包括:鋪頂網(wǎng)、錨桿錨索施工、切頂孔施工、立網(wǎng)鋪設(shè)、支護、自移、推機尾等功能。
[0062](2)支架采用整體底座和左右分體頂梁的形式，通過推移桿與刮板機相連接，實現(xiàn)支架的支護、自移和推移機尾的功能。
[0063](3)左右分體頂梁預(yù)留出錨桿錨索施工空間；
[0064](4)如圖5a、圖5b所示，頂網(wǎng)網(wǎng)卷安裝于固定架上，通過支架頂梁上的導(dǎo)網(wǎng)裝置，繞過頂梁前端搭接鋪于頂板上。
[0065](5)如圖6所示，切縫孔鉆機以鉸接的形式與支架底座相連，切縫鉆機有兩個鉆臂，即可鉆切縫孔又可鉆錨桿錨索孔。一個小型錨桿鉆機固定于底座上、左右頂梁之間，可沿支架縱向前后滑動，用于施工支架左右頂梁之間的頂板錨桿錨索。一個小型錨桿鉆機通過水平伸收的二級鉸接桿固定于支架底座上，用于施工架間頂板的錨桿錨索。
[0066](6)如圖7a、7b、7c、7d所示，切縫鉆機與支架長度相若，其兩個前后滑動和左右擺動。切縫鉆機尾部設(shè)有立網(wǎng)安裝座，立網(wǎng)展開后與頂網(wǎng)聯(lián)接，然后隨著支架(切縫鉆機)的前移，立網(wǎng)自動鋪設(shè)開。
[0067]4)切頂支架
[0068]如圖8所示，切頂支架置于多功能端頭支架的后方，與端頭支架無連接。根據(jù)采動影響區(qū)，可布置30?40米，切頂支架組采用前推后拉的移架方式。切頂支架布置與巷道切縫邊緣，利用其支撐力和頂板壓力將頂板沿切縫孔斷開，使巷道成為短懸臂梁較穩(wěn)定的構(gòu)造。切頂支架采用分體頂梁的形式，避免損壞巷道頂板錨桿錨索裝置。
[0069]本發(fā)明的有益效果:
[0070]I)本發(fā)明的應(yīng)用，每個煤層采區(qū)的開采，除采掘采區(qū)的上下順槽巷道外，每個采面綜采自動成巷，實現(xiàn)無巷開采，比通常的沿空掘進回采方式，每個工作面少掘進2個巷道，減少投入六到八千萬元，具有很好的經(jīng)濟效益。
[0071 ] 2)本發(fā)明的應(yīng)用，實現(xiàn)無煤柱開采，巷道支護設(shè)備全部回收，使采后工作面可整體沉降，不會對地表建筑等造成損壞，還有利于保持地下水系不被破壞。本發(fā)明的應(yīng)用開采屬于低損害綠色開采。
[0072]3)本發(fā)明的應(yīng)用，能夠給煤礦帶來實質(zhì)性效益。減少巷道掘進量，緩解接續(xù)緊張；節(jié)約掘進費用，提高綜合經(jīng)濟效益;煤炭全部回收，延長礦井壽命，提高社會效益;節(jié)約了留巷支護材料，減少留巷工作量;綠色開采，降低煤炭開采對環(huán)境的影響，減少開采后期的環(huán)境損害與恢復(fù)工作。
[0073]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備，其特征在于，包括巷道成型采裝煤搖臂或小型采掘機、無巷開采多功能端頭支架和切頂支架； 所述巷道成型采裝煤搖臂或小型采掘機固定于刮板機機尾； 所述無巷開采多功能端頭支架包括鋪頂網(wǎng)裝置、錨桿錨索施工裝置、切頂孔施工裝置、立網(wǎng)鋪設(shè)裝置、支護裝置、自移裝置、推機尾裝置； 所述無巷開采多功能端頭支架與過渡支架之間形成一個切頂孔的打鉆及爆破切頂?shù)目臻g，空間的長度方向為一個掘進班的推進長度； 所述無巷開采多功能端頭支架與刮板機連接，互為推移點； 所述切頂支架布置于所述無巷開采多功能端頭支架的后方，沿新形成巷道的內(nèi)邊緣布置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備，其特征在于，所述巷道成型采裝煤搖臂或小型采掘機的滾筒直徑小于工作面采煤機的滾筒直徑，所述巷道成型采裝煤搖臂采用兩節(jié)的結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備，其特征在于，所述多功能端頭支架采用整體底座和左右分體頂梁的結(jié)構(gòu)，通過推移桿與所述刮板機相連接，左右分體頂梁之間預(yù)留出錨桿錨索施工空間，頂網(wǎng)網(wǎng)卷安裝于固定架上，通過頂梁上的導(dǎo)網(wǎng)裝置繞過頂梁前端搭接鋪于頂板上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備，其特征在于，所述切頂孔施工裝置包括切縫孔鉆機和一個小型錨桿鉆機，所述切縫孔鉆機與所述多功能端頭支架的底座鉸接，所述切縫孔鉆機有切縫孔鉆和錨桿錨索孔鉆兩個鉆臂，所述小型錨桿鉆機設(shè)于底座中部沿支架縱向鋪設(shè)的導(dǎo)軌上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長壁前進式煤層工作面機械化無巷開采成套設(shè)備，其特征在于，所述切頂支架與所述多功能端頭支架無連接，切頂支架組采用前推后拉的結(jié)構(gòu)，所述切頂支架采用分體頂梁的結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】E21D23/04GK105952453SQ201610505631
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】孫如鋼, 劉國柱, 錢建鋼, 錢洋喜, 張亞龍, 唐家鑫
【申請人】中煤北京煤礦機械有限責任公司