[发明专利]采掘急倾斜煤或矿层的方法和设备

说明书

本发明涉及采掘煤、矿的方法和设备，特别是开采急倾斜煤、矿层的方法和所用的设备。

众所周知，有用的矿石如煤层有时存在于急倾斜地层中。这种倾斜地层与水平面的倾角往往在80°至85°之间。因此，开采这样的矿床，有许多困难。就一般问题而言，在水平矿层中能够较好地操作的生产和支护设备，在急倾斜矿层中却不能使用。所遇到的另外一些困难是：急倾斜矿层在地质上一般都是错动的、波动的，地层在很短的距离内由薄变厚又由厚变薄，而且相邻的地层也有裂缝。

在采矿工业中，特别是在采煤工业中，人们的目的是在开采急倾斜矿层，特别是开采急倾斜煤层中利用已知的和用于分段巷道掘进的方法和设备，以获得效益。但迄今为止，还没有研究出一种技术方法和设备，使运用这种方法和设备能够毫无困难地开采急倾斜矿层。

本发明申请特别适用于急倾斜煤层的开采，在对本发明做进一步讨论中，将主要考虑对开采急倾斜煤层的方法和设备做详细描述。当然，这并不意味着这种方法和设备不能够用于开采其它矿床。

正如上面已经提到的，在采掘中用分段巷道的方法和设备已广为人知，并已在很多地方应用。这种方法是，从厚矿层的底层开始采掘，而不是用以前那种多层开采方法，从矿层的上部到底部采掘。用以前那种方法，如果需要，顶部有用的矿物陷落下来，引爆使其松散，可这样一直进行到表面。直到岩石显露出来。在这样的操作过程中，支护装置要不断延长，靠重复上面所描述的操作来推进工作面。

最近，人们研制出一种新型的适用于分段巷道采掘的设备和技术。用这种设备和技术，采掘区后部的框式支护完全靠一液压操纵的升-降机构，在该升降机构的下面设置有一运输机，把塌陷下来的有用矿物运走。一旦废石在陷落的矿物中出现，可以马上用降下升-降装置来阻止其进一步流向采区。

人们用相应的技术已研制出另外一种设备，并与上述设备相类似。在废石防护装置的后面部件有一可封闭的出矿口，有用的矿物可通过出矿口流落到运输机上。例如第HU-PS179856号专利公报中描述的这样一种设备。

已知的能够实现分段巷道采掘技术的方法和设备只能用来开采几乎水平的矿层，现有的用机械化挖掘分段巷道的方法并不适用于开采急倾斜厚矿层。

这种已知的分段巷道采掘方法和设备不适用于急倾斜矿层的原因在于：无论是开采的方法还是巷道系统均不能同时用于两种不同的矿层。进一步说，已知的机械开采和支护方法都不能用在急倾斜矿层。因为开采工艺不同，支护稳定性的条件也不一样。

本发明的目的是解决现有技术中的上述问题，提供一种开采急倾斜煤、矿层的方法和完成该方法的设备，使能经济、有效和连续地在同一操作阶段中，对不同的矿层厚度和倾斜度进行开采。

按照本发明，提供了一种开采急倾斜煤、矿层的方法，在该矿层的不同高度开有基本平行的分段平巷、沿脉平巷与分段平巷相交叉、而与倾斜巷道相连接，倾斜巷道的倾角与矿层的平均倾角最好相同，并位于操作循环的开始位置，其特征在于所述的沿脉平巷在矿层的底板上开掘出，然后在上部沿脉平巷的下面开掘与倾斜巷道相连的采场巷道，该采场巷道通过延伸天井与上部沿脉平巷相连接，然后在采场巷道中安置能完成机械回采开挖分段巷道、输送及支护作用的联合机器，然后开始长壁开采，使得通过联合机器的出矿口开采其余的矿层并运走，并且总是通过连续地延伸天井，保持采场巷道和上部沿脉平巷之间的连接，开采出的矿物通过倾斜巷道送到底部沿脉平巷中设置的运输装置上。

根据本发明所推荐的一实施例，沿脉平巷用来做采场巷道。

根据本发明所推荐的另外一个实施例，当联合机器在每一循环向前推进时，只有组成联合机器设备的附助支撑装置向前移动。

为了实现本发明的目的，本发明还提供了一种实现上述开采急倾斜煤、矿层的方法所用的设备。该设备包括一底座、通过掩护梁和液压支柱与该底座相连的顶梁，以及可相对于顶梁运动的可延伸悬臂，和可相应于底座升降的采-运机构，在掩护梁上开有一带有门的出矿口，该门由一液压制动部件来控制，在所述的采-运机构和底座中间设置了一托架，该托架可相对于底座移动，并与采-运机构的升-降装置相连。

本发明所提供的设备的特征是具有两排液压支柱，这就使在安装设备时其高度方面所受的限制减少，也就是由顶梁和底座所形成的角度的限制减少。

顶梁装有一可延伸悬臂，可延伸悬臂是由一个或多个液压缸驱动的。在可延伸悬臂前部可装配一个凸齿，此凸齿插入到采煤工作面，在那里起挖掘作用。根据本发明，关于设备的操作，所推荐的是要带有把相邻部件结合在一起的可延伸悬臂。