[發明專利]一種雙巷道聯合快速掘進排矸系統及方法

有效

• 申請號: 201410770573.2
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104533429A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 劉送永;姬會福;杜長龍;李建平;紀云;江紅祥;劉曉輝;楊道龍;劉增輝
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/12
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

技術領域

本發明涉及一種煤礦井下巷道掘進及排矸技術，具體是一種雙巷道聯合快速掘進排矸系統及方法，特別適用于井下傾斜巷道的掘進施工。

背景技術

目前，井下傾斜巷道的開采大都采用“液壓鉆車+挖掘裝載機+轉載機+膠帶輸送機+礦車”的作業線，而液壓鉆車和挖掘裝載機操作復雜，對操作人員日常操作熟練程度和檢修人員維護水平要求較高，且液壓鉆車開采效率很低，需要工人勞動強度大，機械化水平低，造成巷道掘進緩慢；開采下來的矸石需要使用裝載機進行裝載，經過轉載機轉載運輸到主巷道內，再由主巷道排出，暗斜巷道與主巷道相通需要開設多條巷道，一次只能完成一條巷道的開挖，工序復雜，安全系數低，造成工作效率低，造成出矸率低。巷道的掘進速度直接影響了煤礦的開采速度，如何能有效節省勞動力，最大效率的開挖巷道具有重要意義。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種雙巷道聯合快速掘進排矸系統及方法，以實現巷道的高效快速安全掘進。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種雙巷道聯合快速掘進排矸系統，包括懸臂式掘進機、皮帶輸送機和矸石轉運裝置、矸石倉和礦車；所述懸臂式掘進機有兩臺，分別記為懸臂式掘進機Ⅰ和懸臂式掘進機Ⅱ，懸臂式掘進機Ⅰ布置在巷道Ⅰ內，懸臂式掘進機Ⅱ布置在巷道Ⅱ內，巷道Ⅰ和巷道Ⅱ通過中間掘進聯絡巷道相連通；所述皮帶輸送機有三臺，分別記為皮帶輸送機Ⅰ、皮帶輸送機Ⅱ和皮帶輸送機Ⅲ，皮帶輸送機Ⅰ布置在巷道Ⅰ內，皮帶輸送機Ⅱ布置在中間掘進聯絡巷道內，皮帶輸送機Ⅲ布置在巷道Ⅱ內；所述矸石轉運裝置有三臺，分別記為矸石轉運裝置Ⅰ、矸石轉運裝置Ⅱ和矸石轉運裝置Ⅲ；皮帶輸送機Ⅰ前端與懸臂式掘進機Ⅰ尾部托架使用銷軸連接，矸石轉運裝置Ⅰ入口設置在皮帶輸送機Ⅰ中后部，矸石轉運裝置Ⅰ出口設置在皮帶輸送機Ⅱ前端，矸石轉運裝置Ⅱ入口設置在皮帶輸送機Ⅱ尾端，矸石轉運裝置Ⅱ出口設置在皮帶輸送機Ⅲ中后部，皮帶輸送機Ⅲ前端與懸臂式掘進機Ⅱ尾部托架使用銷軸連接，矸石轉運裝置Ⅲ入口設置在皮帶輸送機Ⅲ尾端，矸石轉運裝置Ⅲ出口設置在矸石倉入料口的正上方，避免矸石拋落到巷道Ⅱ，矸石倉與下方的運輸巷道垂直相連通，在運輸巷道內布置有礦車軌道，礦車軌道設置在矸石倉出料口的正下方，礦車設置在礦車軌道上；一般礦車由電牽引列車牽引。

優選的，所述矸石倉包括倉體和排矸擋板，倉體上部為圓柱形、下部為圓錐形，排矸擋板設置在倉體的出料口，倉體通過水平錨桿固定。

優選的，所述矸石轉運裝置Ⅰ和矸石轉運裝置Ⅱ結構相同，包括底托架、支座和溜槽，底托架固定連接溜槽和入口側的皮帶輸送機，支座固定連接溜槽和出口側的皮帶輸送機，溜槽的入口端設置有90°彎曲，用于改變矸石角度，并且溜槽入口向下傾斜延伸至出口，使矸石在初始速度和重力作用下克服摩擦力，緩慢滑落到皮帶輸送機。

優選的，所述皮帶輸送機Ⅱ和皮帶輸送機Ⅲ采用一般的單一皮帶機體的結構，皮帶輸送機Ⅰ采用雙皮帶機體的結構，具體包括上皮帶機體、下皮帶機體、中間滾輪、皮帶和皮帶機頭，上皮帶機體和下皮帶機體相互分離并存在高度差，中間滾輪布置在上皮帶機體尾部底面，皮帶依次繞過上皮帶機體、中間滾輪、下皮帶機體并返回上皮帶機體，皮帶機頭安裝在下皮帶機體尾部，為上皮帶機體和下皮帶機體提供動力。皮帶輸送機Ⅰ雙皮帶機體的結構用于與皮帶輸送機Ⅱ產生高度差，使其上矸石能沿矸石轉運裝置Ⅰ自由滑落到皮帶輸送機Ⅱ上，且其中間滾輪用于提供皮帶輸送機Ⅰ的張緊和繞帶。根據巷道傾斜情況，皮帶輸送機Ⅱ與皮帶輸送機Ⅲ本身存在高度差，為便于安裝和節省空間，采用單一的皮帶機體結構。

優選的，所述巷道Ⅰ和巷道Ⅱ均為傾斜布置巷道，中間掘進聯絡巷道為水平布置巷道。

一種采用雙巷道聯合快速掘進排矸系統的掘進方法，包括如下步驟：

(1)將懸臂式掘進機Ⅰ布置在巷道Ⅰ內，懸臂式掘進機Ⅱ布置在巷道Ⅱ內，懸臂式掘進機Ⅰ和懸臂式掘進機Ⅱ同時工作，分別對巷道Ⅰ和巷道Ⅱ進行破巖作業；通過懸臂式掘進機Ⅰ上刮板輸送機構將矸石從懸臂式掘進機Ⅰ尾部輸送至皮帶輸送機Ⅰ，通過懸臂式掘進機Ⅱ上刮板輸送機構將矸石從懸臂式掘進機Ⅱ尾部輸送至皮帶輸送機Ⅲ；

(2)巷道Ⅰ內矸石通過皮帶輸送機Ⅰ向后運輸，經過矸石轉運裝置Ⅰ沿溜槽改變矸石流向，使矸石滑落到皮帶輸送機Ⅱ上；進一步經過矸石轉運裝置Ⅱ沿溜槽改變矸石流向，最終將巷道Ⅰ內的矸石與巷道Ⅱ的矸石匯聚到皮帶輸送機Ⅲ上，完成矸石的轉運；