[发明专利]急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采系统及方法

权利要求书

1.一种急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采系统，包括沿煤层走向平行设置的工作面运输巷和工作面回风巷，以及俯伪斜布置于煤层中的采煤工作面；其中，采煤工作面中铺设有整体柔性掩护支架，其特征在于：所述整体柔性掩护支架形成区域内设置有采煤机构，所述采煤机构包括与整体柔性掩护支架相配合的行走部，以及旋转方向垂直于煤壁的截割部；所述工作面运输巷与采煤工作面相连接的端部设有用于拆卸柔性掩护支架单体的支架拆卸站，所述工作面回风巷与采煤工作面相连接的端部设有用于装配柔性掩护支架单体的支架装配站。

2.根据权利要求1所述的急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采系统，其特征在于：还包括用于将柔性掩护支架单体自工作面运输巷转运至工作面回风巷的上山巷道；所述上山巷道设于采煤工作面的前方。

3.根据权利要求1或2所述的急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采系统，其特征在于：柔性掩护支架单体包括依次铰接于一体的顶梁、掩护梁和底梁；其中，顶梁和底梁之间设置有活性伸缩支柱。

4.根据权利要求3所述的急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采系统，其特征在于：柔性掩护支架单体的底梁上设有装配式柔性齿轨；所述采煤机构中行走部与柔性掩护支架单体底梁相接触的一侧设有与装配式柔性齿轨相适配的齿轮卡轨装置，行走部与柔性掩护支架单体顶梁相接触的一侧设有履带装置。

5.根据权利要求4所述的急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采系统，其特征在于：还包括用于保证采煤机构稳定行走的牵引机构；所述牵引机构包括设于工作面回风巷的行走绞车，以及设于采煤工作面中且与行走绞车相连接的钢绞线。

6.根据权利要求1-2、4-5中任意一所述的急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采系统，其特征在于：柔性掩护支架单体的底梁上还设有搪瓷溜槽，所述搪瓷溜槽通过液压机构与柔性掩护支架单体底梁固连于一体。

7.一种急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采方法，其特征在于：利用如权利要求1-6中任意一项所述的急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采系统，包括按顺序依次进行的以下步骤：

S1、巷道系统布置：煤层中俯伪斜布置采煤工作面，采煤工作面的前方、沿煤层倾斜方向掘进上山巷道，并沿煤层走向掘进工作面运输巷和工作面回风巷；其中，工作面运输巷位于采煤工作面的下端并在内部安装支架拆卸站，而工作面回风巷则位于采煤工作面的上端并在内部安装支架装配站；

S2、采煤工作面支护：在采煤工作面的采空侧铺设整体柔性掩护支架；在整体柔性掩护支架形成的区域内安设采煤机构，其中，采煤机构的行走部与整体柔性掩护支架相配合，采煤机构的截割部与煤壁紧密接触；

S3、采煤工作面落煤、运煤：采煤机构在行走部的驱动下沿采煤工作面上行割煤，沿采煤工作面下行清煤，开采的煤炭自工作面运输巷转运至外部；

S4、移架支护：采煤机构上行割煤、下行清煤单循环结束后，整体柔性掩护支架自行向煤壁方向移进并下降高度；同时，支架拆卸站将采煤工作面下端多余的柔性掩护支架单体拆除，并依次经工作面运输巷、上山巷道、工作面回风巷运至支架装配站处，再经过支架装配站将柔性掩护支架单体装配于采煤工作面的上端，至此完成一个循环；

S5、重复步骤S3、S4，使采煤工作面连续沿煤层走向推进，直至完成该煤区内所有煤炭的开采。

8.根据权利要求7所述的急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采方法，其特征在于：步骤S4中，当判定采煤工作面与上山巷道之间距离过大时，在采煤工作面和上山巷道之间掘进用于运输柔性掩护支架单体的备用巷道，所述备用巷道与采煤工作面相平行。

9.根据权利要求7或8所述的急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采方法，其特征在于：步骤S3中，采煤工作面煤炭采用自溜运输方式，随采煤机构上行割煤，搪瓷溜槽在液压机构的驱动下于采煤机构后方铺设；随采煤机构不断下行清煤，搪瓷溜槽在液压机构的驱动下超前采煤机构收回。