[发明专利]一种急倾斜煤层采运煤装置及采运煤方法

说明书

技术领域

本发明涉及到急倾斜煤层采煤技术领域，特别是一种急倾斜煤层采运煤装置及采运煤方法。

背景技术

柔性掩护支架采煤法是急倾斜煤层最常用的采煤方法之一，通过在采煤工作面搭设柔性掩护支架，采用人工放炮落煤方式的采煤，采落的煤炭沿煤底壁自溜，通过运输巷内的运煤设备运出。当一个工作面采掘完成后，从新开设一个新的工作面，依次进行完成整个区域的采煤。由于采煤由人工完成，其俯伪斜工作面倾角不宜设置太大，否则，存在人员摔倒跌落的风险；同时，煤炭的自息角受煤质影响，在满足人员安全的前提下，绝大多数煤矿的煤炭通常不能实现自溜而需借助自溜槽完成。在溜煤前要摆放溜煤槽，在溜煤完成后要收拣溜煤槽，收拣后摆放在煤层上的溜煤槽影响落煤操作。为此，需要对该采煤方法改进，以提高采煤效率，降低采煤成本。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种急倾斜煤层采运煤装置，用于布置在急倾斜煤层的水平、近水平或设定角度范围内的俯伪斜工作面内，以实现机械化采煤和运煤，达到提高采煤效率的和降低采煤成本目的。本发明的第二目的是提供一种基于该采煤运煤装置的采运煤方法。

为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。

一种急倾斜煤层采运煤装置，包括采煤单元、运煤单元和控制系统，所述采煤单元通过前后端串接在环形的柔性牵引件上，柔性牵引件由具有正反转输出的旋转驱动单元驱动，以使采煤单元前行或后退，采煤单元后部设有用于将下方煤岩体截取后凹槽的采煤部；位于采煤单元后方设定长度的柔性牵引件呈牵引链结构，在牵引链段的长度方向上分布有多排可深入所述凹槽的刮煤板，牵引链与刮煤板构成所述运煤单元。

采用前述技术方案的本发明，采煤单元通过旋转驱动单元正转由柔性牵引件或牵引链拖动前行或后退，在采煤单元前行过程中截煤；截煤行程完成后，采煤单元通过旋转驱动单元正转反转由柔性牵引件的牵引链拖动后退，牵引链上的刮煤板将截煤单元截煤后所形成的凹槽作为运煤槽，而形成刮板式运煤，以将煤炭运出工作面，从而形成机械化采煤与运煤，提高了采煤效率，降低采煤成本。同时，由于采运煤都采用机械动力完成，工作面可设置为水平、近水平或较小角度的伪倾斜结构，进入其中的人员行走安全、无摔倒或跌落风险，确保采煤工作安全好。其中，柔性牵引件可采用牵引绳或牵引链，旋转驱动单元设在采煤单元的前方或者后方均可；或者，采煤单元的前后方均设置成旋转驱动单元，二者相互换向，可有效提高总驱动力矩。

优选的，所述采煤单元还包括设在滑靴式底座上的减速箱和动力源；所述采煤部通过减速箱与动力源连接。以形成具有独立动力的采煤单元，简化采煤装置结构，降低制造成本；同时，滑靴式用以减小滑行阻力，降低能源消耗。

优选的，所述采煤单元的采煤部具有至少两排的多排链式截煤结构。以在煤层上掏出多条沟槽，利用煤层在两沟槽之间残余煤岩体厚度较小时可自行垮塌的特点，减少截煤工作量和截煤动力能源消耗；即使存在未垮塌的残余煤岩体通过风镐方式人工落煤，其效率也明显高于现有的纯人工落煤。

优选的，所述采煤单元的采煤部具有辊筒采煤和链式截煤的组合结构。以利用链式截煤齿和辊筒上的截煤齿截煤，从而形成设定宽度的运煤槽，减少或避免人工落煤，进一步提高采煤效率。

优选的，所述柔性牵引件在整个长度方向均呈牵引链结构。以形成整个链传动，利于结构简化。

优选的，所述旋转驱动单元设有一个，柔性牵引件通过换向单元换向；或者，所述旋转驱动单元设有两个，两个旋转驱动单元还同时用于柔性牵引件换向。采用一个旋转驱动单元时，柔性牵引件由换向单元换向；当采用旋转驱动单元时，两个旋转驱动单元对柔性牵引件形成双人拔河式牵引，提高驱动动力，且两个旋转驱动单元相互形成柔性牵引件的换向结构，从而形成单驱动或双驱动，其结构形式灵活，单个牵引旋转驱动单元的空间占位小。

优选的，所述一个旋转驱动单元和一个换向单元，或者两个旋转驱动单元分别设在两个支护架上，位于采煤单元前方的支护架上形成有用于接纳所述采煤单元的接纳台。以便完成对工作面整个长度长的煤层截取，确保采净率高。

进一步优选的，所述两个支护架通过工作面内的柔性液压掩护支护系统上设置的挑梁悬挂；或者，两个支护架均通过两对八字形液压支腿支撑在对应竖井的岩壁上。支架悬挂在挑梁上，可确保与支架随柔性液压掩护支架形成同步推进；当采用两组八字形支腿支撑时，可利用柔性掩护支架与支护架之间的距离变化信号，由控制系统控制其下降，并通过两组八字形支腿的交替支护形成迈步时推进。

为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。