CN102425415A - 半煤岩巷炮掘煤矸分装机 - Google Patents

Abstract

一种半煤岩巷炮掘煤矸分装机，主要由本体部、行走部、运输机、铲板部、挡煤板组件、铲板装运部升降机构、铲板装运部前探推进机构、机载液压***组成。其中：铲板部和运输机前后联为一体合称铲板装运部，位于本机顶部。本体部的支撑架体是其它各部的载体，履带行走部位于其两侧底部，铲板装运部升降机构位于其上面；铲板装运部升降机构顶部通过导轨组件与运输机联接；导轨组件与推进油缸构成铲板装运部前探推进机构。挡煤板组件位于铲板部后端。本机用于煤矿半煤岩巷炮掘工作面，对煤岩分别***，实现煤矸分装分运机械化，提高工效和掘进煤回收率；可前探深入半煤岩巷炮掘面***后的上层空间进行装运，深度达4.5m，满足一个循环掘进作业要求。

Description

半煤岩巷炮掘煤矸分装机

技术领域

本发明涉及一种矿井巷道掘进装载机械，特别是一种在煤矿半煤岩巷掘进工作面对煤岩分别进行***、使煤矸分别装运的半煤岩巷炮掘煤矸分装机。

背景技术

目前，在煤矿半煤岩巷道的掘进中，常用的掘进工艺有两种：一种是采用综掘工艺，用半煤岩掘进机进行掘进；另一种是采用炮掘工艺，采用全断面一次性***煤岩，然后用装岩设备对***落下的煤、矸进行装载运输；常用的装岩设备有耙斗装岩机、挖斗装岩机等。目前这两种工艺都不能实现煤和矸石的分掘、分装运输，混装在一起的煤矸要通过一系列洗选工艺进行分开，增加了掘进成本。目前定向***技术可以实现煤岩的分别***，即先***上层的煤，装运干净后再***下层的岩石，或上层为岩石下层为煤，实现分掘。但目前的装运设备无法解决半煤岩巷***后煤矸的分别装运、或称分装分运。要实现煤矸分装分运，炮掘时只能靠人工攉煤。这样做劳动强度大，效率低，安全性差。

发明内容

为了克服现有装载设备不能实现半煤岩巷掘进工作面煤矸分装分运的不足，本发明提供一种半煤岩巷炮掘煤矸分装机，能在半煤岩巷掘进工作面实施煤岩分别***后，使煤矸分装分运，实现煤矸分别装运的机械化，提高工效和掘进煤回收率；并且可以深入半煤岩巷掘进工作面***后的上层空间进行装运。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

半煤岩巷炮掘煤矸分装机主要由本体部、行走部、运输机、铲板部、挡煤板组件、铲板装运部升降机构、铲板装运部前探推进机构和液压***构成。其中：铲板部和运输机前后联为一体，合称铲板装运部，位于本机的顶部。本体部的主要部件支撑架体，是本机其它部分的载体。行走部为履带行走部，联接在支撑架体两侧的底部；铲板装运部升降机构联接在铲板装运部与支撑架体之间；挡煤板组件联接在铲板部的后端、运输机的前部。铲板装运部升降机构包括前升降机构和后升降机构。前、后升降机构的下部安装在支撑架体的上面，二者的上端与导轨组件的导轨平台的底部铰接。嵌装在导轨平台的导轨上滑动的导轨滑架与运输机的底部固联。在导轨平台与运输机或导轨滑架之间联接有推进油缸。导轨组件、推进油缸构成铲板装运部前探推进机构。铲板部由铲板、铲板上的装载机构、与装载机构传动的装载驱动机构等构成。液压***为机载液压***。

本发明的有益效果是：

①为炮掘半煤岩巷提供一种能够使煤矸分装分运的装载机械，实现煤矸分装分运机械化，提高工作效率和安全性，降低劳动强度，有效地解决半煤岩巷掘进煤炭资源回收问题，使掘进煤回收率在90％以上。

②煤矸分装机上装有挡煤板，放炮时可将炮掘煤和矸石拦截在铲板上，防止煤矸***散落，避免二次装运和煤矸分装机的频繁移动，提高了装载效率。同时，防止煤或矸石崩出，有效地保护煤矸分装机不受损害。

③履带行走部移动灵活，铲板装运部具有前后升降、前探推进功能，可灵活方便地前探深入到***后的上层空间进行装运，上层可以为煤层也可以为岩层。探入深度可达4.5米，满足一个循环的掘进作业要求：炮掘三次、1.5米/每次进尺、掘进步距4.5米。实现半煤岩巷煤和矸石的分装分运。

附图说明

图1是本发明半煤岩巷炮掘煤矸分装机的结构示意图轴侧图。

图2是半煤岩巷炮掘煤矸分装机省略铲板装运部的结构示意图轴侧图。

图3是铲板装运部和挡煤板组件联接的结构示意图主视图。

图4、5是挡煤板组件的结构示意图侧视图、轴侧图。

图中：1-挡煤板调节油缸、2-缓冲装置、3-安装座、4-铲板部、5-挡煤板、6-柱锁、7-摩擦支柱、8-导轨组件、9-升降油缸、10-升降油缸联接座、11-推升连杆、12-机械定位装置、13-平衡连杆、14-后部转载设备联接座、15-输出连接架、16-后支撑器、17-后支撑器联接座、18-电控箱、19-滑块、20-推升油缸、21-升降双导轨、22-操作员座椅、23-履带架、24-支撑架体、25-履带、26-电控操作箱、27-行走驱动机构、28-控制台、29-推进油缸、30-运输机、31-导轨平台、32-导轨滑架、33-泵站、34-螺栓、35-绞接座、36-护筒、37-弹性材料垫圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

在图1中示出本发明半煤岩巷炮掘煤矸分装机的结构。它主要由本体部、行走部、运输机30、铲板部4、挡煤板组件、铲板装运部升降机构、铲板装运部前探推进机构、液压***等组成。其中：铲板部4和运输机30前后联为一体，合称铲板装运部，位于本机的顶部。

本体部是整台设备的载体，行走部位于其两侧的底部，铲板装运部升降机构联接在铲板装运部与本体部之间，挡煤板组件设置在铲板部4后端、运输机30前部。铲板装运部升降机构包括前升降机构和后升降机构；前、后升降机构上端通过导轨组件8与运输机30底部固联。导轨组件8与推进油缸29构成铲板装运部前探推进机构。铲板部4由铲板、装载机构及装载驱动装置等构成。行走部为履带行走部。液压***为机载液压***。

1.本体部：主要部件是支撑架体24，它是本机其它各个部分的载体。履带行走部安装在支撑架体24两侧的底部；铲板装运部升降机构的前升降机构和后升降机构，即升降油缸9和推升机构，直接安装在支撑架体24的上面。除了上述直接与支撑架体24联接的部分，其余有：安装在支撑架体24右侧上面的液压***的泵站33；安装在支撑架体24左侧上面的控制台28、操作员座椅22、电控箱18、电控操作箱26；联接在支撑架体24尾部的后部装载设备联接座14、输出连接架15；联接在支撑架体24后部两侧的后支撑器16及后支撑器油缸。后支撑器16铰接在支撑架体24后部的后支撑器联接座17上，后支撑器油缸铰接于后支撑器联接座17与后支撑器16之间。

2.行走部：为液压驱动的履带行走机构；由履带25、履带架23、行走驱动机构27、涨紧轮组、涨紧油缸等组成。行走驱动机构为液压行走驱动机构，它由液压马达、减速机、驱动轮等构成。定量液压马达通过减速机带动驱动轮，驱动轮驱动履带25行走。履带25与履带架23采用滑动摩擦式，简化了结构。履带行走机构可以灵活移动整机，实现设备的前后运动、爬坡和转弯。

3.运输机30：位于本体部上的铲板装运部升降机构的上部、铲板部4的后部，是中双链刮板式运输机。运输机的前溜槽、中溜槽和后溜槽，用螺栓联接，并用销轴销接。前溜槽与铲板部4联接。可推动运输机亦即铲板装运部进退4.5米的推进油缸29位于中溜槽底部，铰接于导轨平台31与运输机中溜槽之间。导轨滑架32与中溜槽底部固联。位于运输机机头的运输机驱动装置为液压驱动装置，通过两个液压马达直接驱动链轮，带动刮板链运行实现煤、矸运输。涨紧装置采用丝杠加弹簧缓冲的结构，对刮板链的松紧程度进行调整。

4.铲板部4：由铲板、装载机构、装载驱动装置等组成。铲板或称铲台，由主铲板、侧铲板用螺栓联接构成。装载机构由弧形三齿星轮、从动轮机构、旋转盘等构成。装载驱动装置为液压装载驱动装置，由液压马达、马达座等组成。装载驱动装置通过两个液压马达各带动一个三齿星轮，把***下来的煤或矸石装到运输机机尾。通过同一油路的两个控制阀各控制一个液压马达，对三齿星轮驱动，能获得均衡流量，确保两星轮在平稳一致的条件下工作，提高工效，降低故障率。

5.挡煤板组件：在图3～5中示出挡煤板组件的结构。它位于铲板后部；由挡煤板5、挡煤板的安装座3、缓冲装置2、挡煤板调节油缸1及摩擦支柱7等构成。挡煤板5为左右两块，板面上布满了小孔，其底部安装于安装座3内。挡煤板5底部与安装座3之间设有缓冲装置2。安装座3通过底部的铰接座35和销轴铰接在铲板的后缘上。每块挡煤板5的背面与运输机30的前溜槽之间联接有一件挡煤板调节油缸1和一根摩擦支柱7。挡煤板调节油缸1可对挡煤板5进行前后倾斜度调节和支撑。摩擦支柱7采用微增阻金属摩擦支柱，在此被用作可调长度支撑杆使用，对挡煤板5进行支撑固定，保护挡煤板调节油缸1免受***冲击。摩擦支柱7上的柱锁6及水平楔，在此被用作采用击打方式即击打水平楔快速锁紧和松开活柱以调节支柱长度即支撑杆长度的锁紧卸荷机构。

缓冲装置2由螺栓34、弹性材料垫圈37及护筒36组成。螺栓34由前向后依次穿过安装座3前壁、挡煤板5底部、弹性材料垫圈37、安装座3后壁，将三者联接在一起。弹性材料垫圈37夹在挡煤板5底部背面与安装座3后壁之间起缓冲***冲击作用。安装座3后壁外侧安装有防护用的带固定座的护筒36。

放炮前，将铲板落到巷道底板上，操纵控制台28上的操作手柄使挡煤板调节油缸1的推杆伸出、挡煤板5竖起，然后将两摩擦支柱的柱锁6的水平楔楔紧，使挡煤板5被固定、保护挡煤板调节油缸1。挡煤板既可防止放炮时煤或矸石崩坏后部的设备，又能将煤矸挡在挡煤板之前、铲板之上，避免二次装运。

6.铲板装运部升降机构：在图1、2中示出了铲板装运部升降机构的结构；它包括前升降机构和后升降机构。前升降机构是升降油缸9，后升降机构是推升机构。前、后升降机构安装于本体部的支撑架体24上，两者的上端与运输机30底部固联的导轨平台31铰接。

升降油缸9为两件、左右布置。两件升降油缸9的缸体下端绞接在升降油缸联接座10上，升降油缸联接座10固定在支撑架体24上。升降油缸9的推杆上端与固定在导轨平台31底部的联接座铰接。

推升机构由推升油缸20、推升连杆11、平衡连杆13、升降双导轨21和滑块19等构成。推升油缸20为一件，位于两件升降油缸9中间，水平安装在支撑架体24上。推升油缸20前端、即缸体一端，与固定在支撑架体24上的推升油缸联接座铰接；其后端、即推杆一端与滑块19绞接，滑块19安装在升降双导轨21上、并沿其前后滑动；升降双导轨21水平安装在支撑架体24上。推升连杆11下端铰接在滑块19上，其上端与导轨组件8的导轨平台31底部的联接座铰接；其中段与平衡连杆13的上端铰接，平衡连杆13下端与固定在支撑架体24上的平衡连杆联接座铰接。

在升降油缸9的作用下使铲板装运部的前端抬高或降低。在推升油缸20的作用下使铲板装运机构的后部抬高或降低。在升降油缸9和推升油缸20共同配合作用下可将铲板装运部同步抬高，抬高到作用范围内的任意水平位置上。

7.铲板装运部前探推进机构：在图1、2中示出了铲板装运部前探推进机构的结构。它由导轨组件8、推进油缸29、机械定位装置12等组成。

导轨组件8由上侧的导轨滑架32、下侧的导轨平台31构成；导轨滑架32嵌装在导轨平台31的导轨上，对应配合、可前后相对滑动。导轨滑架32与其上部的运输机30的中溜槽底部固联。导轨平台31的底面与其底部的升降油缸9和推升机构铰接。推进油缸29前端、即缸体端部，与固定在导轨平台31上面的联接座绞接；推进油缸29后端、即推杆头部，与固联在运输机中溜槽底部的联接座铰接。机械限位装置12固定在导轨平台31的上面，对推进油缸29的推杆起限位作用，亦即对铲板装运部沿导轨平台的移动限位。

在推进油缸29作用下，运输机中溜槽可沿导轨平台31向前推进，带动铲板装运部前探深入到半煤岩巷掘进工作面上层空间装运***落煤或矸石。前探深度可达4.5米，满足一个循环：炮掘三次、1.5米/每次进尺的掘进作业要求。

8.液压***：为机载全液压驱动***；它是一个开式回路***，采用柱塞变量双泵作为动力，采用手动控制方式，可靠性高。液压***的控制台28、泵站33分别安装在支撑架体24的左、右侧，位于行走部上方。通过控制台28上的操作手把，控制全部液压执行部件：包括行走驱动机构27的液压马达、装载驱动装置的液压马达、运输机驱动装置的液压马达，以及升降油缸9、推升油缸20、推进油缸29、挡煤板调节油缸1、后支撑器油缸。

工作原理：在升降油缸和推升油缸不动作时、即完全缩回时，铲板装运部前端卧底可实现***后下层矸石或煤的装运。在前升降机构升降油缸作用下铲板装运部前端抬高；在后升降机构推升油缸作用下，推动滑块沿升降双导轨移动，并作用于推升连杆，在平衡连杆配合下铲板装运部后部抬高，升降油缸和推升油缸配合操作可将铲板装运机构同步抬高到需要的水平作业高度。在推进油缸作用下，铲板装运部沿导轨组件推进，可前探深入半煤岩掘进工作面***后的上层空间进行装运煤或矸石。挡煤板可将***的煤或矸石拦截在铲板装运部的铲板上，避免二次装运，保护后部设备。挡煤板利用安装座及缓冲装置，可缓解冲击；背部的摩擦支柱支撑挡煤板可保护挡煤板调节油缸。履带行走机构使整机灵活地前后移动和转弯。

在上述实施方案基础上也可以采用以下技术措施变更：

①挡煤板组件：挡煤板底部可以通过铰接座铰接于铲板后缘，而且挡煤板要通过弹性件与铰接座联接形成缓冲结构。位于挡煤板与安装座之间的弹性材料垫圈，采用其它弹性件，如弹簧等。可调长度支撑杆可以采用其它结构的支柱或杆件，如：钢管和带快速紧固钢箍及其手柄的套管构成的可调长度支撑管件；丝杠及其螺纹套管构成的可调长度支撑杆件等。

②铲板装运部升降机构有多种方案可选择。如：上述前、后升降机构互换，即升降油缸与推升机构前后互换；后升降机构用单升降油缸加两侧的两组二连杆机构构成；后升降机构用双升降油缸加中间一组二连杆机构构成等等。

③铲板装运部前探推进机构导轨组件上侧导轨滑架32与下侧导轨平台31上导轨的结构，可以互换，即上侧不带嵌槽，下侧有嵌槽，二者嵌装相对滑动。为减少滑动阻力其中一侧可加滚轮。前端与导轨平台31铰接的推进油缸29，其后端的铰接座也可以固联在导轨滑架32上，等同于固联在运输机中溜槽上。

④行走部的行走驱动机构、运输机的驱动机构、铲板部的装载驱动机构采用电机驱动。

⑤铲板部的装载机构采用蟹爪式扒装机构等。

Claims (9)

1.一种半煤岩巷炮掘煤矸分装机，其特征在于：包括本体部、行走部、运输机(30)、铲板部(4)、挡煤板组件、铲板装运部升降机构、铲板装运部前探推进机构、液压***；其中：铲板部(4)和运输机(30)前后联为一体，合称铲板装运部，位于本机的顶部；

本体部的主要部件支撑架体(24)，是本机其它部分的载体；行走部为履带行走部，联接在支撑架体(24)两侧的底部；铲板装运部升降机构联接在铲板装运部与支撑架体(24)之间；挡煤板组件联接在铲板部(4)后端、运输机(30)前部；

铲板装运部升降机构包括前升降机构和后升降机构；前、后升降机构的下部装在支撑架体(24)上面，前、后升降机构的上端与导轨组件(8)的导轨平台(31)的底部铰接；嵌装在导轨平台(31)的导轨上滑动的导轨滑架(32)，与运输机(30)底部固联；在导轨平台(31)与运输机(30)或导轨滑架(32)之间联接有推进油缸(29)；导轨组件(8)、推进油缸(29)构成铲板装运部前探推进机构；铲板部(4)包括铲板、铲板上的装载机构、与装载机构传动联接的装载驱动装置；液压***为机载液压***。

2.根据权利要求1所述的半煤岩巷炮掘煤矸分装机，其特征在于：所说的挡煤板组件包括挡煤板、挡煤板底部的联接件，以及挡煤板背面联接的挡煤板调节油缸(1)和带有锁紧卸荷机构的可调长度支撑杆；挡煤板上布满小孔；挡煤板通过其底部的联接件铰接在铲板部(4)铲板的后端，挡煤板与联接件之间设有缓冲装置。

3.根据权利要求2所述的半煤岩巷炮掘煤矸分装机，其特征在于：所说的挡煤板组件的挡煤板(5)为左右两块；挡煤板底部的联接件是安装座(3)和螺栓(34)；安装座(3)铰接在铲板的后端，挡煤板(5)底部插在安装座(3)内并通过螺栓(34)联接；所说的缓冲装置(2)包括螺栓(34)、弹性材料垫圈(37)、护筒(36)；螺栓(34)由前向后依次穿过安装座(3)前壁、挡煤板(5)底部、弹性材料垫圈(37)、安装座(3)后壁，将三者联接在一起；安装座(3)后壁外侧装有螺栓的护筒(36)；所说的可调长度支撑杆是摩擦支柱(7)，其(7)柱锁(6)为锁紧卸荷机构。

4.根据权利要求1所述的半煤岩巷炮掘煤矸分装机，其特征在于：所说的铲板装运部升降机构的前升降机构是左右两件升降油缸(9)，两升降油缸(9)下端铰接在支撑架体(24)的升降油缸联接座(10)上；后升降机构是推升机构，它包括推升连杆(11)、推升油缸(20)、平衡连杆(13)、升降双导轨(21)和滑块(19)；推升油缸(20)为一件，位于两件升降油缸(9)中间，水平安装在支撑架体(24)上；推升油缸(20)一端绞接在支撑架体(24)的推升油缸联接座上，其(20)另一端与滑块(19)绞接，滑块(19)安装在升降双导轨(21)上、可前后滑动；升降双导轨(21)水平安装在支撑架体(24)上；推升连杆(11)下端铰接在滑块(19)上，其(11)上端与导轨平台(31)的底部铰接，其(11)中段与平衡连杆(13)的上端铰接；平衡连杆(13)下端铰接在支撑架体(24)上的平衡连杆联接座上。

5.根据权利要求1所述的半煤岩巷炮掘煤矸分装机，其特征在于：所说的履带行走部的行走驱动机构(27)为液压行走驱动机构，该驱动机构包括液压马达、减速机和驱动轮；履带行走部的履带(25)与履带架(23)为滑动摩擦式。

6.根据权利要求1所述的半煤岩巷炮掘煤矸分装机，其特征在于：所说的运输机(30)的驱动装置为液压驱动装置，由直接驱动链轮的两个液压马达构成。

7.根据权利要求1所述的半煤岩巷炮掘煤矸分装机，其特征在于：所说的铲板部(4)的装载机构是两只弧形三齿星轮；铲板部(4)的装载驱动装置是液压装载驱动装置，该驱动装置有两个液压马达，每个液压马达与一个弧形三齿星轮传动联接。

8.根据权利要求1所述的半煤岩巷炮掘煤矸分装机，其特征在于：所说的机载液压***为机载全液压控制***，即：行走驱动机构(27)、运输机(30)的驱动装置、装载驱动装置，均含液压马达；机载液压***的控制台(28)、泵站(33)分别位于支撑架体(24)的左右两侧、行走部之上。

9.根据权利要求1所述的半煤岩巷炮掘煤矸分装机，其特征在于：所说的支撑架体(24)的后部两侧有后支撑器联接座(17)，该联接座(17)上铰接有后支撑器(16)；后支撑器(16)与后支撑器联接座(17)之间铰接有后支撑器油缸。

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