急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采系统技术方案

本实用新型专利技术属于煤矿开采技术领域，公开了一种急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采系统，包括工作面运输巷、工作面回风巷以及采煤工作面；采煤工作面中设有整体柔性掩护支架和采煤机构；工作面运输巷内设有用于拆卸柔性掩护支架单体的支架拆卸站，工作面回风巷内设有用于装配柔性掩护支架单体的支架装配站。本实用新型专利技术设计合理、投资少且施工方便，可有效解决急倾斜煤层机械化开采难度大的问题，能实现机械化、自动化、无人智能化开采，适用于倾角大等复杂难开采的煤层。杂难开采的煤层。杂难开采的煤层。

【技术实现步骤摘要】
急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采系统


[0001]本技术属于煤矿开采
，具体涉及一种急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采系统。

技术介绍

[0002]急倾斜煤层，是指赋存倾角大于45
°
的煤层，在我国煤炭探明储量中约占比10～20%，多为优质或稀缺资源。由于其倾角较大，不稳定性增加，导致开采难度较大。因此，如何对急倾斜煤层进行安全、高效的开采是众多矿区发展所需要解决的重要问题之一。
[0003]目前，为改善采煤工作面安全生产条件，保证采煤工作面底板和顶板系统的稳定性，急倾斜煤层中的采煤工作面一般俯伪斜布置，且相关技术中，多用柔性掩护支架采煤法开采急倾斜煤层。柔性掩护支架采煤法是上世纪50～60年代在我国淮南矿区首先实验使用的一种急倾斜煤层非机械化采煤方法。该方法采用钢丝绳将矿用工字钢进行连接，形成柔性支架，柔性支架沿采煤工作面全长铺设；采煤工作面落煤采用“人工+爆破”方式，即利用爆破的方式使煤层松动，再由工作人员进入柔性掩护支架中将煤炭开采，并通过搪瓷（铁皮）溜槽自溜至工作面运输巷。
[0004]上述方法采煤工作面支护系统稳定、易操作、投资小，但是需要进行人工开采，作业环境恶劣，安全隐患大，且开采效率较低，该方法已无法满足如今对煤炭开采综合产效的要求。
[0005]另一方面，利用柔性掩护支架采煤法进行煤矿开采时，随采煤工作面的不断推进，柔性掩护支架不仅会在采空区的压力作用下向煤壁方向移进，还会在自身重力作用下沿采煤工作面下移，导致采煤工作面的下端多出部分柔性掩护支架，而采煤工作面的上端则会相应减少部分柔性掩护支架。为保证柔性掩护支架的支护范围能够满足采煤工作面的需求，往往需要工人将下端的柔性掩护支架转移安装至采煤工作面的上端，移架支护过程复杂繁琐，极大程度上加大了工人的劳动程度，严重影响了对急倾斜煤层的开采效率。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的以上不足，本技术旨在提供一种急倾斜煤层柔性掩护支架机械化开采系统，以达到保证矿井安全生产、改善工人作业环境并提升煤炭开采综合产效的目的。
[0007]为实现上述目的，本技术所采用的技术方案如下：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，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。
[0008]作为本技术的限定，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。
[0009]作为本技术的另一种限定，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。
[0010]作为本技术的进一步限定，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。
[0011]作为本技术的再进一步限定，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。
[0012]作为本技术的其它限定，柔性掩护支架单体的底梁中还设有搪瓷溜槽，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。
[0013]由于采用了上述的技术方案，本技术与现有技术相比，所取得的有益效果是：
[0014]（1）本技术所公开的煤炭开采系统中，利用采煤机构实现了对急倾斜煤层的机械化开采，有效解决了“人工+爆破”采煤方式安全隐患大、开采效率低的问题；而通过在工作面运输巷中设置支架拆卸站，在工作面回风巷设置支架装配站，可以自主完成柔性掩护支架单体在采煤工作面下端的拆卸以及在采煤工作面上端的安装，易于实现移架支护的机械化和自动化，确保采煤工作面推进过程中整体柔性掩护支架的支护范围可始终满足采煤工作面的需求。本开采系统布置简单，易于实现采煤的机械化、自动化作业，改善工人作业环境、降低工人劳动强度的同时，还能够保证高效的煤炭开采综合产效。
[0015]（2）本技术所公开的煤炭开采系统中，采煤机构截割部的旋转方向由传统平行于煤壁方向改为垂直于煤壁方向，截割部能够与煤壁充分接触，提高煤炭开采效率的同时还能够减少松动煤层对截割部的运行阻力。
[0016]（3）本技术所公开的煤炭开采系统中，柔性掩护支架单体的底梁和顶梁之间设置有活性伸缩支柱，一方面能够提高柔性掩护支架单体承载压力的能力，另一方面也便于柔性掩护支架单体高度的调节，保证柔性掩护支架单体对采煤工作面的良好支护。
[0017]（4）本技术所公开的煤炭开采系统中，通过上山巷道能够快速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，实现柔性掩护支架单体的循环使用，保证采煤工作面安全高效循环推进的同时，还降低了生产所需成本。
[0018]（5）本技术所公开的煤炭开采系统中，采煤机构的行走部包括履带装置和齿轮卡轨装置，履带装置为采煤机构提供行走动力，而齿轮卡轨装置安装于柔性掩护支架单体底梁中的装配式柔性齿轮上，对采煤机构形成导向作用，可以有效保证采煤机构安全稳定的运行。
[0019]（6）本技术所公开的煤炭开采系统中设置的牵引机构，一方面能够辅助履带装置为采煤机构提供一定的行走动力，另一方面则能够协助齿轮卡轨装置对采煤机构进行导向，防止采煤机构在采煤过程中向煤壁侧下移，可有效提高采煤工作面的安全性。
[0020]（7）本技术所公开的煤炭开采系统中，柔性掩护支架单体底梁上设置的可伸缩搪瓷溜槽，在不影响柔性掩护支架单体移架，并防止采煤机构中截割部对搪瓷溜槽造成破坏的同时，能够实现采煤工作面煤炭的自溜运输。
[0021]（8）本技术在布置巷道系统时，会选择性布置备用巷道，当采煤工作面与上山巷道之间距离大于1500米时，备用巷道能够作为柔性掩护支架单体运输的专用巷道，来适当减少柔性掩护支架单体的运输距离，保证柔性掩护支架单体的快速运输和装配，进而在移架支护时做到高效补充整体柔性掩护支架的有效支护范围。
[0022]综上所述，本技术设计合理、技术简单且施工方便，可有效解决急倾斜煤层机械化开采难度大的问题，极大程度上减少了设备投资，能够实现机械化、自动化、无人智能化开采，适用于倾角大等复杂难开采的煤层。
附图说明
[0023]下面结合附图及具体实施例对本技术作更进一步详细说明。
[0024]图1为本技术实施例1的平面布置图；
[0025]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍永平，王同，罗生虎，孙明明，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：