[實用新型]適用于模型試驗的自動化微型采煤系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220621962.5
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN202970715U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王漢鵬;李術(shù)才;薛俊華;袁亮;李建明;余國鋒;吳志堅;張慶賀
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);淮南礦業(yè)（集團）有限責任公司
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;E21C25/06;E21C31/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種在無煤柱煤與瓦斯共采模擬試驗當中應(yīng)用的微型采煤機，尤其是一種適用于模型試驗的自動化微型采煤系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

煤礦開采后，上覆巖層破裂，在采場四周形成應(yīng)力泄壓區(qū)和巖層破裂區(qū)，從而增加煤體與巖層的透氣性，煤體中的瓦斯氣體就會釋放，在裂隙區(qū)內(nèi)運移。對于高瓦斯或煤與瓦斯突出煤層，為了避免瓦斯爆炸等事故，一般需要進行采前預(yù)先抽放以及開采過程中進行瓦斯抽放與治理，降低煤層中的瓦斯含量，為了提高瓦斯抽放效率，需要研究開采過程中瓦斯的運移規(guī)律。目前關(guān)于瓦斯運移規(guī)律研究主要是理論分析、數(shù)值模擬計算、現(xiàn)場觀測以及模擬試驗等方法，其中模擬試驗要成功，就需要研制一套能夠真實模擬現(xiàn)場回采過程的微型采煤機。?

目前相關(guān)微型采煤機的研究現(xiàn)狀如下：?

（1）申請?zhí)枮?00710118254.3的中國專利公開了一種煤與瓦斯共采三維模擬實驗臺，包括箱體，箱體上設(shè)有加壓裝置，用于對箱體內(nèi)的巖石均勻加載，實現(xiàn)礦壓模擬；該實驗臺還設(shè)有采煤裝置，采煤裝置可在箱體底部移動，模擬采煤機割煤過程。底板采煤，實際反映的是模型在沒有底板的情況下運動跨落狀態(tài)，這種采煤方法與實際差別很大，并不能完全反映實際情況，其配置的采煤裝置也僅能適用于模擬底板采煤，并不能適用于模擬其他巖煤層的開采過程。?

（2）申請?zhí)枮?00820172271.5的中國專利公開了一種用于采場礦壓三維物理模擬試驗臺的新型采煤裝置，特征是包括一工作支撐臺架及一微型開采機構(gòu)，微型開采機構(gòu)能置放在工作支撐臺架上，在人工操作下微型開采機構(gòu)能沿工作支撐相應(yīng)移動進抵工位，上述工作支撐臺架設(shè)置高度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。該試驗裝置自動化程度不高，采煤推進需由人工完成，無法保證速度的均勻性，且回采過程由外部向內(nèi)開采，不能真實模擬現(xiàn)場實際采煤情況，無法真實反映上覆巖層的破裂坍塌過程。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于模型試驗的自動化微型采煤系統(tǒng)，該系統(tǒng)易操作、自動化程度高，煤層回采時先開挖上下順槽，然后形成開切眼，從開切眼處向外開挖，隱蔽式開挖，真實模擬煤層回采過程。?

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案：?

一種適用于模型試驗的自動化微型采煤系統(tǒng)，包括高度可調(diào)節(jié)的支架，所述支架的一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機，支架上設(shè)有步進電機和液壓支腿，支架另一端設(shè)有采煤裝置，所述旋轉(zhuǎn)電機和步進電機均與采煤裝置相連；所述步進電機、旋轉(zhuǎn)電機和液壓支腿分別和自動控制系統(tǒng)相連接。?

所述采煤裝置包括預(yù)埋開切眼，所述預(yù)埋開切眼中設(shè)有C型擋罩、采煤機滾筒、通風管、傘齒輪、傘齒輪轉(zhuǎn)動軸承和花鍵軸，所述C型擋罩固定安裝于采煤機滾筒的后部，通風管一端與C型擋罩上的通風口固定連接，另一端固定在傘齒輪上，傘齒輪安裝于采煤機滾筒兩端，傘齒輪通過花鍵軸與旋轉(zhuǎn)軸相連，旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)電機相連；采煤機滾筒與傘齒輪接觸部位設(shè)有滾筒支架，采煤機滾筒、傘齒輪、花鍵軸和傘齒輪轉(zhuǎn)動軸承均安裝在滾筒支架上，形成一個聯(lián)動整體，旋轉(zhuǎn)軸通過花鍵軸與其上的傘齒輪連接。?

所述傘齒輪轉(zhuǎn)動軸承安裝于傘齒輪與滾筒支架接觸處。?

所述旋轉(zhuǎn)軸外部設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸外套，旋轉(zhuǎn)軸外套露出模型一端通過旋轉(zhuǎn)軸外套法蘭由螺栓固定在旋轉(zhuǎn)電機上，其旋轉(zhuǎn)軸外套下部設(shè)有齒條，由齒輪帶動其水平運動。所述齒條與連接在步進電機上的齒輪嚙合；旋轉(zhuǎn)軸外部靠近旋轉(zhuǎn)電機一側(cè)外表面上加工有風管連接法蘭，外部風管由此固定在旋轉(zhuǎn)軸外套上。?

預(yù)埋開切眼為一面開口的中空長方體鋼架，兩端各向外伸出一個耳朵狀構(gòu)件，預(yù)埋開切眼的高度大于采煤機滾筒，預(yù)埋開切眼預(yù)埋在采煤機滾筒外部。?

所述C型擋罩上部設(shè)置有橡膠擋風墊，兩側(cè)有通風口，并安裝固定在采煤機滾筒后部，同采煤機滾筒一起水平運動。采煤機滾筒采煤時形成的回采落料存儲于C型擋罩內(nèi)，并由外部風流通過通風口帶出C型擋罩。?

所述采煤機滾筒為外部帶有滾刀的中空圓筒，兩端分別安裝有傘齒輪，傘齒輪與滾筒支架接觸處安裝有傘齒輪轉(zhuǎn)動軸承，以確保傘齒輪帶動的采煤機滾筒能夠平穩(wěn)順暢的運行。采煤機滾筒由旋轉(zhuǎn)軸通過傘齒輪帶動旋轉(zhuǎn)，整個回采過程可以通過外部自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)精確控制。?

所述滾筒支架位于采煤機滾筒與傘齒輪接觸部位，用以支撐采煤機滾筒旋轉(zhuǎn)，保護預(yù)埋件免受回采煤塵的干擾。采煤機滾筒、傘齒輪、花鍵軸和傘齒輪轉(zhuǎn)動軸承均安裝在滾筒支架上，形成一個聯(lián)動整體，外部旋轉(zhuǎn)軸通過花鍵軸與其連接，并通過傘齒輪帶動采煤機滾筒旋轉(zhuǎn)，當旋轉(zhuǎn)軸由旋轉(zhuǎn)軸外套帶動水平移動時，整個聯(lián)動整體也跟隨其一起向外水平運動，完成回采過程。?