[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度巖體開采裝置及開采方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310522036.5
• 申請(qǐng)日: 2023-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN116398128A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江紅祥;趙良;張曉迪;劉送永;杜邁;郝尚清;李洪盛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)科中邁（徐州）能源科技有限公司;國(guó)科智能礦山設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): E21C25/16
• 分類號(hào): E21C25/16;E21C25/60;E21C25/68;E21C41/16;E21D23/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 張?chǎng)?/td>

本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度巖體開采裝置及開采方法。該裝置包括采礦機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架；刮板輸送機(jī)和液壓支架正對(duì)工作面，位于工作面兩側(cè)的順槽之間；采礦機(jī)包括機(jī)體、盤形滾刀和牽引鏈，機(jī)體通過牽引鏈可移動(dòng)地設(shè)于刮板輸送機(jī)上；盤形滾刀設(shè)有兩個(gè)，對(duì)稱設(shè)置于機(jī)體正對(duì)工作面的一側(cè)上，其內(nèi)部設(shè)有射流噴嘴、分支流道和主流道，主流道位于盤形滾刀的中心軸線處，一端與盤形滾刀外的高壓射流泵連接，另一端與分支流道聯(lián)通，分支流道設(shè)于盤形滾刀的刀圈內(nèi)，兩端分別聯(lián)通主流道和射流噴嘴，射流噴嘴設(shè)于盤形滾刀的刀圈邊緣；刮板輸送機(jī)與液壓支架通過推移油缸連接。本發(fā)明采用順槽單向落巖和高壓水射流輔助落巖，極大地提升了開采效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦產(chǎn)開采技術(shù)領(lǐng)域，涉及煤炭、金屬礦山和無機(jī)鹽礦床等礦產(chǎn)開采，具體涉及一種高強(qiáng)度巖體開采裝置及開采方法。

背景技術(shù)

隨著煤炭、金屬礦山開采等逐步向深地邁進(jìn)，地應(yīng)力高、巖體堅(jiān)硬度大等矛盾日益突出，導(dǎo)致礦體開采難度顯著增加，現(xiàn)有開采裝備及手段難以匹配和適應(yīng)，不僅提高了開采成本，同時(shí)嚴(yán)重影響開采效率。

在現(xiàn)有技術(shù)手段中，煤炭等礦體的開采主要依靠采煤機(jī)、刨煤機(jī)和連采機(jī)等機(jī)械裝備，借助截齒直接破碎煤巖。而在深地條件下，煤巖的堅(jiān)固度系數(shù)顯著增大，同時(shí)高地應(yīng)力環(huán)境又大大增加了其被破碎難度，截齒破碎堅(jiān)硬煤巖時(shí)的難度增大，同時(shí)對(duì)機(jī)械破巖設(shè)備造成嚴(yán)重的沖擊負(fù)載，截齒磨損快、更換頻率增加，礦體開采效率降低，開采成本增加。

除此之外，現(xiàn)有長(zhǎng)壁開采的采礦工藝主要采用采礦機(jī)中部斜切進(jìn)刀或端部斜切進(jìn)刀方式，采用上述兩種開采工藝時(shí)采礦機(jī)往返一次僅完成一次進(jìn)刀破巖，即上行破巖、下行跑空清理巖渣，開采效率不高，且斜切進(jìn)刀時(shí)刮板輸送機(jī)保持彎曲狀態(tài)，工作面直線度差，采礦機(jī)斜切進(jìn)刀時(shí)截割沖擊載荷明顯，機(jī)身震顫嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容

解決的技術(shù)問題：針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度巖體開采裝置及開采方法，通過鏈牽引方式帶動(dòng)采礦機(jī)在工作面往復(fù)移動(dòng)，盤形滾刀和巖體直接接觸楔裂破碎巖石，融合高壓水射流技術(shù)預(yù)切割巖體降低其強(qiáng)度，提高堅(jiān)硬礦體的開采效率，同時(shí)水射流能夠降低工作面粉塵濃度，降低滾刀和巖石相互作用產(chǎn)生的摩擦熱、提高滾刀服役壽命。

技術(shù)方案：一種高強(qiáng)度巖體開采裝置，包括采礦機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架；所述刮板輸送機(jī)和液壓支架正對(duì)工作面，位于工作面兩側(cè)的順槽之間；所述采礦機(jī)包括機(jī)體、盤形滾刀和牽引鏈，所述機(jī)體通過牽引鏈可移動(dòng)地設(shè)于刮板輸送機(jī)上；所述盤形滾刀設(shè)有兩個(gè)，對(duì)稱設(shè)置于機(jī)體正對(duì)工作面的一側(cè)上，其內(nèi)部設(shè)有射流噴嘴、分支流道和主流道，所述主流道位于盤形滾刀的中心軸線處，一端與盤形滾刀外的高壓射流泵連接，另一端與分支流道聯(lián)通，所述分支流道設(shè)于盤形滾刀的刀圈內(nèi)，兩端分別聯(lián)通主流道和射流噴嘴，所述射流噴嘴設(shè)于盤形滾刀的刀圈邊緣；所述刮板輸送機(jī)與液壓支架通過推移油缸連接，所述推移油缸為雙活塞油缸，其活塞與刮板輸送機(jī)連接，用于推動(dòng)刮板輸送機(jī)向工作面方向移動(dòng)；其活塞桿與液壓支架連接，用于拉動(dòng)液壓支架向工作面方向移動(dòng)。

優(yōu)選的，所述盤形滾刀的刀圈材質(zhì)為高強(qiáng)度合金鋼。

優(yōu)選的，所述分支流道設(shè)有3~6個(gè)，均勻分布于盤形滾刀與工作面接觸的一側(cè)。

優(yōu)選的，所述射流噴嘴的內(nèi)腔為指數(shù)型漸縮結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述高壓射流泵上設(shè)有閥門。

優(yōu)選的，所述采礦機(jī)還包括裝載板，所述裝載板設(shè)于盤形滾刀之間，且與工作面成45°~75°夾角。

優(yōu)選的，所述刮板輸送機(jī)包括刮板、刮板鏈和中部槽，所述中部槽之間相互連接組成運(yùn)輸溜槽，所述刮板分別設(shè)于刮板鏈上，所述刮板鏈設(shè)于運(yùn)輸溜槽內(nèi)，并帶動(dòng)刮板沿運(yùn)輸溜槽做循環(huán)圓周運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述中部槽的后槽幫上設(shè)有正對(duì)工作面的霧化噴嘴。

一種高強(qiáng)度巖體開采方法，包括步驟如下：