CN107654229B - 一种大采高防片帮采煤机 - Google Patents

Abstract

一种大采高防片帮采煤机，机身的两端分别与转动机构和截割机构相接；转动机构由壳体、安装在壳体中的旋转电机及其传动机构和安装在转动机构壳体和机身壳体上的两个辅助液压缸组成；截割机构的摇臂与安装在转动机构壳体上的调高液压缸相接；截割滚筒为偏心式。该采煤机可通过转动机构使截割机构向开采煤壁一侧倾斜，截割后的煤壁呈现一定倾角，不需外部加固即可有效防止片帮；转动机构转动时由两个辅助液压缸作为受力的主要部件，且截割滚筒的截割高度由安装在转动机构壳体和摇臂上的调高液压缸调节，设备运转时不易损坏，可确保安全生产；截割滚筒倾斜后上下两端线保持水平，可保证开采工作面水平推进。

Description

一种大采高防片帮采煤机

技术领域

本发明涉及矿山开采技术，特别是一种大采高防片帮采煤机。

背景技术

近年来，随着煤矿开采技术的成熟和矿山开采装备的不断改进，3.5m～6m的大采高工作面越来越多的开始投入开采和生产。大采高工作面无论从煤炭资源质量还是从开采效率角度而言，均有着显著的优势，但采用现有的采煤机开采，片帮问题日益突出，严重影响大采高开采工作面工作人员的人身安全。

现有的采煤机一般由可沿刮板输送机移动的机身和与机身两端相接的截割机构构成。截割机构由一端与机身铰接的摇臂和与摇臂另一端相接的截割滚筒组成，截割滚筒通过一端与机身铰接、另一端与摇臂铰接的液压缸调节其上下高度。采煤时，因截割滚筒上下呈垂直状态，煤炭开采面亦上下垂直，用于大采高工作面，不能防止片帮。为防止片帮，目前大都采用以下方法：

一种方法是通过煤层浅孔动压注水实现防片帮。该方法虽然能够在一定程度上防止开采面的片帮，但需要在煤层中大量注水，工序复杂，开采煤炭的质量和热值大大降低，且向井下大量注水需要额外增加输水管路，增加企业的生产成本。

另一种方法是通过液压支架防止煤壁片帮和架前冒顶。该方法需要对原有液压支架进行改造，在开采过程中还要考虑液压支架与采煤机的相互配合关系，对于特大采高的开采工作面适用性较差。

再有一种方法是通过向煤壁注浆防止煤壁片帮。该方法虽然能够有效降低开采面片帮的概率，但是开采后的煤炭与浆液固化在一起，不但影响煤炭质量，且不容易筛分和选取。

第四种方法是采用采煤机整机向前倾斜以防止片帮。该方法虽然能够一定程度上防止片帮，但整机倾斜增大了对一侧滑靴的压力，加快滑靴的寿命衰减，且一定程度上容易造成采煤机整机倾翻，大大影响工作面的开采效率。

CN106437701A专利文献披露了一种防片帮采煤机。该采煤机是利用安装在机身上可上下转动的转动构件带动摇臂上下转动，用来调节截割滚筒的截割高度；利用固定安装在转动构件中的电机和齿轮传动机构驱动与从动齿轮固定连接的摇臂做轴向转动，带动截割滚筒倾斜，使截割后的煤层表面与煤炭开采区呈现一定的倾角，达到防片帮的目的。该采煤机虽然在理论上能使摇臂带动截割滚筒倾斜，但实际上存在以下技术问题：

1、由于大采高采煤机的摇臂和滚筒的质量十分重大，且滚筒在截割过程中承受巨大负载，采取将摇臂直接与齿轮传动机构中的从动齿轮固定连接，齿轮传动机构受力过大，极易损坏，不能保证井下安全生产和高效采煤。

2、说明书并未给出转动构件转动的方法，靠转动构件转动来调节截割滚筒的截割高度，摇臂和截割滚筒的全部重力施加在转动构件上，很难保证设备的安全运行。

3、传统采煤机滚筒在倾斜状态下截割时，采面推进方向会不断向下倾斜，偏离原来的煤层水平推进方向，偏离勘探开采层，开采效率低。

4、由其说明书附图可知，该采煤机的齿轮传动机构安装在机身内，相互啮合的两个齿轮并排传动，势必导致采煤机机身的纵向高度显著增大，采煤机的中心向上偏移，采煤机的摇臂和滚筒在向前倾斜时容易导致采煤机翻转；而且受井下有限空间限制这种结构不易实现。

发明内容

为解决上述现有技术存在的技术问题，本发明提供一种大采高防片帮采煤机。

本发明提供的大采高防片帮采煤机，包括可沿刮板输送机移动的机身；机身的两端分别与转动机构相接；转动机构与截割机构相接。

所述转动机构包括转动机构壳体、旋转电机、减速器、传动轴、固定支撑轴、第一辅助液压缸和第二辅助液压缸；其中旋转电机固定安装在转动机构壳体中，旋转电机通过所述减速器和传动轴与所述固定支撑轴相接，固定支撑轴固定安装在机身壳体中；转动机构壳体通过第一辅助液压缸和第二辅助液压缸与机身壳体铰接。

所述截割机构包括摇臂和通过传动轴与摇臂相接的截割滚筒；其中摇臂的后端通过安装在转动机构壳体上的调高液压缸与所述转动机构壳体铰接；截割滚筒为斜度10°～30°的偏心截割滚筒。

与现有技术相比较，本发明采煤机具有以下有益效果：

1、通过转动机构可实现截割机构向煤炭开采面一侧倾斜，使截割后的煤层表面与煤炭开采区呈现一定的倾角，无需外部加固即可有效防止片帮，节省人力物力，降低生产成本。

2、转动机构的转动由电机及其传动机构与两个辅助液压缸共同完成，由两个辅助液压缸作为受力的主要部件，可确保转动机构不易损坏，保证井下生产安全。

3、截割滚筒的截割高度由安装在转动机构壳体上与摇臂铰接的调高液压缸调节，可确保调节截割高度时设备的安全运行。

4、采用带有斜度的偏心截割滚筒，倾斜后其上下两端线与水平面保持平行，可最大限度地实现顶板和底板处煤层的有效截割，同时，可保证煤炭开采工作面水平推进，避免常规滚筒倾斜后造成工作面推进方向向下倾斜的弊端。

4、本发明可根据采高的变化随时调整煤层表面与煤炭开采区倾角的角度，配合使用不同斜度的偏心截割滚筒，能够适用于不同采高的煤层的片帮防护，适用范围广。

5、本发明转动机构结构紧凑，不受井下有限空间限制。

附图说明

图1为本发明大采高防片帮采煤机的示意图(三维立体图)；

图2为图1中沿右侧转动机构的横向剖视图；

图3为图1中沿左侧转动机构的纵向剖视图；

图4为图1的侧视图；

图5为图1采煤机用于大采高开采示意图。

图中符号说明：1-刮板输送机；2-截割滚筒；3-旋转机构壳体；4-机身壳体；5-第一辅助液压缸；6-摇臂；7-刮板；8-调高液压缸；9-行走滑靴；10-导向滑靴；11-(摇臂和旋转机构壳体的)铰接轴；12-销排；13-第二辅助液压缸；14-电机固定板；15-减速器；16-传动轴；17-固定支撑轴；18-支撑轴固定板；19-固定板紧固螺栓；4-机身壳体；20-支撑轴支撑板；21-旋转电机；22-旋转电机紧固螺栓；23-开采煤壁。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述。

结合图1，本发明大采高防片帮采煤机，包括可沿刮板输送机1移动的机身；机身的两端分别与转动机构相接；转动机构与截割机构相接。其中刮板输送机上有销排12和刮板7；采煤机的机身下部有与机身壳体4铰接的行走滑靴9和导向滑靴10，由可沿销排移动的导向滑靴导向，实现采煤机在刮板输送机上行走，将采下的煤通过刮板运走。

结合图2和图3，所述转动机构包括转动机构壳体3、旋转电机21、减速器15、传动轴16、固定支撑轴17、第一辅助液压缸5和第二辅助液压缸13；其中旋转电机用电机固定板14和旋转电机紧固螺栓22固定安装在转动机构壳体中，旋转电机通过所述减速器和传动轴与所述固定支撑轴相接，固定支撑轴用支撑轴支撑板20、支撑轴固定板18和固定板紧固螺栓19固定安装在机身壳体中；转动机构壳体通过第一辅助液压缸5和第二辅助液压缸13与机身壳体铰接。

结合图1、图2和图4，所述截割机构包括摇臂6和通过传动轴(未图示)与摇臂相接的截割滚筒2；其中摇臂的中部通过铰接轴11与旋转机构壳体铰接，摇臂的下端与铰接安装在转动机构壳体上的调高液压缸8的液压杆铰接，由调高液压缸液压杆的伸缩使摇臂以铰接轴为中心转动，进而调节截割滚筒的截割高度；如图4所示，截割滚筒为偏心截割滚筒，其斜度为10°～30°(具体斜度根据不同采高选定)。

结合图5，该采煤机用于开采大采高时，先根据开采煤壁23的高度H和开采煤壁需要的倾角α选取斜度为α的偏心截割滚筒与其匹配。开采过程中，通过机身带动两端的旋转机构和截割机构在刮板输送机上往复行走，利用旋转机构内部的旋转电机以及与旋转机构壳体铰接的第一辅助液压缸和第二辅助液压缸相互配合完成旋转机构的旋转动作，实现截割机构向开采煤壁的一侧倾斜，此时截割滚筒上下两端线与水平面保持平行，截割后的开采煤壁即可呈现倾角α，达到防止片帮的目的。

本发明可根据采高的变化调整开采煤壁的倾角，配合使用不同斜度的偏心截割滚筒，以适用于不同采高煤层开采时防片帮防护。

Claims (1)

1.一种大采高防片帮采煤机，包括可沿刮板输送机(1)移动的机身；机身的两端分别与转动机构相接；转动机构与截割机构相接；其特征在于：

所述截割机构包括摇臂(6)和通过传动轴与摇臂相接的截割滚筒(2)；其中摇臂的后端通过安装在转动机构壳体上的调高液压缸(8)与所述转动机构壳体铰接；所述截割滚筒(2)的中轴线为倾斜状态，与水平面的倾斜角度为α，α为10°～30°；

所述转动机构包括转动机构壳体(3)、旋转电机(21)、减速器(15)、传动轴(16)、固定支撑轴(17)、第一辅助液压缸(5)和第二辅助液压缸(13)；其中旋转电机固定安装在转动机构壳体中，旋转电机通过所述减速器和传动轴与所述固定支撑轴相接，固定支撑轴固定安装在机身壳体(4)中；利用旋转电机以及与旋转机构壳体铰接的第一辅助液压缸和第二辅助液压缸相互配合完成旋转机构的旋转动作，实现截割机构向开采煤壁的一侧倾斜，截割滚筒的中轴线与水平面保持平行，使截割后的开采煤壁呈现倾角α。