CN115949455A 审中 一种煤巷快掘自移煤仓后配套及实现方法
技术领域 [0001]本专利技术将机械式自移水平煤仓(4)布置于煤巷快速掘进后配套系统,涉及快速掘进中的煤流缓冲、连续运输和通风、供电、供水、通信等管线随设备移动的自动长度适应,利于掘进设备(1)在每5m掘进作业循环中的掘进连续性;说明了以自移煤仓为核心的后配套系统和在煤巷快掘中每50m作业循环、每5m作业循环、每1m作业循环相互协同的实现方法。该技术属于煤矿煤巷掘进成套设备和技术方法领域。 背景技术 [0002]随着不断涌现的“高性能掘进机”,它们的高性能往往受制于后配套不能匹配的现实,也限制了掘进工作面整体作业机械化、自动化的进一步提高。掘进设备(1)与出煤系统之间相互依存,当出现可连续、延伸的运输技术,将急剧提高掘进能力。 [0003]煤矿巷道掘进过程中采用成套机械化装备可以大幅提高掘进效率和作业人员的安全性和舒适度,常用的成套设备由掘进设备(1)及紧随其后的转载、破碎、运输设备组成,通常将这些后续的配套运输设备统称为掘进后配套系统。相较于间断运输系统,连续运输的后配套系统效率较高,但也存在着辅助作业时间较长,机械化程度较低、设备有效运行时间较短等问题。 [0004]具中国煤炭科工集团太原研究院有限公司王赟2017年发表的《快速掘进后配套》,常用的后配套方式有:①常规带式转载运输系统主要由移动破碎机、带式转载机及伸缩带式输送机机尾组成。带式转载机的卸料端通过行走小车支撑在伸缩带式输送机机尾上,其最大有效搭接行程L,待机尾拉移和伸缩带式输送机延伸工作完毕后,即可开始下一个掘进作业循环;②串联组合式转载机后配套由移动破碎机、上部带式转载机、下部带式转载机及伸缩带式输送机机尾组成;③搭接伸缩式后配套系统由移动破碎机、上部带式转载机、下部伸缩转载机及伸缩带式输送机机尾组成;④拖车式后配套系统由移动破碎机、拖车和伸缩带式输送机机尾组成。以上各种形式均是通过提高有效搭接行程L,减少拉移伸缩带式输送机机尾等辅助工作时间的方案;降低成巷所需循环次数、增大单作业循环进尺、提高巷道掘进效率的手段。 [0005]具潞安矿业集团公司王庄煤矿吕成斌等发表的《掘进工作面水平机械煤仓的研制》,介绍了在掘进工作面后续运煤系统需要诸多转运环节、远距离运输才能完成的情况下,在掘进工作面胶带机与采区主运输设备之间设置水平煤仓(4),将掘进过程中产出的煤暂时储存在煤仓中,仓满后再通过输出设备转至采区胶带输送机,使采区胶带输送机间歇满载运行是合理、有效的。 [0006]具中国煤科太原研究院王步康在《智能矿山》杂志发表的《煤矿掘进技术研究现状与发展趋势》介绍,高效快速掘进成套装备系统由掘锚一体机、锚杆转载机、跨骑式锚杆钻车、柔性连续运输系统等组成。另具媒体报道中国煤科太原研究院自主研发制造的国内首套高阶智能快速掘进系统,该成套装备总长150多米,被誉为“煤海蛟龙”,它是太原研究院最新研发生产的高阶智能快速掘进系统,一键操作就能实现掘进、支护、运输平行连续作业,实现地面对井下设备的控制,掘进速度提高2~4倍。 [0007]具百度百科“可伸缩带式输送机”条目介绍,储带仓的长度L必能储存一卷胶带(50m或100m)为准。运行过程中,伸缩胶带运输机利用机身伸缩来缩短或者延长整机运输距离,机身在前进式掘进状态下逐渐伸长,按照延伸长度接上托辊、H架以及纵梁等中间架若干。 发明内容 [0008]发明目的 [0009]本发明是在分析现有煤巷快速掘进技术和背景技术资料的基础上,并结合专利号为ZL201910186436.7的“一种煤矿掘护锚一体机及平行作业的方法”的掘护锚一体机的作业特点而提出,拟降低辅助工作时间、增大单作业循环进尺、提高巷道掘进效率。 [0010]技术方案 [0011]本发明设计的“一种煤巷快掘自移煤仓后配套系统及实现方法”,包含水平煤仓(4)、设备车(3)、跨骑转载输送机(2)和伸缩带式输送机自延伸机尾(5)等,水平煤仓(4)和设备车(3)组合构成了自移煤仓。机械式水平煤仓(4)的设置实现了煤流缓冲和连续运输,避免了因后续设备非计划临时停机对掘进设备(1)掘进作业的影响,完成运输、储存物料和设备间搭接;设备车(3)为机械式水平煤仓(4)提供移动、运行动力和拉移锚固,布置有保证5m掘进作业循环的通风、供电、供水、通讯等所需管、线冗余度以及协调前后设备、油缸的自动适应控制功能,利于掘进设备(1)在每5m作业循环中的连续性;大跨度跨骑转载输送机(2)布置在掘进设备(1)和水平煤仓(4)之间,实现5m作业循环运输的煤流转载;伸缩带式输送机自延伸机尾(5)的设计为实现伸缩带式输送机自动按5m作业循环要求延伸提供了可能,满足了每50m作业循环的需要,实现自主延伸5m×10距离内输送机正常运行;通过合理的运行逻辑,自移煤仓后配套系统可实现50m作业循环、5m作业循环以及1m作业循环的协调。 [0012]所述的煤巷快掘自移煤仓后配套系统是掘进设备(1)生产物料的接续运输系统和保证掘进作业持续作业的技术保障,也是保证其正常运行所需的供电、供水、通风、除尘、通信系统在快速掘进过程中的缓存、接续措施,适用于近水平巷道。掘进设备(1)泛指煤巷快速掘进用的掘进机、连采机、掘锚机和掘护锚一体机等全断面掘进机,其中掘护锚一体机由掘护车(6)和锚杆车(7)组成,要求稳速推进、连续作业,尽量减少无计划停机。如图1所示,跨骑转载输送机(2)的机尾连接在掘进设备(1)刮板输送机机头下方相对固定位置接受物料,机头与水平煤仓(4)的进料口(76)之间,置于巷道中间与掘进设备(1)刮板输送机机尾处于一条线上;自移煤仓跟随在掘进设备(1)后面、置于巷道一侧与伸缩带式输送机处于一条线上,其设备车(3)与水平煤仓(4)间的距离相对固定;自移煤仓与伸缩带式输送机处于巷道一侧,且其卸料端刮板输送机机头段(70)与伸缩带式输送机机尾即自延伸机尾(5)处于一条线上。这样,使后配套设备集中于巷道一侧、长度大幅度缩短,为掘进所需材料快速运输、抵近掘进设备(1)提供了便利。 [0013]所述的水平煤仓(4)属于机械式煤仓范畴,主体是刮板输送机(68)、舱体、引导物料螺旋叶片以及移动设施等,由前煤仓(63)、尾煤仓(54)、煤仓底板(57)三大部分组成、除尘风机(8)放置在尾煤仓(54)上。前煤仓由机头舱(69)、关仓罩(65)、煤仓舱体(77)、纵螺旋叶片(64)以及轮对(58)构成;尾煤仓(54)由机尾舱(53)、进料舱体(75)、横螺旋叶片(62)以及轮对(58)等构成;煤仓底板(57)由钢轨(76)和底板构成,与前煤仓(63)、尾煤仓(54)之间形成滚动关系;在水平煤仓(4)移动过程中先固定前煤仓(63)、尾煤仓(54),拉移煤仓底板(57)一段距离,再固定煤仓底板(57)后拉移前煤仓(63)、尾煤仓(54)同样距离,这样的方式将滑动摩擦变为滚动摩擦,即减少了拉移力又可以通过增加底板面积降低了对地比压。 [0014]图8所示水平煤仓(4)是最短结构,需要时可以增加相应节数的煤仓舱体(77)和煤仓底板(57)以满足需要的储料容积的要求。水平煤仓(4)的关仓罩(65)处于开启、刮板输送机(68)常速运行时水平煤仓(4)仅作为输送机运行;当关仓罩(65)处于关闭、刮板输送机(68)慢速运行时水平煤仓(4)作为储料设备运行,此时自移煤仓不移动、允许掘进设备(1)、跨骑转载输送机(2)以及伸缩带式输送机自延伸机尾(5)处于各自的运行节奏。 [0015]机头舱(隐藏了壳体)(69)布置有以关仓轴(66)为中心转动的关仓罩(65)、布置在刮板输送机的上升段末端,常态旋转到舱体顶部煤仓处于开启状态,关仓罩(65)由油缸或电机等驱动、转动到仓口位置将煤仓关闭;刮板输送机机头段(70)与自延伸机尾(5)搭接,下方有与拉移油缸(84)的连接耳座;刮板输送机机头段(70)下方布置的支撑轮(71)在机尾机架(80)上布置的导轨(81)上滚动移动距离0~5m、与刮板输送机机头段(70)固定的横梁(74)下方装有数组升降油缸(73),这些油缸对其下边落地滚动的升降支撑轮(72)动态恒定力控制、使它们对底板的支撑力度均衡且略小于支撑轮(71)的支撑力、二者相互补充实现对刮板输送机机头段(70)的全跨度支撑。煤仓舱体(77)内有纵螺旋叶片(64)、将上部的储煤推向机头方向。机尾舱(53)布置有刮板输送机机尾和与设备车(3)的煤仓牵引油缸(43)连接耳以及与跨骑转载输送机(2)跨骑段支架(27)相连的三环链(56)。尾煤仓(54)左右结构非对称、向巷道中间突出的进料口(76)布置有进料导轨(55),供跨骑转载输送机(2)的机头段和跨骑段搭接轮组(21)行走,在跨骑段运行到搭接端头的过程中三环链(56)将跨骑段支架(27)逐渐展开并限制行程。进料舱体(75)和煤仓舱体(77)底部布置的刮板输送机槽与机头、机尾、刮板链共同构成刮板输送机(68)。为适应因底板走势局部起伏,在前煤仓(63)与尾煤仓(54)之间用铰接轴(60)连结、可以有5°的偏转;两煤仓底板(57)间由圆环链(59)连接、相互有一定的活动裕度;煤仓底板(57)靠近尾煤仓(54)的端头布置有与设备车(3)底板牵引油缸(44)相连的耳座。 [0016]水平煤仓(4)刮板输送机(68)采用变速运行,其变速驱动方式可以是变速电机也可以是变速液压马达或齿轮变速箱。关仓罩(65)控制煤仓启闭,旋转到舱体顶部处于开仓位置时,是刮板输送机(68)常速运行阶段;关仓罩(65)转动到关闭位置与刮板机闭合、阻止煤流流出,并利用关仓罩(65)弧度将煤流返回时呈关仓状态,刮板输送机(68)以低速大扭矩地慢速运行。物料进入进料舱体(75)后在横螺旋叶片(62)的引导下将物料向舱内侧移动、并排排列的数组横螺旋叶片(62)也会对物料中的大块有搅动、破碎的作用,随着物料进入煤仓舱体(77)在刮板机和纵螺旋叶片的共同驱动下向前涌动以增加装仓率,直至煤仓满仓。 [0017]所述设备车(3)处于掘进设备(1)和水平煤仓(4)之间,与水平煤仓(4)间的距离相对固定且共同构成自移煤仓。如图6图7所示,由履带行走机构为主的设备车架(30)、电控箱(34)、控制器(35)、泵组(31)、阀组(33)、油箱(32)、煤仓牵引油缸(43)、底板牵引油缸(44)、撑顶油缸(39)、撑地油缸(45)和折叠风筒(37)、直风筒(36)和缆线存储机构等构成。 [0018]履带行走机构为设备车(3)自身行走提供动力,按照自移煤仓的移动程序、跟随掘进设备(1)前进;电控箱(34)除为泵组(31)供电外还为水平煤仓(4)的刮板输送机(68)、横螺旋叶片(62)、纵螺旋叶片(64)以及跨骑转载输送机(2)等提供动力控制;控制器(35)是整个自移煤仓系统电气、液压油缸的逻辑控制中心;泵组(31)、阀组(33)除为本机油缸提供动力外,还为水平煤仓(4)内的关仓罩(65)油缸以及与自延伸机尾(5)的拉移油缸(84)等液压元件提供动力; [0019]撑顶油缸(39)、撑地油缸(45)是稳定设备车(3)的辅助措施,当设备车(3)拉移水平煤仓(4)时分别支撑顶、底板使稳定供给拉移力;拉移油缸分为底板牵引油缸(44)和煤仓牵引油缸(43)两组,先拉移煤仓底板(57)再拉移尾煤仓(54)和前煤仓(63)形成迈步移动;设备车(3)顶部固定有压风风筒(46)和负压抽风风筒(48),朝向掘进设备(1)的一端用折叠风筒(37)、另一端用直风筒(36),当掘进设备(1)与设备车(3)相互离开时,折叠风筒逐渐展开保证正常供风和除尘;线缆储存机构储存动力电缆、信号电缆以及水管等,有悬挂折叠式和卷缆式两种,可为掘进设备(1)与设备车(3)之间提供5m的管线缓存,如图6的线缆架(47)、如图7的卷电缆装置(49)、卷水管装置(50)缆线存储机构等。线缆架(47)由吊轨(38)、滑轮组(40)、坠轮组(41)等组成,延伸线缆(42)在设备车(3)与水平煤仓(4)之间提供1到2m的管线缓存。 [0020]设备车(3)拉移水平煤仓(4)时先由底板牵引油缸(44)拉移煤仓底板(57)移动一定距离、再由煤仓牵引油缸(43)拉移尾煤仓(54)和前煤仓(63)移动同样距离形成迈步移动。底板牵引油缸(44)拉移时、煤仓牵引油缸(43)保持静止,煤仓牵引油缸(43)拉移时、底板牵引油缸(44)保持静止,拉移结束二者均静止保持各自位移量零。这样,可保证距水平煤仓(4)的绝对距离控制,即便在水平煤仓(4)处于有坡度位置潜在溜坡倾向时也可以借助设备车(3)的稳定性能保证其不会自行滑动。煤仓牵引油缸(43)的动作与拉移油缸(84)密切相关,煤仓牵引油缸(43)拉动水平煤仓(4)时、拉移油缸(84)必须延伸且二者位移量必须同步,以保证水平煤仓(4)的移动不会影响到自延伸机尾(5)的安全运行。 [0021]所述跨骑转载输送机(2)如图5所示,其机尾与掘进设备(1)末端柔性相连并处于刮板输送机机头下方相对固定位置、且随掘进设备(1)进退;跨骑转载输送机(2)机头搭接在尾煤仓(54)的进料口(76)上方,凭借支撑轮组(21)沿进料导轨(55)可搭接5m距离。在跨骑转载输送机(2)转载机架(18)上升段下方布置有矮托轮组(19)、高托轮组(20)为主要滚动支撑部件,转载机架(18)转折处布置的伸缩式跨骑段支架(27)由多组小轮(23)、滑靴(24)、拉杆(25)、支撑架(26)等组成、为跨骑段悬空时提供支撑。跨骑段支架(27)一端固定在转载机架(18)转折处、另一端固定在机尾舱(53),其上的小轮(23)在转载机架(18)框架滑槽(22)内滚动、其下滑靴(24)落地滑行。拉杆(25)构成平行四边形结构,使跨骑段支架(27)的运行随着掘进设备(1)与自移煤仓间的距离拉大而自动展开实现对跨骑段的实时支撑;反之,随着自移煤仓与掘进设备(1)间距离缩小、跨骑段支架(27)自动缩回。 [0022]所述伸缩带式输送机自延伸机尾(5)是伸缩带式输送机的一部分与设备车(3)和水平煤仓(4)处于一条线,水平煤仓(4)的卸料端即刮板输送机机头段(70)搭接在伸缩带式输送机自延伸机尾(5)的机尾机架(80)导轨(81)上、搭接距离达5m以上。如图2所示,自延伸机尾(5)下方有托轮组(83)支撑并移动、在机尾机架(80)上用固定卡(85)固定有两根长行程拉移油缸(84)、另一端固定在机头仓(69)下部,在拉移油缸(84)作用下、被托轮组(83)支撑的自延伸机尾(5)前后移动带动拉移伸缩带式输送机延伸、自延伸机尾(5)一次最长拉移距离5m;自延伸机尾(5)下方布置的自延伸托辊架(82)如图3所示,由托轮组(83)、伸缩框架(14)和托辊架组轮(10)间隔搭配,在延伸过程中滚动轮与滑靴(15)滑动共同作用增加了通过性和稳定性、其上的上托辊(12)和下托辊(13)在展开过程中持续支撑胶带运行;驱动轮组(9)及驱动器用于检修人员对伸缩带式输送机补装中间架过程时操作、驱动自延伸托辊架(82)缩回。 [0023]自延伸托辊架(82)的基本单元伸缩框架(14)由上托辊(12)、下托辊(13)和横档、立档、底滑靴(15)以及中心固定在立档或横档的斜拉杆组(11)构成,每7组伸缩框架(14)配1组托辊架组轮(10)成为能展开距离6.2m、折叠后0.93m的伸缩架轮组(16),这样的10组组合成能够展开50m的可伸缩架组。托轮组(83)用连接链(86)与首个伸缩框架(14)相连、其后的伸缩框架(14)依次由斜拉杆组(11)首尾铰接形成多个平行四边形结构相连、尾端的托辊架组轮(10)与驱动轮组(9)及驱动器相连并固定在伸缩带式输送机已安装固定的中间架上,驱动器内装有齿轮箱并与驱动驱动轮组(9)由检修人员用摇把等工具或煤电钻等实现驱动。斜拉杆组(11)固定在立档外侧的形式稳定性较好、固定在横档内的形式如图4所示适用于较矮的伸缩框架(14)。伸缩框架(14)参考了伸缩门的原理和结构,由于巷道内底板条件复杂,将斜拉杆组(11)固定在立档外侧、用托辊架组轮(10)与底滑靴(15)同时落地方式、利用托辊与胶带的固有接触特性等来增加自延伸托辊架(82)的运行平直、和通过性、可靠性,同时煤仓底板(57)通过后的巷道底板相对平整也利于其运行。 [0024]所述自移煤仓后配套系统协调每50m作业循环、每5m作业循环、每1m作业循环,相互协同各设备运行的实现方法如下: [0025]1m作业循环是基于掘进工程以1m为掘进、支护的管理基本单位,是围绕水平煤仓(4)的基本功能实现,确保掘进、支护、伸缩带式输送机延伸等在基本作业周期的连续、完整。水平煤仓(4)的工作状态分作为输送机运行和储煤设备运行两种,作为储煤设备运行时、水平煤仓(4)不移动,但掘进设备(1)、跨骑转载输送机(2)以及伸缩带式输送机自延伸机尾(5)均可处于各自的运行节奏。因此,当工作面的掘进作业正常运行时,1m作业循环在水平煤仓(4)储煤运行阶段为伸缩带式输送机自延伸机尾(5)空载运行后机尾延伸提供了时机;当工作面的掘进作业非正常运行、即水平煤仓(4)以后设备非计划停机时,1m作业循环在水平煤仓(4)储煤运行阶段为掘进设备(1)、跨骑转载输送机(2)和设备车(3)各自运行完成阶段作业,特别是掘进作业和支护作业阶段完成,减少了半拉子工程,为工作面迎头安全和作业接续提供了技术保证。 [0026]5m作业循环是围绕现有掘进设备(1)、支护设备、水平煤仓(4)的性能即“搭接移动距离0~5m”和伸缩带式输送机机尾安全延伸需要的“空载”而设定的作业程序,是利用自移煤仓工作特性常规运行的主要环节,重点是在不停止掘进作业的前提下、完成自延伸机尾(5)的安全延伸并持续运转,每个5m作业循环中嵌入1m作业循环的“水平煤仓(4)储料运行”、是实现本5m作业循环与下一个5m作业循环间持续作业顺利衔接的关键,如下: [0027]初始状态:掘进设备(1)处于掘进准备,跨骑转载输送机(2)卸料端处于进料导轨(55)搭接1.5m处,设备车(3)处于准备拉移水平煤仓(4)状态,水平煤仓(4)处于输送机运行状态,自延伸机尾(5)处于刮板输送机机头段(70)搭接5m处,拉移油缸(84)为完全收缩至0m状态; [0028]掘进设备(1)持续掘进0~4m:跨骑转载输送机(2)运行且跟随掘进设备(1)前进、卸料端处于进料导轨(55)搭接1.5m附近前后滑动,水平煤仓(4)处于输送机状态运行,自延伸机尾(5)处于刮板输送机机头段(70)搭接5~0m,设备车(3)跟随掘进速度迈步拉移水平煤仓(4)前进从0~4m后加快移动到5m,同步地、拉移油缸(84)为从0~4~5m延伸状态且位移量和运行节奏与煤仓牵引油缸(43)的拉动相配合; [0029]掘进设备(1)持续掘进4~4.5m、嵌入1m作业循环:跨骑转载输送机(2)运行且跟随掘进设备(1)前进、卸料端处于进料导轨(55)搭接1m处滑动,设备车(3)不再跟随掘进设备(1)前进和拉移水平煤仓(4),水平煤仓(4)处于由输送机运行切换储料设备运行状态,自延伸机尾(5)处于刮板输送机机头段(70)搭接0m,拉移油缸(84)为延伸5m状态,而且自延伸托辊架(82)未实施展开、伸缩带式输送机逐渐空运转; [0030]掘进设备(1)持续掘进到4.5~5m:跨骑转载输送机(2)运行且跟随掘进设备(1)前进、卸料端处于进料导轨(55)搭接端头0.5~0m附近、跨骑段支架(27)全部展开,设备车(3)与水平煤仓(4)移动静止状态,水平煤仓(4)处于储料设备运行且逐渐满仓,自延伸机尾(5)拉移后处于刮板输送机机头段(70)搭接0~5m,拉移油缸(84)收缩从5~0m状态,且自延伸托辊架(82)逐渐展开0~5m、伸缩带式输送机空运转且延伸0~5m; [0031]掘进设备(1)继续掘进,进入新循环:跨骑转载输送机(2)运行且跟随掘进设备(1)前进、卸料端处于水平煤仓(4)进料导轨(55)搭接0~1m附近滑动,设备车(3)重新跟随掘进设备(1)前进且拉移水平煤仓(4),水平煤仓(4)恢复输送机运行且卸料,自延伸机尾(5)搭接5m处停止移动、拉移油缸(84)收缩至0m,伸缩带式输送机负荷运转。 [0032]50m作业循环是围绕掘进工作面生产、维护、检修的常规循环,是在伸缩带式输送机的储带长度100m、即满足50m延伸的情况下而确定。当不断作业的工作面设备完成数个5m作业循环后,达到了储带仓换装新胶带时、即完成了5m×10的预订作业目标,掘进工作面按照预定、有计划地停止掘进而进入检修阶段,将风、水、电、信、运等各个环节完善,为下一个50m作业循环开始做好准备。在这个环节伸缩带式输送机除检修储带环节外,还需将伸缩架组(82)收回,完成补齐托辊、H架以及纵梁等中间架的作业,其它环节的补齐作业本处不涉及。 [0033]掘进设备(1)退机:在5m作业循环过程中跨骑转载输送机(2)始终运行且跟随掘进设备(1)前进、卸料端处于水平煤仓(4)进料导轨(55)搭接0m或1.5m附近滑动,在50m作业循环的维护、检修阶段,当掘进设备(1)需要退机时,跨骑转载输送机(2)可以跟随掘进设备(1)后退、使卸料端处于水平煤仓(4)进料导轨(55)搭接5m附近,便于掘进设备(1)切割机构等检修。 [0034]有益效果 [0035]本发明专利相对前述的现有技术方法和装备、系统有以下有益效果: [0036]相对于《快速掘进后配套》描述的系统,自移煤仓后配套系统没有明确的破碎设备,原因一是掘进设备(1)优先配置的掘护锚一体机的切割特点是稳速连续、产生大块的概率很小,原因二是水平煤仓(4)的进料口(76)下方的数个横螺旋叶片(62)间将破碎大块的物料;5m作业循环以及嵌套的1m作业循环基本可实现50m的连续掘进作业,大大缩短了间断运输时间,减少拉移伸缩带式输送机机尾等辅助作业时间、增大单作业循环进尺、提高巷道掘进效率方面将得到更多改善。 [0037]相对于《掘进工作面水平机械煤仓的研制》介绍的掘进工作面后续运煤系统,自移煤仓后配套系统布置在掘进设备(1)后面,更着重于解决掘进作业和工作面管理方面的问题。 [0038]相对于《煤矿掘进技术研究现状与发展趋势》介绍的高效快速掘进成套装备系统由掘锚一体机、锚杆转载机、跨骑式锚杆钻车、柔性连续运输系统等组成的系统,由于掘进设备(1)优先配置的掘护锚一体机自身具备掘进和全部的锚杆支护功能导致整个系统的设备数量减少、成套设备总长约50m之内,且后配套设备布置在巷道一侧,更便于掘进工作面管理和实现机械化、自动化。 [0039]相对于百度百科“可伸缩带式输送机”条目介绍的伸缩胶带运输机按照延伸长度接上托辊、H架以及纵梁等中间架,自移煤仓后配套系统设计的自延伸机尾(5)提高了伸缩带式输送机延伸的机械化、自动化和持续运行的程度,为实现50m作业循环奠定了技术基础。 附图说明 [0040]图1自移煤仓后配套系统总图俯视; [0041]图2伸缩带式输送机自延伸机尾示意图; [0042]图3自延伸托轮架缩回图 [0043]图4托辊架组轮横斜拉杆组展开图 [0044]图5跨骑转载输送机示意图; [0045]图6设备车1示意图; [0046]图7设备车2示意图; [0047]图8水平煤仓示意图(隐藏69项) [0048]图中所示,附图标记清单如下: [0049](1)、掘进设备,(2)、跨骑转载输送机,(3)、设备车,(4)、水平煤仓,(5)、自延伸机尾,(6)、掘护车,(7)、锚杆车,(8)、除尘风机,(9)、驱动轮组,(10)、托辊架组轮,(11)、斜拉杆组,(12)、上托辊,(13)、下托辊,(14)、伸缩框架,(15)、底滑靴,(16)、伸缩架轮组,(18)、转载机架,(19)、矮托轮组,(20)、高托轮组,(21)、轮组,(22)、滑槽,(23)、小轮,(24)、滑靴,(25)、拉杆,(26)、支撑架,(27)、跨骑段支架,(30)、设备车架,(31)、泵组,(32)、油箱,(33)、阀组,(34)、电控箱,(35)、控制器,(36)、直风筒,(37)、折叠风筒,(38)、吊轨,(39)、撑顶油缸,(40)、滑轮组,(41)、坠轮组,(42)、延伸线缆,(43)、煤仓牵引油缸,(44)、底板牵引油缸,(45)、撑地油缸,(46)、压风风筒,(47)、线缆架,(48)、抽风风筒,(49)、卷电缆装置,(50)、卷水管装置,(53)、机尾舱,(54)、尾煤仓,(55)、进料导轨,(56)、三环链,(57)、煤仓底板,(58)、轮对,(59)、圆环链,(60)、铰接轴,(62)、横螺旋叶片,(63)、前煤仓,(64)、纵螺旋叶片,(65)、关仓罩,(66)、关仓轴,(67)、钢轨,(68)、刮板输送机,(69)、机头舱(隐藏壳体),(70)、刮板输送机机头段,(71)、支撑轮,(72)、升降支撑轮,(73)、升降油缸,(74)、横梁,(75)、进料舱体,(76)、进料口,(77)、煤仓舱体,(80)、机尾机架,(81)、导轨,(82)、自延伸托辊架,(83)、托轮组,(84)、拉移油缸,(85)、固定卡,(86)、连接链, 具体实施方式 [0050]本发明设计的煤巷快掘自移煤仓后配套系统如图1所示,优先配置的掘进设备(4)为专利号ZL 2019 1 0186436.7的“一种煤矿掘护锚一体机及平行作业的方法”的掘护锚一体机。该机由掘护车和锚杆车两大部分组成、全长约13m,按照煤巷掘进3000m/月的总体目标,额定每日进尺100m,掘护车截割断面4m高×5m宽、额定切割推进3mm/s,锚杆车布置有截割断面需要的全部锚杆机、依次顺序完成全部锚杆作业,属于稳速推进、连续作业类型。 [0051]水平煤仓(4)和设备车(3)组合构成了自移煤仓的核心。水平煤仓(4)的刮板输送机(68)槽宽1000mm、尾轮直径300mm、刮板输送机机头段(70)长6000mm、布置在各舱体底部,沿刮板输送机(68)的下方固定有间距1500mm、直径400mm的轮对(58)在钢轨(76)滚动;舱体容积约35m3其中每节煤仓舱体(77)1.8m高×1.9m宽×5m长共17.1m3;引导煤流横螺旋叶片(62)直径400mm、节距300mm,纵螺旋叶片(64)直径800mm、节距400mm;关仓罩(65)半径500mm、长度1900mm;进料舱体(75)的进料口(76)1300mm宽×6000mm长、进料导轨(55)长6000mm、两导轨间距宽1000mm,进料口(76)向巷道中心线突出900mm、便于与跨骑转载输送机(2)搭接。煤仓底板(57)宽1900mm、边沿均呈船头型便于滑移,适配前煤仓(63)底板的长度8500mm、适配尾煤仓(54)底板的长度6000mm、适配单节煤仓舱体(77)底板的长度5000mm,两根钢轨(76)沿长度方向居中焊接在煤仓底板(57)上、间距1200mm与直径400mm轮对(58)相适应。这样的设计使得各舱体与底板之间构成滚动、虽然煤仓底板(57)与巷道底板是滑动、但由于前者的滚动关系使水平煤仓(4)的移动由滑动变相为滚动,即减少了拉移力又降低了对地比压。 [0052]水平煤仓(4)的刮板输送机(68)采用变速运行,在正常运行阶段链速0.93m/s、在关仓阶段链速0.01m/s慢速运行;为适应因底板走势起伏变化,在前煤仓(63)与尾煤仓(54)之间用铰接轴(60)连结、可以有5°的偏转;两煤仓底板(57)间由圆环链(59)连接、相互有一定的活动裕度。 [0053]设备车(3)外形尺寸约2500mm长×1500mm宽×3700mm高,行走机构是2000mm长×1500mm宽×500mm高履带形式,由泵组(31)、阀组(33)、油箱(32)构成的泵站提供行走动力、为直径100mm×长1000mm煤仓牵引油缸(43)和底板牵引油缸(44)提供牵引动力、为直径200mm×长400mm撑顶油缸(39)和撑地油缸(45)提供锚固动力,还为水平煤仓(4)内的关仓罩(65)以关仓轴(66)为中心旋转的油缸以及与伸缩带式输送机自延伸机尾(5)的拉移油缸(84)等液压元件提供动力。由折叠风筒(37)、直风筒(36)和缆线存储机构等构成的风、水、电、信系统缓存,供风和除尘均用直径600mm的折叠风筒(37)和直风筒(36)。 [0054]跨骑转载输送机(2)宽1000mm、高2000mm、带宽800mm、全长约10m,其中倾斜段倾斜角度30°、长3600mm,跨骑段长6500mm、用支撑轮组(21)200轮组支撑,沿进料导轨(55)最大移动距离5m。在跨骑转载输送机(2)转载机架(18)上升段下方布置的矮托轮组(19)、高托轮组(20)配有直径600mm的金属滚轮是主要的移动支撑部件。转载机架(18)转折处布置的伸缩式跨骑段支架(27)高度1700mm,其上小轮(23)直径150mm在转载机架(18)框架滑槽(22)内滚动、其下滑靴(24)是1040mm长×100mm宽×60mm高的U型钢、平面落地滑行;支撑架(26)的立档、横档和固定在底端的滑靴(24)均采用U型钢、小轮(23)固定在立档顶端。在立档外平面中点固定两根拉杆(25)的中心连接点、1900mm长×30mm宽×10mm厚的各拉杆(25)首尾相连构成平行四边形、展开、缩回自如。随着掘进设备(1)与自移煤仓间的距离拉大、在转载机架(18)转折处和机尾舱(53)三环链(56)的拉动下、跨骑段支架(27)自动打开实时支撑、各支撑架(26)间距加大、拉杆(25)由趋立变趋平;反之,随着自移煤仓与掘进设备(1)间距离缩小、跨骑段支架(27)自动闭合。 [0055]自延伸机尾(5)是伸缩带式输送机的一部分,刮板输送机机头段(70)搭接在自延伸机尾(5)的机尾机架(80)上、搭接距离大于5m。自延伸机尾(5)的机尾机架(80)距离底板高度约1100mm,上布置的导轨(81)5500mm长×110mm宽×50mm高,供支撑轮(71)滚动;机尾机架(80)下方固定数组直径400mm的托轮组(9)支撑滚动、其上用固定卡(85)固定有两根直径200mm×5500mm行程的拉移油缸(84)、另一端固定在机头仓(69)下部,对自延伸机尾(5)一次最长拉移距离5m。 [0056]自延伸托辊架(82)的基本单元伸缩框架(14)由装有胶带运行用直径90mm上托辊(12)、下托辊(13)和900mm长×90mm宽×1000mm高的框架、900mm长×90mm宽×30mm高的底滑靴(15)落地滑动,伸缩框架(14)带动上托辊(12)、下托辊(13)移动并持续支撑胶带运行。每7组伸缩框架(14)配1组托辊架组轮(10)成为能展开距离6.2m、折叠后0.93m的伸缩架轮组(16),这样的10组组合成能够展开50m的可伸缩架组。斜拉杆组(11)由900mm长×40mm宽×20mm厚的斜拉杆组成,固定在立档外侧的形式稳定性较好利于自延伸托辊架(82)的通过性和可靠性。驱动轮组(9)安装有800×300高×500宽的缩动力箱内设齿轮传动架设在驱动轮上。 [0057]水平煤仓(4)移动:先将煤仓牵引油缸(43)锁定保持静止、使前煤仓(63)、尾煤仓(54)先固定,由底板牵引油缸(44)拉移煤仓底板(57)移动0.5m距离;到位后将底板牵引油缸(44)锁定保持静止、使煤仓底板(57)固定,由煤仓牵引油缸(43)拉移尾煤仓(54)和前煤仓(63)移动0.5m距离。与此同时,拉移油缸(84)也延伸0.5m且与煤仓牵引油缸(43)位移实时同步,完成水平煤仓(4)迈步移动0.5m;到位后将煤仓牵引油缸(43)和拉移油缸(84)均锁死,保证水平煤仓(4)整体位置固定和自延伸机尾(5)的安全运行,然后展开下一个移动节奏。 [0058]1m作业循环:关仓罩(65)处于开启、刮板输送机(68)常速运行、水平煤仓(4)作为输送机运行;关仓罩(65)处于关闭、刮板输送机(68)慢速运行、水平煤仓(4)作为储煤设备运行。作为储煤设备运行时、水平煤仓(4)与设备车(3)均不移动也没有相对移动;掘进设备(1)、跨骑转载输送机(2)以及伸缩带式输送机自延伸机尾(5)处于各自的运行节奏。 [0059]5m作业循环:有初始状态、0~4m掘进、4~4.5m掘进、4.5~5m掘进和新循环开始几个阶段。将关键运行节点设定为以下名称后状态列表: [0060]跨骑转载输送机(2)卸料端搭接进料导轨(55)位置,设为“进料口搭接”; [0061]设备车(3)拉移水平煤仓(4)状态,设为“设备(3)状态”; [0062]水平煤仓(4)工作状态,设为“煤仓(4)状态”; [0063]自延伸机尾(5)搭接刮板输送机机头段(70)位置,设为“出料口搭接”; [0064]拉移油缸(84)工作状态,设为“油缸(84)” [0065]具体如下: [0066]
进料口搭接设备(3)状态煤仓(4)状态出料口搭接油缸(84)
初始状态搭接1.5m处准备拉移输送机运行搭接5m处收缩至0m
0~4m掘进搭接1.5m处0~4~5m输送机运行搭5~0m处0~4~5m
4~4.5m掘进搭接1m处停止拉移切换运行状态搭接0m处延伸至5m
4.5~5m掘进搭0.5~0m移动静止储煤设备运行搭0~5m处收缩5~0m
新循环开始搭接0~1m开启拉移输送机运行搭接5m处收缩至0m
[0067]50m作业循环是当不断作业的工作面设备完成数个5m作业循环后,达到了储带仓换装新胶带时,掘进工作面按照预定、有计划地停止掘进而进入检修阶段,将风、水、电、信、运等各个环节完善,为下一个50m作业循环开始做好准备。 [0068]掘进设备(1)退机:在5m作业循环过程中跨骑转载输送机(2)始终运行且跟随掘进设备(1)前进、卸料端处于水平煤仓(4)进料导轨(55)搭接0m或1.5m滑动,在50m作业循环的维护、检修阶段,当掘进设备(1)需要退机时,跨骑转载输送机(2)可以跟随掘进设备(1)后退、使卸料端处于水平煤仓(4)进料导轨(55)搭接5m附近,便于掘进设备(1)切割机构检修。
现在,一起体验智慧芽的产品和服务
自动注册,无需人工审核,即可立即开始查询专利
立即注册
澳门正版图库

AI助手