[發明專利]一種適用于急傾斜煤層的采煤裝置及方法

有效

• 申請號: 202010698015.5
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111764896B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 高魁東;張曉迪;孫利青;曾慶良;張鑫;王成龍;王亮;武天驕;逯振國
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21C25/00
• 分類號: E21C25/00;E21C35/22;E21C35/20;E21C29/04;E21F13/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

1.一種適用于急傾斜煤層的采煤裝置，其特征在于：包括盾構式采煤機(2)、刮板輸送機(4)、裝載卷揚機(5)、牽引卷揚機(8)；

所述刮板輸送機(4)和裝載卷揚機(5)水平設置在煤巷底部，所述牽引卷揚機(8)設置在所述煤巷頂端；所述裝載卷揚機(5)為雙筒卷揚機，所述雙筒卷揚機的裝載繩索(6)由上側的主繩(6-1)和下側的副繩(6-2)組成；所述盾構式采煤機(2)位于煤巷內，盾構式采煤機(2)的后擋板上設有導向輪(2-7)，所述主繩(6-1)穿過所述導向輪(2-7)后與所述副繩(6-2)連接，并在所述副繩(6-2)上懸掛裝載耙斗(3)，所述裝載繩索(6)的總長度大于煤巷總長度的兩倍；

所述牽引卷揚機(8)的數量為兩臺，兩根牽引繩索(7)的一端固定在所述盾構式采煤機(2)的前擋板上，所述兩根牽引繩索(7)的另一端分別穿過煤層(9)后繞制在牽引卷揚機(8)上；

所述盾構式采煤機(2)包括位于所述前擋板和后擋板之間的機箱(2-1)，所述機箱(2-1)周側分布有若干行走輪(2-5)；所述后擋板覆蓋所述機箱(2-1)后表面上部區域，所述前擋板上安裝若干由電機驅動的刀盤，并設置有若干連通所述機箱(2-1)內部并直達所述機箱(2-1)后表面的過煤口；所述導向輪(2-7)安裝在所述后擋板中軸線上距機箱(2-1)頂部1/3距離處；

所述機箱(2-1)的工作截面為正方形，所述刀盤包括分別安裝在所述前擋板中心位置和四角的三角刀盤(2-2)以及分別安裝在正方形工作截面的每邊中點處的方形刀盤(2-3)，所述三角刀盤(2-2)形成的截割平面位于所述方形刀盤(2-3)形成的截割平面外側，所述方形刀盤(2-3)和三角刀盤(2-2)形成的截割平面覆蓋所述煤巷的截面。

2.根據權利要求1所述的適用于急傾斜煤層的采煤裝置，其特征在于：所述三角刀盤(2-2)包括正三角形的三角刀盤架(2-2-3)，所述三角刀盤架(2-2-3)的中心向三個角分別設有連接筋，所述連接筋的表面沿連接筋走向左右對稱設置若干組菱形刮刀(2-2-2)，所述三角刀盤架(2-2-3)的中心固定有三角銑刀(2-2-1)；所述方形刀盤(2-3)包括方形刀盤架(2-3-3)，所述方形刀盤架(2-3-3)的中心向四個角分別設有連接筋，所述連接筋的表面沿連接筋走向左右對稱設置若干組菱形刮刀(2-3-2)，所述方形刀盤架(2-3-3)的中心固定有四角銑刀(2-3-1)；所述三角刀盤架(2-2-3)和方形刀盤架(2-3-3)的中心分別與電機的驅動軸連接；其中，菱形刮刀(2-2-2，2-3-2)的刀面與刀架平面形成115°到135°夾角。

3.根據權利要求1或2所述的適用于急傾斜煤層的采煤裝置，其特征在于：所述機箱(2-1)前端外圓周布設有一圈刮刀(2-6)，所述刮刀(2-6)呈三棱柱結構，錐邊朝向工作面方向。

4.根據權利要求1或2所述的適用于急傾斜煤層的采煤裝置，其特征在于：還包括設置在所述前擋板上的若干個噴嘴(2-8)。

5.一種適用于急傾斜煤層的采煤方法，其特征在于：采用權利要求1-4任一所述的采煤裝置，所述采煤方法包括以下步驟：

步驟1：由牽引鉆頭(1)分別連接牽引繩索(7)在煤巷中鉆進，到達煤巷頂部完成鉆孔，然后將牽引繩索(7)與所述牽引鉆頭(1)連接的一端纏繞到牽引卷揚機(8)上；

步驟2：啟動牽引卷揚機(8)進行繞繩，牽引繩索(7)帶動盾構式采煤機(2)向煤巷頂部移動，三角刀盤(2-2)和方形刀盤(2-3)進行旋轉破煤；

步驟3：啟動裝載卷揚機(5)對裝載繩索(6)進行繞繩，收主繩(6-1)，放副繩(6-2)，放副繩(6-2)速度應大于收主繩(6-1)速度，盾構式采煤機(2)通過導向輪(2-7)牽引著裝載繩索(6)將裝載耙斗(3)拉至后擋板處；

步驟4：裝載耙斗(3)被拉至后擋板處時，裝載卷揚機(5)反向轉動，收副繩(6-2)，放主繩(6-1)，收副繩(6-2)速度應小于放主繩(6-1)速度，裝載耙斗(3)在副繩(6-2)的牽引下向煤巷底部運動，同時將散落在煤巷坡道上的落煤裝載到刮板輸送機(4)中；

步驟5：重復步驟3至步驟4完成落煤的裝載。

6.根據權利要求5所述的一種適用于急傾斜煤層的采煤方法，其特征在于：所述牽引鉆頭(1)的前端筋板軸向截面為錐形結構，前端筋板上裝有截齒，前端筋板后端設置有螺旋輸送結構，鉆桿為中空結構；牽引繩索(7)的一端預先連接牽引鉆頭(1)，牽引繩索(7)的另一端連接盾構式采煤機(2)的前擋板，牽引繩索(7)的主體預先置入鉆桿內。