CN102606154B - 双圆刀盘煤巷掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双圆刀盘煤巷掘进机，包括圆刀盘、护盾、刮板输送机、环形梁、锚杆钻机、大梁、撑靴、后支撑、皮带输送机等。主机刀盘采用双圆刀盘、采用错位布置方式，两圆重叠的两个交点长度为矩形巷道断面的高度。操作工人在护盾下进行锚固工作，实现安全生产。推进油缸通过撑紧在侧壁上的撑靴提供反作用力，将推进力通过主机大梁作用在刀盘上，撑靴与后支撑相互配合，实现整机的不断掘进。刮板输送机将切削的煤岩输送出料仓。本发明具有掘进速度快，刀具磨损小，掘锚一体化施工等优势，单位掘进量成本大幅降低。掘进与锚固同时进行，实现连续作业，提高了劳动生产率。

Description

双圆刀盘煤巷掘进机

技术领域

本发明涉及一种矩形断面掘进锚固的机械装备，特别是涉及一种掘进和锚固同步进行作业、掘锚一体化的机械装备，即双圆刀盘煤巷掘进机。

背景技术

目前的煤矿巷道掘进装备和锚固设备大部分是独立分开作业的，即使有一定程度的组合，由于掘进和锚固之间在空间位置的要求上所不可避免的矛盾性，也不能最大限度的发挥各自的最佳性能，其缺点是：1、掘进机在掘进一定进度后，必须退出来，让锚杆钻车进入进行锚固作业，锚固作业完成后，掘进机才能进入进行下一轮的掘进，或者掘进机掘进一段距离后必须停下来，等待锚固作业完成后才能继续向前掘进，这种作业方式严重影响了掘进效率；2、掘进机一般掘进一个机身长度并退出后，才能让锚杆钻机进入进行锚固作业，造成了空顶距加长，尤其在地质条件差的情况下，增加了作业人员的危险性，不利于安全生产；3、当前的煤矿巷道掘进设备大都为悬臂掘进机、连采机等，截割范围不是全断面，而且用截齿进行截割，对硬度较大的煤岩，截割效率较低，寿命大幅缩短，掘进效率相对不高；4、目前的掘进机都为开敞式的，在煤巷掘进作业过程中，即使通风条件再好，也不可避免的产生极大的粉尘量，不利于作业人员的健康；5、锚杆钻机的作业方式没有形成规模化、模块化，造成锚固时间的加长及锚固效率低下；6、作业人员在作业过程中没有一定的保护措施。

发明内容

克服已知技术的不足，提供一种设计独特，结构合理，自动化程度高，高效安全的巷道掘进及锚固一体化的双圆类矩形截面煤岩巷道掘进和锚固同步作业装置。

本发明的技术方案：一种双圆刀盘煤巷掘进机，包括前部的双圆刀盘掘进机构和锚固机构，后部的行走机构，以及自前到后贯穿设置的煤岩输送装置；所述双圆刀盘掘进机构包括两个水平设置在机头内部的环形分梁，两环形分梁的前端各安装有一个圆刀盘，双个圆刀盘错位布置，环形分梁外侧设置主驱动电机，圆刀盘上布置有一定数量的滚刀，双圆刀盘在主驱动带动下各自独立旋转，两环形分梁后侧连接有环形总梁；所述煤岩输送装置沿环形分梁和环形总梁内部布置；所述锚固机构设置在环形总梁的外侧；所述环形总梁的后端与行走机构的大梁固定连接；大梁的后端竖向设置有后支腿；大梁的下方设置有支撑体，该支撑体的两侧分别水平安装有向外伸缩的撑靴油缸，两侧撑靴油缸的外侧设置有撑靴，所述支撑体的前端与大梁的前端通过水平设置的推进油缸相连接。通过推进油缸提供的推力，大梁向前运动，大梁推动双圆刀盘向前掘进。锚固机构可相对大梁滑动，当锚固完成后，在油缸的拖动下向前移动跟进。当大梁推进油缸到达最大行程时，放下后支腿，收回撑靴，撑靴在推进油缸回收的过程中向前部移动，到达推进油缸最小行程后，撑靴再次撑紧岩壁，收起后支腿，推进油缸推动大梁作用于双圆刀盘向前掘进。依次往复作业，实现掘进作业与锚固作业的同时进行。后支腿主要负责撑靴的换步作业，其在掘进过程中一直处于回缩状态，只有在换步的情况下，才会向下伸出，撑住底板，并且在后支腿未撑紧底板之前，撑靴不允许回收，后支腿与撑靴必须设置为互锁关系。

采用双圆刀盘的结构，两个圆刀盘采用错位布置方式，尽可能的缩小两个圆刀盘间的中心距，使掘进断面类似矩形，两个圆刀盘上根据实际地质情况可布置相应规格和数量的刀具，两个圆刀盘分别在各自主驱动的带动下旋转，双圆刀盘的作业面与后方完全隔离，避免煤尘污染巷道。

所述锚固机构包括活动套装在环形总梁外侧的支撑环，支撑环上沿切线方向设置有锚杆钻机。锚杆钻机不但可以随主梁一起前后移动，还可以沿环形总梁旋转一定的角度，能够灵活地进行锚固作业。两个掘进刀盘的后面设置有近似矩形截面的护盾，护盾的后侧向后延伸形成指形护盾（手指形），锚固的作业人员可以在指形护盾的保护下进行挂网，然后前排锚杆钻机通过指形护盾的间隙进行首轮锚固作业，锚杆钻机的数量按整机的掘进速度进行匹配设置。

为了达到机头能够上下调向的目的，支撑体的两侧分别与两侧撑靴之间安装有近似竖向的扭矩油缸，扭矩油缸的其中一端设置在撑靴上。撑靴油缸负责机头的左右调向，扭矩油缸负责机头的上下调向，其调向都是通过改变主梁后部的位置作用于刀盘实现的。

煤岩输送装置包括设置在两个环形分梁内侧的刮板输送机和设置在环形总梁内侧的皮带输送机，两刮板输送机汇聚于皮带输送机一端。

由于圆刀盘密封了工作面，因此煤尘量较小，还可以利用除尘装置达到进一步除尘的效果，该除尘装置是在护盾后侧设置除尘风管和送风管，利用除尘风机连续抽风除尘，同时新鲜风通过送风管送到前方工作区间。 

有益效果：1、本发明的双圆类矩形断面掘进和锚固同步作业机械装备，即双圆刀盘煤巷掘进机，将掘进***和锚固***有机地组合在一起进行作业，在掘进期间，能够同步进行锚固作业，极大地提高了巷道的掘进效率。

2、双圆刀盘煤巷掘进机所采用的护盾结构，极大地缩短了掘进过程中的空顶距，提高了作业人员的安全作业系数，保证了安全生产。

3、双圆刀盘煤巷掘进机采用双圆刀盘错位设计，刀盘上加装滚刀，刀盘旋转切割煤岩，适合切割硬度较大的煤岩，极大地提高了掘进效率。

4、双圆刀盘煤巷掘进机的刀盘将切割断面与后部工作区间完全隔离，并通过除尘风机不断进行除尘作业，极大地降低了人员作业区域的粉尘含量，改善了作业环境，保障了作业人员的身体健康。。

5、双圆刀盘煤巷掘进机的锚杆钻机不但可以在主梁上前后移动，还可以沿环形总梁旋转一定的角度，锚杆钻机数量可根据掘进速度进行适当匹配，这样就保证了各个锚杆钻机能够灵活地进行锚固作业，极大地提高了锚固效率。

6、双圆刀盘煤巷掘进机的护盾能够有效地保障作业人员的安全，同时也提高了作业人员的工作效率。

附图说明

图1是双圆刀盘煤巷掘进机侧面结构示意图的前段；

图2是双圆刀盘煤巷掘进机侧面结构示意图的后段；

图3是双圆刀盘煤巷掘进机刀盘（A-A剖面）剖面示意图；

图4是双圆刀盘煤巷掘进机盾体（B-B剖面）剖面示意图；

图5是双圆刀盘煤巷掘进机锚杆钻机（C-C剖面）剖面示意图；

图6是双圆刀盘煤巷掘进机撑靴（D-D剖面）剖面示意图；

图7是双圆刀盘煤巷掘进机后支腿（E-E剖面）剖面示意图。

图中1为刀盘，为双圆刀盘错位结构，2为护盾，3为主驱动电机，4为锚杆钻机，5为超前钻机（预留），6为材料吊机，7为推进油缸，8为撑靴，两边各一个，9为大梁，10为后支腿，11为皮带输送机，12为除尘风管，13为刮板输送机，14为环形分梁，15为环形总梁，16为扭矩油缸，17为撑靴油缸，18为支撑体，19为支撑环，20为指形护盾。

具体实施方式

实施例一：参见图1-图7的双圆刀盘煤巷掘进机。该掘进机包括双圆刀盘掘进机构，煤岩输送装置，锚固机构，行走机构等。

其中，所述双圆刀盘掘进机构包括两个水平设置在机头内部的环形分梁14（筒状），参见图4的截面示意图。两环形分梁14的外侧为支架，每个环形分梁14外侧的支架上各固定有四个主驱动电机3（也可以更多个），支架最外侧为护盾2，护盾为近似矩形结构。

两个环形分梁14的前端各安装有一个圆刀盘1，参见图3，每个圆刀盘1上布置有一定数量的滚刀，两个圆刀盘上根据实际地质情况可分别布置相应规格和数量的刀具，两个圆刀盘1错位布置，四个主驱动电机3同步驱动一个圆刀盘1独立旋转工作，双圆刀盘的作业面与后方完全隔离，避免煤尘污染巷道。应尽可能的缩小两个圆刀盘间的中心距，使掘进断面类似矩形。

两环形分梁14的后侧连接有环形总梁15；所述煤岩输送装置沿环形分梁14和环形总梁15内部布置。本实施例中的煤岩输送装置包括刮板输送机构13和皮带输送机11，在两个环形分梁14内侧分别设置的刮板输送机13，在环形总梁15内侧的皮带输送机11，两刮板输送机汇聚于皮带输送机一端。

所述锚固机构设置在环形总梁15的外侧；该锚固机构包括活动套装在环形总梁外侧的支撑环19，支撑环19上沿切线方向设置有锚杆钻机4。锚杆钻机4不但可以随主梁一起上前后移动，还可以沿环形总梁15旋转一定的角度，能够灵活地进行锚固作业。所述护盾的后侧向后延伸形成指形护盾20（手指形），锚固的作业人员可以在指形护盾的保护下进行挂网，然后前排锚杆钻机4通过指形护盾20的间隙进行首轮锚固作业，锚杆钻机的数量按整机的掘进速度进行匹配设置。

环形总梁15的后端与行走机构的大梁9固定连接；大梁9的后端竖向设置有后支腿10；大梁9的下方设置有支撑体18，该支撑体18的两侧分别水平安装有向外伸缩的撑靴油缸17，两侧撑靴油缸17的外侧设置有撑靴8，所述支撑体18的前端与大梁9的前端通过水平设置的推进油缸7相连接。利用推进油缸7提供的推力，大梁9向前运动，大梁9推动双圆刀盘掘进机构和锚固机构一起向前方掘进和锚固。当推进油缸9到达最大行程时，放下后支腿10，收回撑靴8，撑靴8在推进油缸7回收的过程中向前部移动，到达推进油缸7的最小行程后，撑靴8再次撑紧岩壁，收起后支腿10，推进油缸7推动大梁9作用于双圆刀盘向前掘进。依次往复作业，实现掘进作业与锚固作业的同时进行。后支腿10主要负责撑靴8的换步作业，其在掘进过程中一直处于回缩状态，只有在换步的情况下，才会向下伸出，撑住底板，并且在后支腿未撑紧底板之前，撑靴不允许回收，后支腿10与撑靴8必须设置为互锁关系。

由于圆刀盘1密封了工作面，因此煤尘量较小，所以除尘装置仅需要通过除尘风机通过除尘风管12在护盾后方连续抽风除尘就可以了，同时新鲜风通过送风管送到前方工作区间，除尘风机可以设置护盾后侧或者整机的后侧。

实施例二：参见图1、图2、图6和图7，本实施例与实施例一的许多零部件编号相同，代表意义相同，在此不重述。为了达到机头能够上下调向的目的，在本实施例中，在图6中的撑靴8上设置了扭矩油缸16，即支撑体18的两侧分别与两侧撑靴8之间安装有近似竖向的扭矩油缸16，扭矩油缸的其中一端设置在撑靴8上。扭矩油缸16的其中一端设置在撑靴上，撑靴油缸16负责机头的左右调向，扭矩油缸16负责机头的上下调向，其调向都是通过改变主梁后部的位置作用于刀盘实现的。

Claims (6)

1.一种双圆刀盘煤巷掘进机，其特征是：包括前部的双圆刀盘掘进机构和锚固机构，后部的行走机构，以及自前到后贯穿设置的煤岩输送装置；所述双圆刀盘掘进机构包括两个水平设置在机头内部的环形分梁，两环形分梁的前端各安装有一个圆刀盘，两个圆刀盘错位布置，环形分梁的外侧设置主驱动电机，两环形分梁后侧连接有环形总梁；所述煤岩输送装置沿环形分梁和环形总梁内部布置；所述锚固机构设置在环形总梁的外侧；所述环形总梁的后端与行走机构的大梁固定连接；大梁的后端竖向设置有后支腿；大梁的下方设置有支撑体，该支撑体的两侧分别水平安装有向外伸缩的撑靴油缸，两侧撑靴油缸的外侧设置有撑靴，所述支撑体的前端与大梁的前端通过水平设置的推进油缸相连接，后支腿与撑靴设置为互锁关系。

2.根据权利要求1所述的双圆刀盘煤巷掘进机，其特征是：所述锚固机构包括活动套装在环形总梁外侧的支撑环，支撑环上沿切线方向设置有锚杆钻机。

3.根据权利要求1所述的双圆刀盘煤巷掘进机，其特征是：两个环形分梁的外侧设置有近似矩形截面的护盾，护盾的后侧向后延伸形成指形护盾。

4.根据权利要求1所述的双圆刀盘煤巷掘进机，其特征是：支撑体的两侧分别与两侧撑靴之间安装有近似竖向的扭矩油缸，扭矩油缸的其中一端设置在撑靴上。

5.根据权利要求1所述的双圆刀盘煤巷掘进机，其特征是：煤岩输送装置包括设置在两个环形分梁内侧的刮板输送机和设置在环形总梁内侧的皮带输送机，两刮板输送机汇聚于皮带输送机一端。

6.根据权利要求1所述的双圆刀盘煤巷掘进机，其特征是：还设置有除尘装置，该除尘装置是在护盾后侧设置除尘风管和送风管以及除尘风机。

Images