本發(fā)明豎向立式采礦掘進機，屬于采礦掘進機械技術領域，特別涉及一種豎向采礦掘進設備。

背景技術：

目前，在煤炭、鹽類等固體礦床開采裝備領域，我國的采煤機、連采機等機械化開采設備已具有很高的技術水平，實現(xiàn)了固體礦床水平推進安全高效開采，成熟應用于近水平、緩傾斜、中斜賦存的中厚及厚礦層的開采，并取得良好的技術經(jīng)濟效果。當其應用于厚度大于30m的特厚固體礦床開采時，則需采用沿礦床厚度方向水平分層、逐層開采的巷道布置方式，直接降低資源的回收率、礦井的安全可靠程度和技術經(jīng)濟效果。若改變采礦設備水平推進的開采方式，使其沿礦床厚度豎向推進開采，則可解決厚度大于30m特厚固體礦床的安全高效開采問題，但目前尚未有機械化的豎向立式采礦設備以供采用。在礦井建設領域，立井井筒施工多采用爆破作業(yè)的方式，存在機械化水平低、工人勞動強度大、安全可靠程度低、掘進速度慢等缺陷，而機械化反井鉆機多成熟應用于直徑小于5m的立井井筒施工。針對直徑大于7m的立井井筒施工，尚未有機械化的豎向立式掘進設備以供采用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術存在的不足，彌補現(xiàn)有采礦掘進設備的空白，所要解決的技術問題為提供一種機械化的豎向立式采礦掘進機。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：豎向立式采礦掘進機，包括支撐行走系統(tǒng)、豎向推進系統(tǒng)、連接框架、旋轉驅(qū)動系統(tǒng)和截割采掘系統(tǒng)，所述支撐行走系統(tǒng)包括多個均布的液壓支撐腳，多個液壓支撐腳水平環(huán)形布置，其缸體部分均固定在支撐行走系統(tǒng)的框架上；所述豎向推進系統(tǒng)為多個推進油缸，多個推進油缸的缸體均固定在支撐行走系統(tǒng)的底部，多個推進油缸的活塞桿均固定在連接框架的頂部；所述旋轉驅(qū)動系統(tǒng)安裝在連接框架內(nèi)部，且旋轉驅(qū)動系統(tǒng)的底部與截割采掘系統(tǒng)連接；所述截割采掘系統(tǒng)包括連接架和多個自驅(qū)截割滾筒，所述多個自驅(qū)截割滾筒連接在連接架上。

所述自驅(qū)截割滾筒為內(nèi)置驅(qū)動螺旋導向截割滾筒，其螺旋導向向內(nèi)，數(shù)量為兩個，水平且對稱布置。

所述液壓支撐腳的數(shù)量為四個或八個，呈單層或雙層固定在支撐行走系統(tǒng)的框架上。

所述截割采掘系統(tǒng)的連接架底部中心還固定有導向裝置，所述導向裝置包括導向桿和導向輪盤，導向桿的上端固定在連接架的底部，導向桿的下端固定有導向輪盤，導向輪盤的圓周面上安裝有多個滾輪，且導向輪盤的位置低于自驅(qū)截割滾筒。

所述自驅(qū)截割滾筒為內(nèi)置驅(qū)動螺旋導向截割滾筒，其螺旋導向向內(nèi)，數(shù)量為兩個，兩個自驅(qū)截割滾筒呈外高內(nèi)低傾斜對稱布置。

所述截割采掘系統(tǒng)的連接架底部中心還固定連接有先導鉆，所述先導鉆的位置低于自驅(qū)截割滾筒。

所述先導鉆的下方設置有導向裝置，所述導向裝置包括導向桿和導向輪盤，導向桿的上端固定在連接架的底部，導向桿的下端固定有導向輪盤，導向輪盤的圓周面上安裝有多個滾輪。

本發(fā)明應用時，預先在下部施工運輸巷道，在采掘圓柱體中心施工溜礦（渣）孔；豎向立式采礦掘進機工作時，導向裝置的導向輪盤位于溜礦（渣）孔中，并在必要時配套安裝先導鉆，起導向和防止設備偏斜的作用；支撐行走系統(tǒng)的多個液壓支撐腳支撐在四周的礦（巖）壁上，用于平衡豎向立式采礦掘進機工作時的徑向作用力和旋轉扭矩的作用力；遠程操控自驅(qū)截割滾筒旋轉，在支撐行走系統(tǒng)和豎向推進系統(tǒng)的輔助下、充分利用設備自重開始截割礦（巖）石，同時操控旋轉驅(qū)動系統(tǒng)，帶動整個截割采掘系統(tǒng)按照一定的深度旋轉截割一個圓面上的礦（巖）石；截割礦（巖）石的過程中，由于自驅(qū)截割滾筒上的割齒布置為向溜礦（渣）孔導向的螺旋形，并在必要時斜置截割滾筒，這樣就將截割的礦（巖）石連續(xù)輸送至溜礦（渣）孔，自溜到下部運輸巷道中的運輸設備上；旋轉截割一周后，控制豎向推進系統(tǒng)的推進油缸活塞桿伸出，使截割采掘系統(tǒng)下降，進行下一個截割循環(huán)，多個截割循環(huán)后，支撐行走系統(tǒng)的多個液壓支撐腳收回，豎向推進系統(tǒng)的推進油缸活塞桿收回，使得支撐行走系統(tǒng)大步距邁步式下行，到位后，液壓支撐腳伸出撐好，完成一個采礦掘進循環(huán)；繼續(xù)重復上述工作過程，直至到達設定的采礦掘進深度。在整個豎向立式下行開采掘進過程中，支撐行走系統(tǒng)和導向裝置在采掘圓柱體側壁和溜礦（渣）孔側壁的支撐下，防止豎向立式采礦掘進機的偏斜，保證了設備的垂直下行。豎向立式采礦掘進機到達設定的采礦掘進深度后，采用吊裝設備直接吊出，安裝到下一個位置進行開采掘進。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果。

1、本發(fā)明填補了厚度大于30m的特厚固體礦床開采無豎向立式機械化開采設備的技術空白，與現(xiàn)有的特厚固體礦床水平分層機械化開采方法相比，創(chuàng)新性地改變采礦設備水平推進的開采方式，使其沿礦床厚度豎向推進開采，解決了特厚固體礦床水平分層開采的資源回收率低、礦井安全可靠程度低和技術經(jīng)濟效果較差等問題，實現(xiàn)了特厚固體礦床豎向立式機械化安全高效開采。

2、本發(fā)明填補了直徑大于7m的立井井筒施工無豎向立式機械化掘進設備的技術空白，與爆破作業(yè)的方式相比，解決了機械化水平低、工人勞動強度大、安全可靠程度低、掘進速度慢等問題，實現(xiàn)了立井井筒豎向立式機械化安全快速掘進。

3、本發(fā)明采用自驅(qū)截割滾筒，滾筒內(nèi)置驅(qū)動，在支撐行走系統(tǒng)、豎向推進系統(tǒng)和旋轉驅(qū)動系統(tǒng)的輔助下、充分利用設備自重截割礦（巖）石，降低了采礦掘進成本，相應減小了支撐行走系統(tǒng)、豎向推進系統(tǒng)和旋轉驅(qū)動系統(tǒng)對截割礦(巖)石的作用力，設備結構簡單、合理，運行高效。

4、本發(fā)明中的自驅(qū)截割滾筒采用螺旋導向，滾筒上的割齒布置為向溜礦（渣）孔導向的螺旋形，并在必要時將截割滾筒斜置，實現(xiàn)了截割的礦（巖）石向溜礦（渣）孔的連續(xù)輸送，提高了采礦掘進效率。

5、本發(fā)明通過支撐行走系統(tǒng)和豎向推進系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)了截割采掘系統(tǒng)的多次截割循環(huán)和大步距邁步式下行，簡化了設備運行工序，提高了采礦掘進效率。

6、本發(fā)明采用導向裝置，并在必要時配套安裝先導鉆，起導向和防止設備偏斜的作用，與支撐行走系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，有效保障設備的垂直下行。

7、本發(fā)明實現(xiàn)了遠程操控，自動化控制程度高，為實現(xiàn)無人采礦掘進奠定了基礎。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

圖1為本發(fā)明實施例一的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例二的結構示意圖。

圖中：1為支撐行走系統(tǒng)，2為豎向推進系統(tǒng)，3為連接框架，4為旋轉驅(qū)動系統(tǒng)，5為截割采掘系統(tǒng)，6為導向裝置，7為液壓支撐腳，8為推進油缸，9為連接架，10為自驅(qū)截割滾筒，11為導向桿，12為導向輪盤，13為先導鉆。

具體實施方式

實施例一

如圖1所示，本發(fā)明豎向立式采礦掘進機，包括支撐行走系統(tǒng)1、豎向推進系統(tǒng)2、連接框架3、旋轉驅(qū)動系統(tǒng)4和截割采掘系統(tǒng)5，所述支撐行走系統(tǒng)1包括多個均布的液壓支撐腳7，多個液壓支撐腳7水平環(huán)形布置，其缸體部分均固定在支撐行走系統(tǒng)1的框架上；所述豎向推進系統(tǒng)2為多個推進油缸8，多個推進油缸8的缸體均固定在支撐行走系統(tǒng)1的底部，多個推進油缸8的活塞桿均固定在連接框架3的頂部；所述旋轉驅(qū)動系統(tǒng)4安裝在連接框架3內(nèi)部，且旋轉驅(qū)動系統(tǒng)4的底部與截割采掘系統(tǒng)5連接；所述截割采掘系統(tǒng)5包括連接架9和多個自驅(qū)截割滾筒10，所述多個自驅(qū)截割滾筒10連接在連接架9上。

所述自驅(qū)截割滾筒10為內(nèi)置驅(qū)動螺旋導向截割滾筒，其螺旋導向向內(nèi)，數(shù)量為兩個，水平且對稱布置。

所述液壓支撐腳7的數(shù)量為四個或八個，呈單層或雙層固定在支撐行走系統(tǒng)1的框架上。

所述截割采掘系統(tǒng)5的連接架9底部中心還固定有導向裝置6，所述導向裝置6包括導向桿11和導向輪盤12，導向桿11的上端固定在連接架9的底部，導向桿11的下端固定有導向輪盤12，導向輪盤12的圓周面上安裝有多個滾輪，且導向輪盤12的位置低于自驅(qū)截割滾筒10。

實施例二

如圖2所示，本發(fā)明豎向立式采礦掘進機，包括支撐行走系統(tǒng)1、豎向推進系統(tǒng)2、連接框架3、旋轉驅(qū)動系統(tǒng)4和截割采掘系統(tǒng)5，所述支撐行走系統(tǒng)1包括多個均布的液壓支撐腳7，多個液壓支撐腳7水平環(huán)形布置，其缸體部分均固定在支撐行走系統(tǒng)1的框架上；所述豎向推進系統(tǒng)2為多個推進油缸8，多個推進油缸8的缸體均固定在支撐行走系統(tǒng)1的底部，多個推進油缸8的活塞桿均固定在連接框架3的頂部；所述旋轉驅(qū)動系統(tǒng)4安裝在連接框架3內(nèi)部，且旋轉驅(qū)動系統(tǒng)4的底部與截割采掘系統(tǒng)5連接；所述截割采掘系統(tǒng)5包括連接架9和多個自驅(qū)截割滾筒10，所述多個自驅(qū)截割滾筒10連接在連接架9上。

所述自驅(qū)截割滾筒10為內(nèi)置驅(qū)動螺旋導向截割滾筒，其螺旋導向向內(nèi)，數(shù)量為兩個，兩個自驅(qū)截割滾筒10呈外高內(nèi)低傾斜對稱布置。

所述截割采掘系統(tǒng)5的連接架底部中心還固定連接有先導鉆13，所述先導鉆13的位置低于自驅(qū)截割滾筒10。

所述先導鉆13的下方設置有導向裝置6，所述導向裝置6包括導向桿11和導向輪盤12，導向桿11的上端固定在連接架9的底部，導向桿11的下端固定有導向輪盤12，導向輪盤12的圓周面上安裝有多個滾輪。

本發(fā)明適用于厚度大于30m的特厚固體礦床豎向立式開采、立井井筒機械化掘進及類似條件礦井的采礦和掘進。

上面結合附圖對本發(fā)明的實施例作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化，均處于本發(fā)明創(chuàng)造權利要求的保護范圍之中。