采煤工作面無缺口進刀采煤成套設備及進刀方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種礦用設備及采礦方法，尤其是煤礦中成套開采設備及采煤機在煤 壁的進刀方法。
【背景技術】
[0002] 薄、極薄煤層機械化開采一直是困擾我國煤炭行業(yè)的一項技術性難題。目前國內(nèi) 對于薄煤層采煤機械化工藝及其配套設施的研宄遠低于中厚及以上煤層的研宄。長期以 來，薄煤層開采困難、效率低、成本高、工作環(huán)境差，單產(chǎn)較低，工人勞動強度高，加之缺乏極 薄煤層機械化開采的關鍵技術，一直未能實現(xiàn)真正意義上的高產(chǎn)高效。
[0003] 薄煤層和極薄煤層機械化主要采用的機械包括螺旋鉆機無人工作面的開采、刨煤 機機械化開采、單滾筒爬底式采煤機開采。單滾筒爬底式采煤機因初期投入成本低，周邊配 套設備簡單，投入產(chǎn)出比高的優(yōu)勢，近年來得到了迅速發(fā)展。
[0004] 單滾筒爬底式采煤機開采示意如圖1，單滾筒爬底式采煤機1-1專為開采極薄煤 層而生產(chǎn)的采煤機，采用側(cè)面固定單滾筒1-2,錨鏈牽引，沿煤層傾斜爬底板穿梭割煤。
[0005] 由于單滾筒爬底式采煤機設計先天不足，無法自開缺口進刀，必須采用人工在采 煤工作面1-4端頭做出進刀缺口 1-3,然后頂推采煤機切割滾筒進刀。
[0006] 單滾筒采煤機的采煤工序包括： (1)、做人工缺口。采用打眼爆破、人工攉煤的方式，做出端部缺口。上缺口一般為4~ 5m，下缺口一般為2~3m。正常情況下，每班需安排不少于4人專門從事做缺口工作。
[0007] (2)、頂推進刀。單體液壓支柱推移采煤機滾筒側(cè)，同時開啟采煤機以利于進刀。
[0008] (3)、采煤機上(下）行割煤。
[0009] 上述采煤工藝實現(xiàn)單個循環(huán)（即采煤機沿煤壁上、下行割煤一次)需6. 3小時左右， 效率表現(xiàn)不佳。
[0010] 綜合上述采煤工藝來看，采用人工開采進刀缺口為影響采煤效率的主要原因之 一，開采缺口主要存在如下問題： 1、效率低： 采煤工作面下行割煤期間，一般情況下采煤機割煤行至下出口時，缺口工序仍處于未 完成，導致工作面單循環(huán)作業(yè)時間較長，其原因如下： 人工缺口打眼、爆破與割煤工序不能平行作業(yè)，導致循環(huán)時間增長。打眼時，為防止刮 板運輸機傷人禁止運行，故不能割煤；爆破時不能平行作業(yè)是為了防止崩壞錨鏈。
[0011] 人工缺口攉煤、支護與割煤工序之間存在較大間隙，相對制約了后續(xù)工序的實施， 導致采面循環(huán)時間增長，正規(guī)循環(huán)率下降。
[0012] 2、工序環(huán)節(jié)多 使用傳統(tǒng)爬底式采煤工藝，中間環(huán)節(jié)多，特別是工作面有爆破作業(yè)時，增加了"一炮三 檢"、人員撤離、爆破站崗等工作，既費時又增加勞動強度。
[0013] 3、材料消耗高 鉆爆法做出下出口缺口時就需要爆破作業(yè)，而爆破就需要大量的雷管、炸藥。以采煤工 作面月推進度80m來計算，月消耗雷管320發(fā)、炸藥96Kg。
[0014] 3、安全管理難度大 在頂板管理方面存在以下問題： 使用爆破的方式開鑿缺口，炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊力將煤體破碎同時，必然對缺口內(nèi)的 頂板造成一定的損傷甚至是破壞。爆破后，端部新暴露的頂板懸露面積過大。受大量的浮 煤影響，又無法及時進行有效支護，導致懸頂時間過長，易誘發(fā)冒頂事故。采煤機進刀期間， 為保證采煤機的通行，進刀前后反復的進行支、回柱工作，容易造成頂板破碎。
[0015] 4、爆破管理存在問題： 采煤工作面機巷內(nèi)敷設有大量的設備、纜線、管路。下出口爆破時，如因保護不當，易造 成損壞。爆破管理的安全的重點是"一炮三檢"以及"三人連鎖放炮"，如因環(huán)節(jié)上的疏忽， 易引發(fā)安全事故。
[0016] 因此，如何探索試驗薄煤層開采新工藝、新方法、新設備，提高薄煤層開采技術水 平顯得尤為迫切且意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 為了解決上述問題，在極薄煤層或薄煤層中采用成套機械設備開采的工藝下，提 高采煤效率，提高采煤安全性，同時降低采煤成本，本發(fā)明提供了一種在采煤過程中，在采 煤機下出口進刀過程中，無需開設進刀缺口的采煤成套設備及進刀方法。
[0018] 本發(fā)明提供的采煤工作面無缺口進刀采煤成套設備，包括布設在采煤工作面6的 采煤機7、布設在機巷的刮板輸送機5,在機巷內(nèi)還設置有采煤機支撐臺車，用于支撐采煤 機的機頭部分。
[0019] 所述的采煤機支撐臺車包括頂部的支撐平臺9與底部的承載平臺2,并在支撐平 臺與承載平臺之間設置支撐架，支撐架高度可調(diào)。在支撐平臺側(cè)邊還設置有采煤機推移裝 置。
[0020] 所述的采煤機推移裝置包括安裝在支撐平臺側(cè)邊的安裝架14,在安裝架上設置液 壓缸13,所述的液壓缸的外缸固定在安裝架上，液壓缸的活塞15朝向支撐平臺中部。
[0021] 所述的支撐架包括立柱與折疊架，立柱與折疊架的上端通過鉸鏈結構與支撐平臺 9背部連接，下端與承載平臺2面部連接。所述的立柱為液壓支柱。折疊架包括至少兩根柱 體17,柱體之間通過橫梁16連接，柱體17分為上、下兩段并通過鉸鏈連接。
[0022] 所述的承載平臺2底部的前端上翹為船形，承載平臺面部設置有鏈粧18。
[0023] 刮板輸送機5的機體上設置有牽引鏈4,牽引鏈連接到承載平臺上的鏈粧。
[0024] 如上所述的采煤工作面無缺口進刀采煤成套設備，更進一步說明為，所述的液壓 支柱包括固定液壓支柱21與活動液壓支柱12,固定液壓支柱的上端與通過鉸鏈結構與支 撐平臺背部活動連接，下端固定在承載平臺下?；顒右簤褐е?2的上端與下端均通過鉸鏈 結構活動連接在支撐平臺與承載平臺上。
[0025] 承載平臺上設置有套筒19,套筒底部通過鉸鏈結構與承載平臺面部連接，活動液 壓支柱12套裝在套筒內(nèi)。
[0026] 如上所述的采煤工作面無缺口進刀采煤成套設備，更進一步說明為，液壓支柱分 布在承載平臺2的四角位置，包括兩個固定液壓支柱并排設置在一側(cè)，兩個活動液壓支柱 并排設置在另一側(cè)。折疊架設置在承載平臺中部。承載平臺表面設置有縱向加強板20,固 定液壓支柱固定在加強板上。
[0027] 如上所述的采煤工作面無缺口進刀采煤成套設備，更進一步說明為，所述的支撐 平臺長為1300~1600mm，寬為1100~1400mm。所述的承載平臺長1900mm~2300mm，寬 700~900mm。所述的加強板高500~700mm。采煤機推移裝置、立柱均采用<i> 100單體液 壓支柱。所述的折疊架兩根柱體中心距為300~700mm，柱體17采用工字鋼或方鋼。上、下 兩段柱體高均為350~450mm。所述的套筒口徑大于110mm，深度大于300mm。
[0028] 本發(fā)明提供的采煤工作面無缺口采煤進刀方法，步驟如下， 1、在采煤機7下行割煤過程中，將采煤機支撐臺車移動到采煤工作面下出口處，并完 成調(diào)節(jié)，使采煤機支撐平臺車的支撐平臺9與采煤工作面底板平齊，且支撐平臺順采煤傾 角傾斜。
[0029] 2、當采煤機行進至接近采煤工作面下出口時，直接繼續(xù)下行采煤并截穿煤體，采 煤機的機頭部行至機巷內(nèi)，并由支撐臺車托住機頭。
[0030] 3、啟動支撐平臺上的采煤機推移裝置，活塞推動機頭向前移動一個滾筒截深的距 離。并調(diào)節(jié)錨鏈10,使錨鏈10兩端均向采煤工作面移動一個滾筒截深的距離。
[0031] 4、啟動采煤機，使采煤機上下返復行走，其行走距離小于800mm，調(diào)節(jié)采煤機位置 至平行采煤工作面。
[0032] 5、上行采煤機，割進煤壁，完成進刀。
[0033] 如上所述的采煤工作面無缺口采煤進刀方法，具體為，調(diào)節(jié)錨鏈10過程中，錨鏈 兩端頭設置在機巷與風巷內(nèi)，使錨鏈兩端頭均向前推移至采煤工作面后側(cè)，并使錨鏈沿機 巷內(nèi)的錨鏈端頭至采煤機處形成傾斜，傾斜角度為：與采煤工作面形成15~30度夾角。
[0034] 如上所述的采煤工作面無缺口采煤進刀方法，具體為，采煤機支撐平臺調(diào)節(jié)方法 為，調(diào)節(jié)固定液壓支柱與活動液壓支柱的高度，使支撐平臺順采煤傾角傾斜。
[0035] 如上所述的采煤工作面無缺口采煤進刀方法，具體為，支撐平臺的上邊緣與機巷 上幫1間隔350~400臟。
[0036] 本發(fā)明的有益效果： 該工藝可靠，工序匹配合理，其主要特點如下： (1)、消除了割煤與人工缺口工序上的時間間隙，縮短了循環(huán)作業(yè)時間，實現(xiàn)了單滾筒 爬底式采煤機無缺口進刀。
[0037] (2)、減輕了工人勞動強度，減少了工序準備環(huán)節(jié)，提高了正規(guī)循環(huán)率，單產(chǎn)有大幅 度提升。
[0038] (3)、工作面內(nèi)取消了爆破作業(yè)，減少工人在暴露頂板下作業(yè)時間，提高安全保障 程度，同時減少爆破開缺口的各項材料成本與勞動成本。
[0039] (4)、單班用工人數(shù)減少，提高工作面回采效率。
[0040] (5)、工藝通用性好。能適應YRG3-100型爬底式采煤機、MG110/130型爬底式電牽 引采煤機、MG200/245-TH)型爬底式電牽引采煤機配套的工作面。
[0041] 按采煤工作面120米計，循環(huán)作業(yè)時間為5小時/刀，較之前工藝的6小時提前一 小時。平均月度循環(huán)個數(shù)108個；回采工效7. 39t/工。
[0042]