專利名稱：地下開采用的開采設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下開采尤其是長壁工作面開采用的開采設(shè)備，它具有一些并列平行設(shè)置可沿回采工作推進(jìn)方向移動的液壓節(jié)式邁步支架，以及有一個設(shè)在工作面前可移動的輸送機(jī)，其中，通過它們前伸的頂梁越過輸送機(jī)的節(jié)式邁步支架，配備有開采處于它們前面的工作面區(qū)的采掘機(jī)，為了進(jìn)行采掘切割，采掘機(jī)可回轉(zhuǎn)地支承在回轉(zhuǎn)軸承中并設(shè)有回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，回轉(zhuǎn)軸承設(shè)在節(jié)式邁步支架頂梁旁垂直于層理的平面內(nèi)。
已知有各種不同型式的用于工作面作業(yè)的開采設(shè)備，它們?yōu)槊恳粋€節(jié)式邁步支架配有自己的采掘機(jī)，所以采煤時可沿整個工作面長度同時以較高的勞動生產(chǎn)率進(jìn)行開采(DE-PS 855388，DE-AS 2412996，DE-PS 2552817)。在一種已知的此種類型的開采設(shè)備中(DE-PS2806767)，采掘機(jī)由支承在掩護(hù)支架頂梁上既可沿高度回轉(zhuǎn)又可沿開采方向移動的鉸接式回轉(zhuǎn)架組成，它們構(gòu)成采礦工具的工具架。這些采礦工具例如由一些裝在鉸接式回轉(zhuǎn)架上，可沿工作面縱向移動，配備有高壓水噴管的噴管滑臺所組成，或由被驅(qū)動的切割滾筒組成，切割滾筒通過一列萬向軸，連成一個具有公共驅(qū)動裝置的切割滾筒鏈，或各有一個自己的滾筒驅(qū)動裝置。鉸接式回轉(zhuǎn)架的回轉(zhuǎn)軸承設(shè)在掩護(hù)支架主柱支承的頂梁上，處于較高的位置，所以，只有將鉸接式回轉(zhuǎn)架的回轉(zhuǎn)和推進(jìn)運動組合起來，也就是說，在多次弧形走刀時逐步地推移鉸接式回轉(zhuǎn)架，才能由采礦工具涉及并開采工作面整個礦層厚度。
上述類型的開采設(shè)備實際上至今未能在采礦工業(yè)的實踐中使用，盡管與傳統(tǒng)的刨煤和截煤機(jī)相比，它可以達(dá)到高得多的采礦勞動生產(chǎn)率，因為它為每一個掩護(hù)支架配一個自己的采掘機(jī)，因而可同時沿整個長度開采工作面。
本發(fā)明的目的主要是設(shè)計這種類型的開采設(shè)備，它能在沒有過量的設(shè)備性支出的情況下，以高的生產(chǎn)率開采礦層或?qū)訝畹牡V床，例如煤層，也可以開采其他礦床，例如鹽礦床或磷酸鹽礦床等，最好用于開采長壁工作面，但根據(jù)需要也可用于短壁工作面開采。
按本發(fā)明為達(dá)到此目的，是使采掘機(jī)各包括一個沿工作面前壁整個高度進(jìn)行連續(xù)的弧形切割的正面刨刀，正面刨刀支承在節(jié)式邁步支架朝工作面方向伸出的頂梁下側(cè)的回轉(zhuǎn)軸承中。
在這種結(jié)構(gòu)的開采設(shè)備中，配屬于各液壓節(jié)式邁步支架或掩護(hù)支架的采掘機(jī)設(shè)計成，使之在正面刨刀的回轉(zhuǎn)軸線固定的情況下，可以在一次連續(xù)的弧形走刀中，按預(yù)定的切割深度，對工作面整個厚度或底板水平與頂板水平之間的整個高度進(jìn)行開采。因此可以獲得較高的勞動生產(chǎn)率。這種正面刨刀形成了在機(jī)械技術(shù)方面簡單的設(shè)備，所以，為支架部件所配的采掘機(jī)，其結(jié)構(gòu)性的支出不是很大，與可達(dá)到的采礦勞動生產(chǎn)率相比甚至可以說是很小的，此外，作為正面刨刀的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，可采用簡單的回轉(zhuǎn)缸，它可通過反正需要的支架液壓系統(tǒng)進(jìn)行工作。同時，還可以簡化采掘機(jī)的控制裝置，它可以有優(yōu)點地與電液式支架控制裝置組合在一起。在頂板和底板之間液壓撐緊的節(jié)式邁步支架或掩護(hù)支架，為正面刨刀構(gòu)成了一種穩(wěn)固的支柱，它允許在開采作業(yè)時的弧形切割中作用有高的鏟挖力。
正面刨刀的回轉(zhuǎn)軸承最好至少設(shè)在底板水平與頂板水平之間二分之一高度的附近。因此，它處于輸送機(jī)之上，輸送機(jī)與節(jié)式邁步支架前伸的頂梁之間的水平面中。這就可以使正面刨刀以一個就挖落工藝而言為有利的切割斷面進(jìn)行作業(yè)，也就是說，尤其在礦山壓力較高時使落煤工序變得更容易進(jìn)行。此外，具有正面刨刀的采掘機(jī)最好設(shè)在前伸的頂梁工作面前壁一側(cè)的端部區(qū)中，亦即回采工作面附近，并最好使正面刨刀的回轉(zhuǎn)軸承，它的工作位置在工作面一側(cè)可移動輸送機(jī)之前。這樣做可使采掘機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，并便于將采掘機(jī)在工作面上開采下來的采掘物裝載到輸送機(jī)中。
正面刨刀的回轉(zhuǎn)軸承在它的高度位置上最好是可調(diào)的，所以每一個采掘機(jī)可以適應(yīng)在一定范圍內(nèi)變化波動的礦層厚度，以及適應(yīng)沿工作面方向也可能存在的不同的礦層厚度，至少礦層厚度的波動變化是由頂板還是由底板方向的變化引起的，這一點無關(guān)緊要。
按照本發(fā)明另一個重要的設(shè)計特點，正面刨刀設(shè)計成這樣和由回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置這樣來驅(qū)動，即，它按一種從底板水平向頂板水平方向走的弧形采掘切割進(jìn)行作業(yè)，盡管從原則上講也可以沿相反作業(yè)方向進(jìn)行弧形切割，亦即從頂板水平朝底頂水平方向進(jìn)行作業(yè)。此外，從底板水平向頂板水平的弧形切割，還可以借助于正面刨刀將底板切割得相當(dāng)平整，沒有臺階，這對于移動輸送機(jī)和支架也是有利的。同時，這種作業(yè)方式也有利于將采掘物裝載到輸送機(jī)中。
正面刨刀設(shè)在沿配屬的節(jié)式邁步支架寬度連續(xù)的刨刀刀刃，刨刀刀刃設(shè)在與正面刨刀的回轉(zhuǎn)軸承相隔一個杠桿距離處，最好配備有刨煤機(jī)刨刀或由它所構(gòu)成，此刨煤機(jī)刨刀最好可更換地裝在刀架上，就如同在傳統(tǒng)的煤刨中常見的那樣。
按本發(fā)明另一個改進(jìn)設(shè)計的特點，正面刨刀設(shè)計成刨煤挖斗的形式。因此，正面刨刀還具有裝料的功能，所以它可作為正面裝料刨刀進(jìn)行工作。結(jié)構(gòu)最好設(shè)計成這樣，即，構(gòu)成正面刨刀的刨刀挖斗具有一個與回轉(zhuǎn)軸承連接的挖斗后背，與回轉(zhuǎn)軸承有一個杠桿距離處，它有一個指向工作面前壁方向、與之成角度并構(gòu)成刨刀刀刃的采掘臂，采掘臂的長度最好比挖斗后背的長度小得多。采掘臂和挖斗后背互相大約成直角，采掘臂最好經(jīng)過一個挖斗圓弧過渡到挖斗后背。正面刨刀的這種造型，可將弧形走刀時崩落的采掘物收集在刨刀挖斗中，并能從挖斗再卸入輸送機(jī)中。因此，其結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計為使挖斗后背成為排料板，在弧形切割時裝在挖斗中的采掘物，以過挖斗后背的自由邊，向下落入輸送機(jī)范圍內(nèi)。可能落在工作面前臂一側(cè)輸送機(jī)前的采掘物，可在輸送機(jī)移動時裝入輸送機(jī)中。這一裝料過程可通過在輸送機(jī)的工作面一側(cè)設(shè)鏟料板來完成。還有這樣的可能性，即在正面刨刀或在構(gòu)成正面刨刀的挖斗后面，設(shè)裝料板或類似物，在正面刨刀換向運動時，裝料板沿底板朝輸送機(jī)方向運動，并因而將輸送機(jī)前工作面一側(cè)在底板上的采掘物推入輸送機(jī)中。
更具體地說，配屬于節(jié)式邁步支架的采掘機(jī)最好設(shè)計為，正面刨刀支承在刨刀支架上的回轉(zhuǎn)軸承中，刨刀支架本身則借助于伺服驅(qū)動裝置，最好借助于至少一個液壓式水平控制千斤頂，可在高度方向擺動地支承在節(jié)式邁步支架前伸頂梁旁的鉸鏈軸承中，因此，回轉(zhuǎn)軸承的高度位置可以調(diào)整，以適應(yīng)各種礦層厚度。用于回轉(zhuǎn)正面刨刀的回轉(zhuǎn)缸或也可以是回轉(zhuǎn)缸對，因此可支承在刨刀支架的鉸鏈接頭中。刨刀支架最好以一種雙臂杠桿的型式支承在鉸鏈軸承中，正面刨刀的回轉(zhuǎn)軸承設(shè)在指向工作面前壁的杠桿臂上，一個或多個回轉(zhuǎn)缸的鉸鏈接頭和/或一個或多個水平控制千斤頂?shù)你q鏈接頭，則設(shè)在指向相反側(cè)(充填側(cè))的刨刀支架的杠桿臂上。此外，推薦將刨刀支架設(shè)計成開口的鉸接式回轉(zhuǎn)架的型式，因此，在正面刨刀作弧形的采掘切割時，正面刨刀的挖斗后背可穿過它回轉(zhuǎn)。
為其配有采掘機(jī)的節(jié)式邁步支架最好由液壓的掩護(hù)支架組成，尤其是雙紐線掩護(hù)支架，它的伸出輸送機(jī)的頂梁下側(cè)，具有朝著底板方向的用于采掘機(jī)的支承懸臂或其他類似物。節(jié)式邁步支架或掩護(hù)支架可如常用的那樣，通過它的邁步機(jī)構(gòu)連接在可移動的輸送機(jī)上。
正面刨刀可按照在采礦工業(yè)中常用的鏈牽引開采刨刀的型式，刨削地開采工作面前壁。尤其是，對于硬度較高的工作面前壁，正面刨刀的刀具，或正面刨刀刀具的一部分，也可以設(shè)計成被驅(qū)動的沖擊式鑿巖用釬頭，最好設(shè)計成液壓操縱的沖擊式鑿巖用釬頭，如同它們在刨煤機(jī)中已知的那樣。正面刨刀也可以設(shè)計成液壓操縱的沖擊錘的形式，或配備有沖擊驅(qū)動裝置。
本發(fā)明其他有優(yōu)點的設(shè)計特點，以及在使用按本發(fā)明的開采設(shè)備的情況下有優(yōu)點的開采方法，已在各項權(quán)利要求中加以說明，并在下面結(jié)合附圖所表示的實施例，對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹。
按本發(fā)明，正面刨刀與配屬于它的節(jié)式邁步支架(掩護(hù)支架)制成一個可移動的結(jié)構(gòu)單元，其中，正面刨刀設(shè)計為，使它有能力沿節(jié)式支架的結(jié)構(gòu)單元，其中，正面刨刀設(shè)計為，使它有能力沿節(jié)式支架的寬度，只通過單個的一次性連續(xù)的弧形走刀，便在整個高度開采工作面前壁。通過并排地排列多多少少大量的這種各設(shè)有一個正面刨刀的節(jié)式支架，可以在具有較高的采礦勞動生產(chǎn)率的情況下，開采任意長度的工作面前壁。這種設(shè)有正面刨刀的支架部件。因此可以作為標(biāo)準(zhǔn)單元，在長壁工作面開采和短壁工作面開采中使用，尤其用于長壁工作面支護(hù)，此外，也可用于礦柱回采，用于在礦床中建造向上傾斜的巷道或向下傾斜的巷道，或也可用于在礦床中掘進(jìn)水平巷道。如前面曾提及的，對于所有的驅(qū)動運動和操縱運動，可以使用液壓油缸驅(qū)動裝置。整個的開采工作還可以在沒有過量的操縱方面的費用支出的情況下，進(jìn)行自動操縱。具有突出優(yōu)點的是，按本發(fā)明的開采設(shè)備，可用于開采礦層厚度的范圍約從1.5米至3米。按本發(fā)明的開采設(shè)備，可以在礦層或?qū)訝畹牡V床中用于開采，例如在煤層中開采，但也可以同樣的方式，在其他的礦床中用于開采，例如用于開采磷酸鹽礦，或用于開采鉀鹽礦。它也可以在具有突出優(yōu)點的情況下，用于分層回采。
下面結(jié)合附圖所表示的實施例，詳細(xì)說明本發(fā)明。
其中

圖1在一種開采作業(yè)，例如長壁工作面作業(yè)的橫斷面中，表示按本發(fā)明的一個單個的液壓節(jié)式邁步支架，以及配屬于它的采掘機(jī)，其中，節(jié)式邁步支架，相對于輸送機(jī)，處于后退狀態(tài)，正面刨刀處于其實施弧形切割前的原始位置;
圖2在如圖1的剖示圖中，表示節(jié)式支架已經(jīng)移動，因此正面刨刀沿底板水平扎入工作面前壁中;
圖3在如圖1和2的剖示圖中，表示正面刨刀在弧形切割的終了時，處于其高的回轉(zhuǎn)位置。
在井下的開采工作面1內(nèi)，按傳統(tǒng)有一排平行并列的液壓的節(jié)式邁步支架2，和在它之前、工作面前壁一側(cè)平臥在底板3上的輸送機(jī)4，輸送機(jī)4通常設(shè)計的鏈?zhǔn)焦伟遢斔蜋C(jī)，并通過回采工作面沿縱向延伸。節(jié)式邁步支架2通過它的邁步機(jī)構(gòu)5連接在輸送機(jī)4充填側(cè)，故輸送機(jī)4可借助于邁步機(jī)構(gòu)分段回采地沿回采方向A移動，同時，它還可借助于邁步機(jī)構(gòu)將節(jié)式邁步支架2單個或成組地沿回采方向A拖帶。
節(jié)式邁涉支架2由帶支架底座6的掩護(hù)支架、支承在支架底座6上底座鉸鏈中在圖示的實施例中為兩個沿工作面縱向并列的液壓支柱7、朝工作面前壁9的方向越過輸送機(jī)4之外并支承在支柱7柱頂鉸鏈中的頂梁8、以及掩護(hù)支架的掩護(hù)梁或充填護(hù)板10組成，后者連接在頂梁8充填側(cè)端頭處的連接鉸鏈11中，其下部通過雙紐線連桿12和12與支架底座6相連。在圖示的實施例中，在掩護(hù)支架的掩護(hù)梁10與頂梁8之間，還插接有一個液壓支架平衡千斤頂13，如同掩護(hù)支架那樣這是現(xiàn)有的。
回采工作面1的每一個節(jié)式邁步支架2有一個自己的采掘機(jī)14，采掘機(jī)按節(jié)式邁步支架的寬度開采工作面前壁9。采掘機(jī)14懸掛式地安裝在托住頂板15的前伸頂梁8的下側(cè)。
在每一個節(jié)式邁步支架2前伸頂梁8的下側(cè)，固定安裝了一個朝底板3伸出的連接懸臂16或類似裝置，連接懸臂可設(shè)計成有兩個沿工作面縱向彼此隔開設(shè)置的顎板的叉形，在它的下端，刨刀支架17支承在鉸鏈軸承18中，并可繞沿工作面縱向的鉸鏈軸擺動。在刨刀支架17工作面前壁一側(cè)的回轉(zhuǎn)軸承19中，支承有正面刨刀20，回轉(zhuǎn)軸承19的鉸鏈軸平行于鉸鏈軸承18的鉸鏈軸，正面刨刀20可借助于回轉(zhuǎn)傳動裝置向上回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)傳動裝置由一個或多個雙作用式的液壓回轉(zhuǎn)缸21組成，最好有至少兩個可伸出的伸縮級。由圖可以看出，刨刀支架17是按雙臂杠桿的型式支承在鉸鏈軸承18中的，其中，正面刨刀20的回轉(zhuǎn)軸承19裝在指向工作面前壁9的刨刀支架17的杠桿臂上，而回轉(zhuǎn)缸21的鉸鏈接頭22則安裝在刨刀支架17指向反面的那一個杠桿臂上。在連接懸臂16和刨刀支架17指向充填方向的那個杠桿臂之間，至少設(shè)有一個液壓水平控制千斤頂23，它一方面鉸接在連接懸臂16的鉸鏈24中，另一方面通過活塞桿連接在刨刀支架17上的鉸鏈25中，因此，在它的作用下，刨刀支架17可在鉸鏈軸承18中擺動。
可以看出，正面刨刀20的回轉(zhuǎn)軸承19，處于至少大體為底板水平3和頂板水平15之間二分之一高度、輸送機(jī)4之上的水平面中，并相對于輸送機(jī)4朝工作面9的方向移動的位置，借助于一個或多個水平控制千斤頂23，通過擺動刨刀支架17，可以調(diào)整回轉(zhuǎn)軸承19的高度位置，以適應(yīng)礦層厚度的變化，或適應(yīng)工作面前壁9的高度變化。
正面刨刀設(shè)計成挖斗的形式。它有一個較長的挖斗后背26，挖斗后背26與回轉(zhuǎn)軸承19相隔一個杠桿距離處，經(jīng)過底部圓形27，相對于挖斗背部成角度地過渡到指向工作面前壁9的采掘臂28，它的臂長遠(yuǎn)小于構(gòu)成挖斗后背26的臂的長度。采掘臂28和挖斗后背26互相大體成直角?；剞D(zhuǎn)軸承19在挖斗后背26的背面，挖斗后背以其遠(yuǎn)離采掘臂27的那一端，離開回轉(zhuǎn)軸承連接裝置向上延伸。在挖斗后背26的背面，回轉(zhuǎn)軸承19下面，固定有連接懸臂29，在圖示的實施例中，回轉(zhuǎn)缸21通過其活塞桿連接在鉸鏈30中。采掘臂28的自由邊形成刃面或刨刀刀刃31，它最好由一系列刨煤機(jī)刨刀構(gòu)成，它們可更換地固定在梁掘臂28的刀架上。
刨刀支架17最好由一個開口的例如U形的鉸接式回轉(zhuǎn)架構(gòu)成，它的兩個平行的頰板或U形邊，各支承在雙顎板式連接懸臂16上構(gòu)成回轉(zhuǎn)軸承18的鉸接裝置中，連接懸臂16的支承顎板裝在頂梁8相對的兩個側(cè)面上。將圖1和2與圖3比較后可以看出，刨刀支架17或構(gòu)成它的鉸接式回轉(zhuǎn)架和它在頂梁上的吊掛裝置設(shè)計為，在正面刨刀20從底板水平3向頂板水平15弧形走刀的最后階段，挖斗后背26和它的自由端區(qū)，可以穿過刨刀支架17兩個平行的頰板或U形邊之間的空間回轉(zhuǎn)，因此，挖斗后背26在圖3所示的終端位置時，向下朝著輸送機(jī)方向傾斜。挖斗后背26此時形成為排料板，在弧形走刀時裝入挖斗中的采掘物，此時通過此排料板，經(jīng)過挖斗后背26的后背邊緣26′，向下投入或排入輸送機(jī)中，有時也至少會有一部分被排入或投入工作面前壁一側(cè)的輸送機(jī)前。
最好在輸送機(jī)4上的工作面前壁一側(cè)設(shè)鏟料板32，在輸送機(jī)4沿回采方向A推移時，用此鏟料板32將在刨煤機(jī)道中工作面前壁9前面底板上的采掘物裝入輸送機(jī)。此外，可以在已面刨刀20的背面，亦即在圖示實施例中在底部圖形27所在區(qū)內(nèi)，設(shè)裝料板33，當(dāng)正面刨刀20作返回的回轉(zhuǎn)運動時，裝料板33在工作面前壁的底部區(qū)沿底板3運動，因此，它可將底板上此處存留的采掘物，沿底板推往輸送機(jī)4的方向。
在圖示的實施例中，采掘機(jī)14和正面刨刀20這樣來設(shè)計和被驅(qū)動，即在回采工作時，正面刨刀20完成一個從底板水平3至頂板水平15連續(xù)的，相應(yīng)于一個圓弧的弧形走刀，圓弧的中點在回轉(zhuǎn)軸承19的回轉(zhuǎn)軸線上，因此，此正面刨刀開采了或刨去了工作面前壁上一個預(yù)定的挖掘深度。在完成了這一弧形的開采切割后，正面刨刀20借助于回轉(zhuǎn)缸21，從圖3的回轉(zhuǎn)位置重新往回空轉(zhuǎn)到圖1所示的起始位置，在那里再進(jìn)行一次新的弧形的開采切割工作。
具有突出優(yōu)點的開采方法可詳細(xì)說明如下在圖1的起始狀態(tài)，整個節(jié)式邁步支架2在工作面中相對于輸送機(jī)4在它后面一個移動步距處，一個移動步距的大小等于一次切割深度，正面刨刀20按此刨深進(jìn)行弧形切割。正面刨刀20處于圖1所示的換向位置，在這一位置下，它的刨刀刀刃31放在底板水平3上，并大體平行于此底板水平。
接著，一排支架中每第二個節(jié)式邁步支架2借助于其邁步機(jī)構(gòu)5，最好與仍保持和頂板接觸的頂梁8一起，并利用輸送機(jī)4作為移動支座，沿著回采工作推進(jìn)方向A，朝輸送機(jī)移動或平推一個步距，而其它一些節(jié)式邁步支架2停留在它們?nèi)鐖D1所示的支撐狀態(tài)。在偶數(shù)的或奇數(shù)的節(jié)式邁步支架2，從圖1的位置推移到圖2所示的位置時，帶動這些節(jié)式邁步支架的采掘機(jī)14，這些節(jié)式邁步支架2的在移動過程中防反轉(zhuǎn)支承著的正面刨刀20，在邁步機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的移動力的作用下，將它們的刨刀刀刃31在底板水平3中壓入工作面前壁，所以造成正面刨刀20在底板水平的高度扎入工作面前壁中，在圖2中可清楚地看到這一情況。
在上述支架排中偶數(shù)或奇數(shù)的節(jié)式邁步支架2移動后，重新在頂板與底板間撐緊，它們和采掘機(jī)開始工作。此時通過回轉(zhuǎn)缸21加壓力負(fù)荷。在回轉(zhuǎn)缸21壓出時，插入工作面前壁中的正面刨刀20，從圖2所示的回轉(zhuǎn)位置，作向上的弧形切割，到達(dá)圖3所示的回轉(zhuǎn)位置。在作弧形切割時脫落的采掘物收集在正面刨刀20的刨刀挖斗中，如圖3中用33表示的那樣。在回轉(zhuǎn)到上部終點位置時，挖斗后背26向下傾斜，并斜向輸送機(jī)4方向，所以在刨刀挖斗中的采掘物33，經(jīng)挖斗自由邊緣26′可向下從挖斗流入輸送機(jī)4，一部分落在工作面前壁一側(cè)的輸送機(jī)4前面。這時，正面刨刀20是作為正面裝料刨刀在進(jìn)行工作。落在工作面前壁9和輸送機(jī)4之間刨刀機(jī)道上的采掘物，當(dāng)正面刨刀20作返回圖1所示之起始位置的回轉(zhuǎn)運動時，通過沿底板3運動的刮板26″，將它們朝輸送機(jī)4方向推移，并最晚可以在輸送機(jī)4沿開采工作推進(jìn)方向A移動時，通過鏟料板32將它們裝入輸送機(jī)4中。
在完成上述程序之后，在每第二個節(jié)式支架2的局部區(qū)域內(nèi)，工作面前壁9按預(yù)定的切割深度被采掘。接著，那些仍處于圖1所示原始位置停止未動的節(jié)式邁步支架2，借助于它們的邁步機(jī)構(gòu)5朝輸送機(jī)4移動一個移動步距，所以，現(xiàn)在它們的正面刨刀20到達(dá)工作位置，并在重新?lián)尉o這些節(jié)式支架后，工作面前壁的那些當(dāng)未被采掘的中間區(qū)，可以同樣的方式采掘一個切割深度。一旦完成了此項工作，輸送機(jī)4借助于節(jié)式邁步機(jī)構(gòu)5可沿開采方向A移動一個移動步距，接著進(jìn)行下一個如以上所述的工作循環(huán)。
所說明的全部作業(yè)過程都可以自動控制。采掘機(jī)14的控制裝置可以組合在邁步支架的電液式控制裝置中。在工作的間歇，可利用回轉(zhuǎn)缸21作為正面刨刀20朝工作面前壁方向的緩沖器。開采工作也可以在無人的工作面內(nèi)自動地進(jìn)行。在每一個節(jié)式邁步支架2上，可以借助于一個或多個水平控制千斤頂23，調(diào)整回轉(zhuǎn)軸承19的高度位置，以適應(yīng)當(dāng)?shù)氐牡V層厚度，亦即適應(yīng)在回采作業(yè)過程中可能出現(xiàn)的礦層厚度的變化。
若例如在礦層行進(jìn)過程中有障礙和/或在工作面內(nèi)有夾石，工作面前壁通過爆破作業(yè)松動或崩落，則正面刨刀20可起保護(hù)屏的作用，保護(hù)在它后面的工作面設(shè)備(輸送機(jī)和支架)。當(dāng)遇到非常堅硬的煤或特別牢固的工作面前壁時，刨煤機(jī)刨刀或刨刀刀刃31也可以設(shè)計為液壓驅(qū)動的沖擊式鑿巖用釬頭或沖擊式刀刃。在這種情況下，整個正面刨刀20也可以設(shè)計成液壓驅(qū)動的沖擊錘，所以在作弧形切割時，借助于一種沖擊式傳動裝置獲得沖擊效果。
利用按本發(fā)明的開采設(shè)備，可以在長壁工作面中以非常高的采礦勞動生產(chǎn)率，開采礦層、層狀的礦床或其他的礦床。但按本發(fā)明的開采設(shè)備也可以同樣的方式用于開采短壁工作面。此外，此設(shè)備還可用于礦柱回采、在礦床中寬工作面掘進(jìn)水平巷道、向上或向下掘進(jìn)巷道以及類似的其他目的。在較短的工作面前壁中使用時，例如在礦床中掘進(jìn)水平巷通時，可使用數(shù)量相應(yīng)減少的配備有采掘機(jī)14的節(jié)式邁步支架2;必要時可只采用唯一的一個最好設(shè)計為掩護(hù)支架的節(jié)式邁步支架，在這種情況下，它也可以有一個比在工作面使用中由長壁工作面輸送機(jī)的溜槽節(jié)長度決定的支架部件結(jié)構(gòu)寬度要寬的作業(yè)寬度。也可以將多個設(shè)計成同樣類型的、每一個均配備有采掘機(jī)14的節(jié)式邁步支架或掩護(hù)支架作為標(biāo)準(zhǔn)單元，彼此連接成一個封閉的、可移動的結(jié)構(gòu)整體。由正面刨刀構(gòu)成的采掘機(jī)是可以標(biāo)準(zhǔn)化的，它能適應(yīng)各種支架型式的尺寸和礦層厚度。此外，可以看出，帶正面刨刀的采掘機(jī)的結(jié)構(gòu)是比較緊湊的，在支架的結(jié)構(gòu)行程中行駛所需的空間不受限制。
權(quán)利要求
1.地下開采尤其是用于長壁工作面開采的采礦設(shè)備，它具有一些彼此平行并列設(shè)置并可沿回采工作推進(jìn)方向推移的液壓節(jié)式邁步支架，有一個設(shè)在工作面前壁的前方可移動的輸送機(jī)，其中，以其前伸的頂梁越過輸送機(jī)向前伸的節(jié)式邁步支架配備有開采處在它們前面的工作面前壁區(qū)的采掘機(jī)，為了進(jìn)行采掘切割，采掘機(jī)可回轉(zhuǎn)地支承在回轉(zhuǎn)軸承中并設(shè)有回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，回轉(zhuǎn)軸承在節(jié)式邁步支架頂梁旁的垂直于層理的平面內(nèi)，其特征為采掘機(jī)(14)各包括一個沿工作面前壁(9)整個高度按連續(xù)的弧形走刀切割工作面前壁的正面刨刀(20)，正面刨刀(20)支承在節(jié)式邁步支架(2)朝工作面前壁方向伸出的頂梁(8)下側(cè)的回轉(zhuǎn)軸承(19)中。
2.按照權(quán)利要求1所述之開采設(shè)備，其特征為回轉(zhuǎn)軸承(19)大約設(shè)在底板水平和頂板水平(3，15)之間二分之一高度處，和在此高度位置是可調(diào)的。
3.按權(quán)利要求1或2所述之開采設(shè)備，其特征為回轉(zhuǎn)軸承(19)可借助于一個伺服驅(qū)動裝置(23)調(diào)整它的高度位置。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述之開采設(shè)備，其特征為回轉(zhuǎn)軸承(19)設(shè)在正面刨刀(20)的工作位置中可移動的輸送機(jī)(4)前工作面前壁一側(cè)。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述之開采設(shè)備，其特征為正面刨刀(20)設(shè)計成這樣并由回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(21)這樣來驅(qū)動;即，正面刨刀(20)按一個從底板水平(3)向頂板水平(15)方向移動的弧形的采掘切割進(jìn)行作業(yè)。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述之開采設(shè)備，其特征為正面刨刀(20)設(shè)有一個與回轉(zhuǎn)軸承(19)有一個杠桿距離、沿節(jié)式邁步支架(2)的寬度延伸。并最好由一排刀具構(gòu)成的刨刀刀刃(31)。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述之開采設(shè)備，其特征為正面刨刀(20)設(shè)計成刨刀挖斗的型式。
8.按照權(quán)利要求7所述之開采設(shè)備，其特征為構(gòu)成正面刨刀(20)的刨刀挖斗有一個連接在回轉(zhuǎn)軸承(19)上的挖斗后背(26)，挖斗后背具有一個與回轉(zhuǎn)軸承(19)相隔一個杠桿距離、與之成角度、指向工作面前壁(9)的方向、并構(gòu)成刨刀刀刃(31)的采掘臂(28)。
9.按照權(quán)利要求8所述之開采設(shè)備，其特征為采掘臂(28)的臂長小于挖斗后背(26)的臂長。
10.按照權(quán)利要求8或9所述之開采設(shè)備，其特征為采掘臂(28)與挖斗后背(26)互相大約成直角。
11.按照權(quán)利要求8至10之一所述之開采設(shè)備，其特征為挖斗后背(26)背離采掘臂(28)的那一端，在回轉(zhuǎn)軸承連接裝置之上延伸。
12.按照權(quán)利要求8至11之一所述之開采設(shè)備，其特征為挖斗后背(26)設(shè)計成一塊將刨刀挖斗弧形走刀時挖掘的采掘物(33)，向下經(jīng)它的自由的后背邊緣(26′)，投入輸送機(jī)區(qū)域內(nèi)的排料板。
13.按照權(quán)利要求1至12之一所述之開采設(shè)備，其特征為正面刨刀(20)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(21)，至少由一個雙作用式的液壓回轉(zhuǎn)缸組成，它最好至少有兩上移出級。
14.按照權(quán)利要求3至13之一所述之開采設(shè)備，其特征為正面刨刀(20)支承在刨刀支架(17)上的回轉(zhuǎn)軸承(19)中，刨刀支架(17)本身則借助于伺眼驅(qū)動裝置(23)，最好借助于至少一個液壓式水平控制千斤頂，可沿高度擺動地支承在節(jié)式邁步支架(2)前伸的頂梁(8)旁的鉸鏈軸承(18)中。
15.按照權(quán)利要求14所述之開采設(shè)備，其特征為一個或多個回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的回轉(zhuǎn)缸(21)，支承在刨刀支架(17)上的鉸鏈接頭(22)中。
16.按照權(quán)利要求14或15所述之開采設(shè)備，其特征為刨刀支架(17)以一種雙臂杠桿的型式支承在鉸鏈軸承(18)中，正面刨刀(20)的回轉(zhuǎn)軸承(19)設(shè)在指向工作面前壁(9)的杠桿臂上，回轉(zhuǎn)缸(21)的鉸鏈接頭和/或水平控制千斤頂(23)的鉸鏈接頭，設(shè)在指向相反側(cè)的刨刀支架(17)的杠桿臂上。
17.按照權(quán)利要求14至16之一所述之開采設(shè)備，其特征為刨刀支架(17)設(shè)計成開口的鉸接式回轉(zhuǎn)架或其他類似的型式，在采掘切割時，正面刨刀(20)的挖斗后背(26)可穿過它回轉(zhuǎn)。
18.按照權(quán)利要求1至17之一所述之開采設(shè)備，其特征為在正面刨刀(20)背面設(shè)裝料板(33)，在正面刨刀(20)作往回的回轉(zhuǎn)運動時，裝料板(33)沿底板(3)朝輸送機(jī)(4)的方向運動。
19.按照權(quán)利要求1至18之一所述之開采設(shè)備，其特征為節(jié)式邁步支架(2)由液壓的掩護(hù)支架組成，在它的伸出輸送機(jī)的頂梁(8)下側(cè)，有朝著底板(3)方向的用于采掘機(jī)(14)的支承懸臂(16)。
20.按照權(quán)利要求1至19之一所述之開采設(shè)備，其特征為節(jié)式邁步支架(2)或構(gòu)成它的掩護(hù)支架，通過它的液壓邁步機(jī)構(gòu)(5)連接在可平推的輸送機(jī)(4)上。
21.按照權(quán)利要求1至20之一所述之開采設(shè)備，其特征為正面刨刀(20)的刨刀刀刃(31)，或至少構(gòu)成刨刀刀刃的正面刨刀(20)刀具的一部分，設(shè)計成最好是液壓驅(qū)動的沖擊式構(gòu)件或沖擊式鑿巖用釬頭。
22.按照權(quán)利要求1至21之一所述之開采設(shè)備，其特征為正面刨刀(20)設(shè)計為液壓操縱的沖擊錘型式，或設(shè)有沖擊驅(qū)動裝置。
23.按照權(quán)利要求1至22之一所述之開采設(shè)備，其特征為設(shè)有正面刨刀(20)和與之相配的節(jié)式邁步支架(2)的電液控制裝置。
24.按照權(quán)利要求1至23之一所述之開采設(shè)備，其特征為正面刨刀(20)可用作朝工作面前壁(9)方向的緩沖器。
25.按照權(quán)利要求1至24之一所述之開采設(shè)備，其特征為輸送機(jī)(4)在工作面前壁一側(cè)有一個鏟料板(32)。
26.使用按權(quán)利要求1至25之一項或多項所述之開采設(shè)備時的開采方法，其特征為從節(jié)式邁步支架(2)的立即支護(hù)基本位置(Scheitt-Zurueck-Grundstellung)出發(fā)，首先，偶數(shù)或奇數(shù)的節(jié)式邁步支架沿開采工作推進(jìn)方向(A)向前移入開采位置，此時奇數(shù)或偶數(shù)的節(jié)式邁步支架留在下放狀態(tài)的基本位置不動，之后，前移并下放著的節(jié)式邁步支架(2)的正面刨刀(20)，在它們的范圍內(nèi)將工作面前壁采掘一個切割深度，接著，奇數(shù)或偶數(shù)的節(jié)式邁步支架從基本位置出發(fā)向前移入開采位置，以便在這些節(jié)式邁步支架范圍內(nèi)，借助于正面刨刀(20)采掘工作面前壁。
27.按照權(quán)利要求26所述之方法，其特征為節(jié)式邁步支架帶著保持在轉(zhuǎn)向位置的正面刨刀(2)一起前移，在前移過程中，正面刨刀(20)用它的刨刀刀刃(31)沿底板水平(3)扎入工作面前壁中。
28.使用按照權(quán)利要求1至25之一項或多項所述配備的帶正面刨刀一采掘機(jī)(14)的節(jié)式邁步支架或掩護(hù)支架(2)，用于開采短工作面，尤其用于沿層掘進(jìn)平巷，掘進(jìn)向上或向下傾斜巷道等。
全文摘要
按本發(fā)明用于工作面作業(yè)肯定是最佳的開采設(shè)備，使用設(shè)在一系列并排節(jié)式邁步支架(2)上的采掘機(jī)(14)，它們各有一個在整個高度作連續(xù)的弧形走刀切割工作面前壁(9)的正面刨刀(20)，正面刨刀(20)支承在節(jié)式邁步支架朝工作面前伸的頂梁(8)下側(cè)的回轉(zhuǎn)軸承(19)中。正面刨刀(20)最好設(shè)計為挖斗的形式，所以它同時有裝料的功能。
文檔編號E21C27/34GK1103926SQ9411572
公開日1995年6月21日 申請日期1994年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月27日
發(fā)明者弗里茨·克萊伯默, 漢斯·耶爾根·門特魯普 申請人:威斯特伐利亞百可瑞特工業(yè)技術(shù)有限公司