[发明专利]中厚煤层工作面大块煤破碎装置及破碎工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及煤矿井下综采工作面开采输送领域，具体是一种中厚煤层工作面大块煤破碎装置。

背景技术：

在中厚煤层开采工作面，随着采高和矿压的增加，片帮大块煤脱落频繁，甚至大块煤连成片地脱落。大块煤落入输送机溜槽中不仅影响煤流的正常运输，而且当到达输送机机头处时，很难在输送机卸载点卸载，即使卸载到转载机上，也很难进入转载机入口点处的箱式输送槽体中，容易造成工作面与顺槽交叉处的扇形区域严重堵塞，甚至被迫停机。目前，综采工作面处理大块煤主要通过输送设备停机后，靠人工破碎大块煤，频繁的停机不仅影响工作面的连续开采，而且增加了工人的劳动强度；尤其是停机状态下，运输处于停止状态，若遇片帮煤大量垮落，很容易造成输送机溜槽被压死而无法再启动，无形中增加了工作面人工破煤及清煤的工作量，严重影响工作面的生产效率，更增加了安全隐患，不利于煤矿实现安全、高产高效地开采，解决大块煤破碎问题是综采工作面亟待解决的一大难题。

发明内容：

本发明的第一目的在于提供一种中厚煤层工作面大块煤破碎装置，解决工作面输送机卸载点和转载机入口点大块煤堵塞的问题。

本发明的第二目的在于提供一种大块煤破碎工艺，采用实现第一目所述的大块煤破碎装置，该破碎工艺合理，效率高，满足了工作面破碎大块煤的要求。

本发明采用的技术方案是：中厚煤层工作面大块煤破碎装置，包括固定底座2、回转座3、回转轴4、摇臂5、垂直摆动油缸6、压块7、破碎固定架8、液压锤姿态控制油缸9、小连杆10、破碎转动架11、全液压破碎锤12、水平摆动油缸13、耙斗14，固定底座2固定在工作面输送设备1上，回转座3通过回转轴4安装在固定底座2上，回转座3与摇臂5后部铰接，破碎固定架8焊接在摇臂5前端，破碎固定架8、液压锤姿态控制油缸9、小连杆10、破碎转动架11构成四连杆机构，全液压破碎锤12和耙斗14固定在破碎转动架11上。

进一步地，固定底座2上的支撑板21通过销轴与工作面输送设备1固定，固定底座2与工作面输送设备1间留有过线缆空间B。

进一步地，破碎固定架8、液压锤姿态控制油缸9、破碎转动架11分别与小连杆10铰接。

进一步地，耙斗14中间开有与全液压破碎锤12外形相符的槽E。

进一步地，回转座3的一端与水平摆动油缸13铰接，另一端被卡装在压块7的弧形轨道槽C中，水平摆动油缸13另一端与固定底座2铰接。

进一步地，垂直摆动油缸6的两端分别铰接在摇臂5和回转座3上。

进一步地，摇臂5包括固定梁51、一级伸缩梁53、二级伸缩梁52、摇臂伸缩油缸54、阶梯销55，摇臂伸缩油缸54的两端分别铰接在固定梁51和一级伸缩梁53上。

进一步地，阶梯销55通过螺栓固定在一级伸缩梁53上，并卡装到二级伸缩梁52的限程滑行槽D上。

一种采用如上所述的中厚煤层工作面大块煤破碎装置的大块煤破碎工艺，其特征在于，破碎工艺包括：

a、破碎静止的大块煤T时，水平摆动油缸13、垂直摆动油缸6、摇臂伸缩油缸54、液压锤姿态控制油缸9工作，调整全液压破碎锤12与大块煤T接触，且全液压破碎锤12与大块煤T破碎点切平面X的夹角α为90°，全液压破碎锤12工作破碎大块煤T；

b、破碎运动中的大块煤T时，水平摆动油缸13、垂直摆动油缸6、摇臂伸缩油缸54、液压锤姿态控制油缸9工作，根据煤流速度调整全液压破碎锤12逆着煤流方向Q与大块煤T破碎点切平面X夹角α成75°～87°，全液压破碎锤12工作破碎大块煤T。

本发明涉及的中厚煤层工作面大块煤破碎装置适用于大块煤频繁垮落的中厚煤层工作面，具有安装方式简单、安装位置灵活的优点，可安装在侧卸机头架、端卸机头架、转载机入口点箱式槽体上，跟随输送设备一块推进，不需要单独搬移设备。

本装置的实质性特点和显著进步还在于，设计成多自由度运动结构，以工作面乳化液为动力源，液压缸驱动，可实现设备的水平转动、垂直升降、前后伸缩和破碎姿态调整多种动作，更加灵活地破碎各个区域的煤块，工作范围覆盖了整个工作面与顺槽交叉的区域；采用四连杆机构调整液压破碎锤破碎姿态，紧凑、简单、可靠的机械结构即可满足对液压破碎锤破碎姿态大摆角的要求，同时在设备处于非工作状态时，液压破碎锤可收回到伸缩梁下边，节约了工作面有限的空间资源；采用不同的破碎角度可以高效地破碎工作面的大块煤。