CN104533429A - 一种双巷道联合快速掘进排矸***及方法 - Google Patents

一种双巷道联合快速掘进排矸***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双巷道联合快速掘进排矸***及方法,该***包括悬臂式掘进机、皮带输送机、矸石转运装置、矸石仓和矿车组成的快速掘进排矸流水线。所述掘进机分别布置在巷道Ⅰ和巷道Ⅱ内,两巷道通过中间掘进联络巷相连通,掘进机通过尾部托架与皮带输送机相连接,将切削下的矸石通过掘进机刮板链输送到皮带输送机上,巷道Ⅰ内皮带输送机靠近尾部处接有矸石转运装置,将矸石送入巷道Ⅱ,巷道Ⅱ矸石经过皮带输送直接进入巷道Ⅱ上部矸石仓,矸石通过管道输送落入运输巷道中矿车内,经矿车连续装矸将矸石运至地面卸载。本发明采用双巷道同时掘进、联合自动出矸,出矸速度快,减少辅助作业人员,能有效提高巷道机械化水平及效率。

Description

一种双巷道联合快速掘进排矸***及方法
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下巷道掘进及排矸技术,具体是一种双巷道联合快速掘进排矸***及方法,特别适用于井下倾斜巷道的掘进施工。
背景技术
目前,井下倾斜巷道的开采大都采用“液压钻车+挖掘装载机+转载机+胶带输送机+矿车”的作业线,而液压钻车和挖掘装载机操作复杂,对操作人员日常操作熟练程度和检修人员维护水平要求较高,且液压钻车开采效率很低,需要工人劳动强度大,机械化水平低,造成巷道掘进缓慢;开采下来的矸石需要使用装载机进行装载,经过转载机转载运输到主巷道内,再由主巷道排出,暗斜巷道与主巷道相通需要开设多条巷道,一次只能完成一条巷道的开挖,工序复杂,安全系数低,造成工作效率低,造成出矸率低。巷道的掘进速度直接影响了煤矿的开采速度,如何能有效节省劳动力,最大效率的开挖巷道具有重要意义。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种双巷道联合快速掘进排矸***及方法,以实现巷道的高效快速安全掘进。
技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种双巷道联合快速掘进排矸***,包括悬臂式掘进机、皮带输送机和矸石转运装置、矸石仓和矿车;所述悬臂式掘进机有两台,分别记为悬臂式掘进机Ⅰ和悬臂式掘进机Ⅱ,悬臂式掘进机Ⅰ布置在巷道Ⅰ内,悬臂式掘进机Ⅱ布置在巷道Ⅱ内,巷道Ⅰ和巷道Ⅱ通过中间掘进联络巷道相连通;所述皮带输送机有三台,分别记为皮带输送机Ⅰ、皮带输送机Ⅱ和皮带输送机Ⅲ,皮带输送机Ⅰ布置在巷道Ⅰ内,皮带输送机Ⅱ布置在中间掘进联络巷道内,皮带输送机Ⅲ布置在巷道Ⅱ内;所述矸石转运装置有三台,分别记为矸石转运装置Ⅰ、矸石转运装置Ⅱ和矸石转运装置Ⅲ;皮带输送机Ⅰ前端与悬臂式掘进机Ⅰ尾部托架使用销轴连接,矸石转运装置Ⅰ入口设置在皮带输送机Ⅰ中后部,矸石转运装置Ⅰ出口设置在皮带输送机Ⅱ前端,矸石转运装置Ⅱ入口设置在皮带输送机Ⅱ尾端,矸石转运装置Ⅱ出口设置在皮带输送机Ⅲ中后部,皮带输送机Ⅲ前端与悬臂式掘进机Ⅱ尾部托架使用销轴连接,矸石转运装置Ⅲ入口设置在皮带输送机Ⅲ尾端,矸石转运装置Ⅲ出口设置在矸石仓入料口的正上方,避免矸石抛落到巷道Ⅱ,矸石仓与下方的运输巷道垂直相连通,在运输巷道内布置有矿车轨道,矿车轨道设置在矸石仓出料口的正下方,矿车设置在矿车轨道上;一般矿车由电牵引列车牵引。
优选的,所述矸石仓包括仓体和排矸挡板,仓体上部为圆柱形、下部为圆锥形,排矸挡板设置在仓体的出料口,仓体通过水平锚杆固定。
优选的,所述矸石转运装置Ⅰ和矸石转运装置Ⅱ结构相同,包括底托架、支座和溜槽,底托架固定连接溜槽和入口侧的皮带输送机,支座固定连接溜槽和出口侧的皮带输送机,溜槽的入口端设置有90°弯曲,用于改变矸石角度,并且溜槽入口向下倾斜延伸至出口,使矸石在初始速度和重力作用下克服摩擦力,缓慢滑落到皮带输送机。
优选的,所述皮带输送机Ⅱ和皮带输送机Ⅲ采用一般的单一皮带机体的结构,皮带输送机Ⅰ采用双皮带机体的结构,具体包括上皮带机体、下皮带机体、中间滚轮、皮带和皮带机头,上皮带机体和下皮带机体相互分离并存在高度差,中间滚轮布置在上皮带机体尾部底面,皮带依次绕过上皮带机体、中间滚轮、下皮带机体并返回上皮带机体,皮带机头安装在下皮带机体尾部,为上皮带机体和下皮带机体提供动力。皮带输送机Ⅰ双皮带机体的结构用于与皮带输送机Ⅱ产生高度差,使其上矸石能沿矸石转运装置Ⅰ自由滑落到皮带输送机Ⅱ上,且其中间滚轮用于提供皮带输送机Ⅰ的张紧和绕带。根据巷道倾斜情况,皮带输送机Ⅱ与皮带输送机Ⅲ本身存在高度差,为便于安装和节省空间,采用单一的皮带机体结构。
优选的,所述巷道Ⅰ和巷道Ⅱ均为倾斜布置巷道,中间掘进联络巷道为水平布置巷道。
一种采用双巷道联合快速掘进排矸***的掘进方法,包括如下步骤:
(1)将悬臂式掘进机Ⅰ布置在巷道Ⅰ内,悬臂式掘进机Ⅱ布置在巷道Ⅱ内,悬臂式掘进机Ⅰ和悬臂式掘进机Ⅱ同时工作,分别对巷道Ⅰ和巷道Ⅱ进行破岩作业;通过悬臂式掘进机Ⅰ上刮板输送机构将矸石从悬臂式掘进机Ⅰ尾部输送至皮带输送机Ⅰ,通过悬臂式掘进机Ⅱ上刮板输送机构将矸石从悬臂式掘进机Ⅱ尾部输送至皮带输送机Ⅲ;
(2)巷道Ⅰ内矸石通过皮带输送机Ⅰ向后运输,经过矸石转运装置Ⅰ沿溜槽改变矸石流向,使矸石滑落到皮带输送机Ⅱ上;进一步经过矸石转运装置Ⅱ沿溜槽改变矸石流向,最终将巷道Ⅰ内的矸石与巷道Ⅱ的矸石汇聚到皮带输送机Ⅲ上,完成矸石的转运;
(3)皮带输送机Ⅲ将矸石向后运输至矸石转运装置Ⅲ,矸石转运装置Ⅲ溜槽向下倾斜,矸石沿溜槽滑落到矸石仓内,仓体用于存储矸石,下部排矸挡板打开将矸石下落到运输巷道内;
(4)运输巷道内的矿车沿矿车轨道依次停靠在排矸挡板下方,矸石通过排矸挡板直接下落到矿车内,待矿车装满后由电牵引列车牵引运输至地面卸载。
有益效果:本发明提供的双巷道联合快速掘进排矸***及方法,同时在两个巷道内采用悬臂式掘进机开挖巷道,开采效率比原有液压钻车提高30%以上,且由皮带输送机连续转运,经矸石仓将矸石在运输巷道内排出,该作业线可有效保证现场操作安全,操作人员不必进入工作面打眼、扒矸,避免了原打眼或扒矸过程中人员操作的不安全因素。采用双巷道皮带转运经主运输巷道出矸,可节省人工,并实现连续出矸,提高工作效率。与斜巷原矿车出矸相比,生产班每班可减少信号工、把钩工、绞车工、推车清理工等7人,现工作面可实现矸石随采随出,整体提高开采运输效率30%以上,降低了巷道的开挖成本,实现了巷道高效快速安全掘进。
附图说明
图1为双巷道联合快速掘进排矸***主剖面图;
图2为双巷道联合快速掘进排矸***俯剖面图;
图3为双巷道联合快速掘进排矸***左剖面图;
图4为矸石转运装置结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1、图2和图3所示为一种双巷道联合快速掘进排矸***,包括悬臂式掘进机1、皮带输送机2和矸石转运装置3、矸石仓4和矿车5;所述悬臂式掘进机1有两台,分别记为悬臂式掘进机Ⅰ10和悬臂式掘进机Ⅱ11,悬臂式掘进机Ⅰ10布置在巷道Ⅰ6内,悬臂式掘进机Ⅱ11布置在巷道Ⅱ8内,巷道Ⅰ6和巷道Ⅱ8通过中间掘进联络巷道7相连通;所述皮带输送机2有三台,分别记为皮带输送机Ⅰ12、皮带输送机Ⅱ13和皮带输送机Ⅲ14,皮带输送机Ⅰ12布置在巷道Ⅰ6内,皮带输送机Ⅱ13布置在中间掘进联络巷道7内,皮带输送机Ⅲ14布置在巷道Ⅱ8内,巷道Ⅰ6和巷道Ⅱ8均为倾斜布置巷道,中间掘进联络巷道7为水平布置巷道;所述矸石转运装置3有三台,分别记为矸石转运装置Ⅰ15、矸石转运装置Ⅱ16和矸石转运装置Ⅲ17;皮带输送机Ⅰ12前端与悬臂式掘进机Ⅰ10尾部托架使用销轴连接,矸石转运装置Ⅰ15入口设置在皮带输送机Ⅰ12中后部,矸石转运装置Ⅰ15出口设置在皮带输送机Ⅱ13前端,矸石转运装置Ⅱ16入口设置在皮带输送机Ⅱ13尾端,矸石转运装置Ⅱ16出口设置在皮带输送机Ⅲ14中后部,皮带输送机Ⅲ14前端与悬臂式掘进机Ⅱ11尾部托架使用销轴连接,矸石转运装置Ⅲ17入口设置在皮带输送机Ⅲ14尾端,矸石转运装置Ⅲ17出口设置在矸石仓4入料口的正上方,避免矸石抛落到巷道Ⅱ,矸石仓4与下方的运输巷道9垂直相连通,在运输巷道9内布置有矿车轨道,矿车轨道设置在矸石仓4出料口的正下方,矿车5设置在矿车轨道上,矿车5由电牵引列车牵引。
所述矸石仓4包括仓体4-1和排矸挡板4-2,仓体4-1上部为圆柱形、下部为圆锥形,排矸挡板4-2设置在仓体4-1的出料口,仓体4-1通过水平锚杆18固定。
如图3所示,所述皮带输送机Ⅰ12包括上皮带机体12-1、下皮带机体12-2、中间滚轮12-3、皮带和皮带机头12-4,上皮带机体12-1和下皮带机体12-2相互分离并存在高度差,中间滚轮12-3布置在上皮带机体12-1尾部底面,皮带依次绕过上皮带机体12-1、中间滚轮12-3、下皮带机体12-2并返回上皮带机体12-1,皮带机头12-4安装在下皮带机体12-2尾部,为上皮带机体12-1和下皮带机体12-2提供动力。
如图4所示,所述矸石转运装置Ⅰ15和矸石转运装置Ⅱ16结构相同,包括底托架16-1、支座16-2和溜槽16-3,底托架16-1固定连接溜槽16-3和入口侧的皮带输送机2,支座16-2固定连接溜槽16-3和出口侧的皮带输送机2,溜槽16-3的入口端设置有90°弯曲,并且溜槽16-3入口向下倾斜延伸至出口,使矸石在初始速度和重力作用下克服摩擦力,缓慢滑落到皮带输送机。
采用上述双巷道联合快速掘进排矸***的掘进方法,包括如下步骤:
(1)将悬臂式掘进机Ⅰ10布置在巷道Ⅰ6内,悬臂式掘进机Ⅱ11布置在巷道Ⅱ8内,悬臂式掘进机Ⅰ10和悬臂式掘进机Ⅱ11同时工作,分别对巷道Ⅰ6和巷道Ⅱ8进行破岩作业;通过悬臂式掘进机Ⅰ10上刮板输送机构将矸石从悬臂式掘进机Ⅰ10尾部输送至皮带输送机Ⅰ12,通过悬臂式掘进机Ⅱ11上刮板输送机构将矸石从悬臂式掘进机Ⅱ11尾部输送至皮带输送机Ⅲ14;
(2)巷道Ⅰ6内矸石通过皮带输送机Ⅰ12向后运输,经过矸石转运装置Ⅰ15沿溜槽改变矸石流向,使矸石滑落到皮带输送机Ⅱ13上;进一步经过矸石转运装置Ⅱ16沿溜槽改变矸石流向,最终将巷道Ⅰ6内的矸石与巷道Ⅱ8的矸石汇聚到皮带输送机Ⅲ14上,完成矸石的转运;
(3)皮带输送机Ⅲ14将矸石向后运输至矸石转运装置Ⅲ17,矸石转运装置Ⅲ17溜槽向下倾斜,矸石沿溜槽滑落到矸石仓4内,仓体4-1用于存储矸石,下部排矸挡板4-2打开将矸石下落到运输巷道9内;
(4)运输巷道9内的矿车5沿矿车轨道依次停靠在排矸挡板4-2下方,矸石通过排矸挡板4-2直接下落到矿车5内,待矿车5装满后由电牵引列车牵引运输至地面卸载。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种双巷道联合快速掘进排矸***,其特征在于:包括悬臂式掘进机(1)、皮带输送机(2)和矸石转运装置(3)、矸石仓(4)和矿车(5);所述悬臂式掘进机(1)有两台,分别记为悬臂式掘进机Ⅰ(10)和悬臂式掘进机Ⅱ(11),悬臂式掘进机Ⅰ(10)布置在巷道Ⅰ(6)内,悬臂式掘进机Ⅱ(11)布置在巷道Ⅱ(8)内,巷道Ⅰ(6)和巷道Ⅱ(8)通过中间掘进联络巷道(7)相连通;所述皮带输送机(2)有三台,分别记为皮带输送机Ⅰ(12)、皮带输送机Ⅱ(13)和皮带输送机Ⅲ(14),皮带输送机Ⅰ(12)布置在巷道Ⅰ(6)内,皮带输送机Ⅱ(13)布置在中间掘进联络巷道(7)内,皮带输送机Ⅲ(14)布置在巷道Ⅱ(8)内;所述矸石转运装置(3)有三台,分别记为矸石转运装置Ⅰ(15)、矸石转运装置Ⅱ(16)和矸石转运装置Ⅲ(17);皮带输送机Ⅰ(12)前端与悬臂式掘进机Ⅰ(10)尾部托架使用销轴连接,矸石转运装置Ⅰ(15)入口设置在皮带输送机Ⅰ(12)中后部,矸石转运装置Ⅰ(15)出口设置在皮带输送机Ⅱ(13)前端,矸石转运装置Ⅱ(16)入口设置在皮带输送机Ⅱ(13)尾端,矸石转运装置Ⅱ(16)出口设置在皮带输送机Ⅲ(14)中后部,皮带输送机Ⅲ(14)前端与悬臂式掘进机Ⅱ(11)尾部托架使用销轴连接,矸石转运装置Ⅲ(17)入口设置在皮带输送机Ⅲ(14)尾端,矸石转运装置Ⅲ(17)出口设置在矸石仓(4)入料口的正上方,矸石仓(4)与下方的运输巷道(9)垂直相连通,在运输巷道(9)内布置有矿车轨道,矿车轨道设置在矸石仓(4)出料口的正下方,矿车(5)设置在矿车轨道上。
2.根据权利要求1所述的双巷道联合快速掘进排矸***,其特征在于:所述矸石仓(4)包括仓体(4-1)和排矸挡板(4-2),仓体(4-1)上部为圆柱形、下部为圆锥形,排矸挡板(4-2)设置在仓体(4-1)的出料口,仓体(4-1)通过水平锚杆(18)固定。
3.根据权利要求1所述的双巷道联合快速掘进排矸***,其特征在于:所述矸石转运装置Ⅰ(15)和矸石转运装置Ⅱ(16)结构相同,包括底托架(16-1)、支座(16-2)和溜槽(16-3),底托架(16-1)固定连接溜槽(16-3)和入口侧的皮带输送机(2),支座(16-2)固定连接溜槽(16-3)和出口侧的皮带输送机(2),溜槽(16-3)的入口端设置有90°弯曲,并且溜槽(16-3)入口向下倾斜延伸至出口。
4.根据权利要求1所述的双巷道联合快速掘进排矸***,其特征在于:所述皮带输送机Ⅰ(12)包括上皮带机体(12-1)、下皮带机体(12-2)、中间滚轮(12-3)、皮带和皮带机头(12-4),上皮带机体(12-1)和下皮带机体(12-2)相互分离并存在高度差,中间滚轮(12-3)布置在上皮带机体(12-1)尾部底面,皮带依次绕过上皮带机体(12-1)、中间滚轮(12-3)、下皮带机体(12-2)并返回上皮带机体(12-1),皮带机头(12-4)安装在下皮带机体(12-2)尾部,为上皮带机体(12-1)和下皮带机体(12-2)提供动力。
5.根据权利要求1所述的双巷道联合快速掘进排矸***,其特征在于:所述巷道Ⅰ(6)和巷道Ⅱ(8)均为倾斜布置巷道,中间掘进联络巷道(7)为水平布置巷道。
6.一种采用双巷道联合快速掘进排矸***的掘进方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)将悬臂式掘进机Ⅰ(10)布置在巷道Ⅰ(6)内,悬臂式掘进机Ⅱ(11)布置在巷道Ⅱ(8)内,悬臂式掘进机Ⅰ(10)和悬臂式掘进机Ⅱ(11)同时工作,分别对巷道Ⅰ(6)和巷道Ⅱ(8)进行破岩作业;通过悬臂式掘进机Ⅰ(10)上刮板输送机构将矸石从悬臂式掘进机Ⅰ(10)尾部输送至皮带输送机Ⅰ(12),通过悬臂式掘进机Ⅱ(11)上刮板输送机构将矸石从悬臂式掘进机Ⅱ尾部输送至皮带输送机Ⅲ(14);
(2)巷道Ⅰ(6)内矸石通过皮带输送机Ⅰ(12)向后运输,经过矸石转运装置Ⅰ(15)沿溜槽改变矸石流向,使矸石滑落到皮带输送机Ⅱ(13)上;进一步经过矸石转运装置Ⅱ(16)沿溜槽改变矸石流向,最终将巷道Ⅰ(6)内的矸石与巷道Ⅱ(8)的矸石汇聚到皮带输送机Ⅲ(14)上,完成矸石的转运;
(3)皮带输送机Ⅲ(14)将矸石向后运输至矸石转运装置Ⅲ(17),矸石转运装置Ⅲ(17)溜槽向下倾斜,矸石沿溜槽滑落到矸石仓(4)内,仓体(4-1)用于存储矸石,下部排矸挡板(4-2)打开将矸石下落到运输巷道(9)内;
(4)运输巷道(9)内的矿车(5)沿矿车轨道依次停靠在排矸挡板(4-2)下方,矸石通过排矸挡板(4-2)直接下落到矿车(5)内,待矿车(5)装满后由电牵引列车牵引运输至地面卸载。
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