煤矿巷道矸石转载、支护一体机

摘要

“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”是一种煤矿炮掘巷道的施工设备，该设备重点优化了装矸及支护工艺的实施。在巷道掘进施工中装岩、运输、排矸是掘进工作中占循环时间最长的工序。要实现巷道的快速高效掘进，表现十分突出的就是掘进工作面的矸石堆积、排矸不及、临时支护固定困难等。为有效解决上述问题，本发明提供一种能够利用爆破能及时将矸石转载，同时又能为支护作业提供平台的——“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”。该发明是在充分分析煤矿掘进爆破作业特点设计而成的。该设备采用散热性能优异的铝青铜板、液压油缸等组合加工而成。本机全系统采用液压系统提供动力，动力输出稳定可适用于相对复杂的地质环境。

权利要求

1.一种煤矿巷道矸石转载、支护一体机，主要包括：行走部（1）、支撑承载部（2）、稳固部（3）、辅助装载部（4）、转载限位部（5）、前探支护部（6）构成；其特征是：支撑承载部（2）是由8个高伸缩性液压油缸组成，稳固部（3）是由4个液压油缸组成，前探支护部（6）是由

2个端头带凹槽且可相对独立工作的液压油缸组成，拥有前、后两个辅助装载部（4）和左、右两个转载限位部（5），装载部（4）与转载限位部（5）是通过支撑主板连接为一体的，转载限位部（5）的收张是通过稳固部（3）的伸缩来实现的，全构件均由液压系统供能；装载作业的同时能为支护作业提供平台；卸载作业是在支撑承载部的配合下完成的、辅助人工卸载。

说明书

煤矿巷道矸石转载、支护一体机

技术领域

[0001] 本发明涉及煤矿巷道掘进的施工设备，尤其涉及炮掘巷道的装矸及巷道支护工序的进行。

背景技术

[0002] 在采煤机械化技术日趋成熟，而掘进工序相对复杂、机械化程度仍然较低的客观情况下，掘进工的劳动强度大、劳动效率低、收入水平低、危险系数高。最终，导致掘进用工紧张、效率低下，采煤快于掘进、接替紧张的被动局面。巷道掘进是一个多工序交替过程，主要由破岩、装运和支护三大工序组成。目前，破岩方式一般分为人工挖掘、爆破、机械等；装运主要是使用耙矸机、综掘机和铲车等配合矿车、梭车以及链板机（皮带）等多设备混合排矸；支护主要分为临时支护和永久支护，具体表现形式是架棚、锚杆及锚喷支护等。在巷道掘进施工中装岩、运输、排矸是掘进工作中劳动量最大，占循环时间最长（达35％~50％）的工序。掘进装岩运输综合排矸能力的优化，对快速掘进有十分重要的意义。科技迅猛发展令各类新型巷道掘进设备、技术不断涌现，并稳步提升了掘进速度，然而现有的掘进设备适应能力差、性能欠缺、故障率高、维护费用高，且自动化应用程度有限，对煤矿巷道生产掘进速度形成了不良影响。要实现巷道的快速高效掘进，表现十分突出的就是掘进工作面的矸石堆积严重、排矸及验炮工作不能及时进行；临时支护较为笨重、繁琐，固定困难、使用不方便，而且巷道净高超过2.2米后支护作业进行时人员须站在梯子或假平台上施工较为困难。排矸与支护作业不能平行进行、大断面巷道支护困难，严重制约着矿井采掘设备的更新与发展、严重制约着的安全高效矿井的建设。

发明内容

[0003] 为了有效解决上述生产过程中的问题，本发明提供一种能够利用爆破能及时将矸石转载，同时又能为支护作业提供平台的——“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”。本发明是在充分分析煤矿掘进工作面钻眼、微差、台阶爆破法以及井巷掘进爆破作业只有一个狭小的自由面，四面岩体的夹制性很强，一次性起爆药量受到较大的限制，台阶自由面条件等因素的影响，利用微差爆破在碰撞破碎过程中，煤（岩）中的动能降低，导致抛距减小，形成相对集中的爆堆，而且爆堆剖面轮廓线具有Weibull分布函数曲线特征这一特点设计而成的。“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”采用散热性能优异的铝青铜板、液压油缸等加工而成，主要由行走部、支撑承载部、稳固部、辅助装载部、转载限位部、前探支护部、液压系统等部件组成。本发明能够实现煤矿掘进巷道的快速装矸、及时支护，最大限度的减少爆破轮廓的裸露时间，提高工作效率。本机全系统采用液压系统提供动力，动力输出稳定可适用于相对复杂的地质环境。本设备的研制成功，必将减少掘进用工、提高掘进效率，为掘进作业提供远程操作平台，具有较为突出的社会效益和经济效益。

附图说明

[0004] 图1是“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”的总构造示意图：

[0005] ①、行走部，②、支撑承载部，③、稳固部，④、辅助装载部，⑤、转载限位部，⑥、前探支护部；

[0006] 图2是“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”的装载、支护示意图；

[0007] 图3是“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”的转运示意图；

[0008] 图4是“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”的卸载示意图；

具体实施方式

[0009] 在煤矿巷道掘进过程中使用凿岩台车或多部钻具，严格按照台阶炮孔爆破图表进行打眼，装药后将“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”开至迎头并进行稳固（必要时需对稳固单体进行必要的保护，如图2），然后展开转载限位部、进行爆破作业，经初步安全确认后上掩护梁收转载限位部进行永久支护，然后收稳固部进行转运卸载工作（如图3），同时巷道掘进工作面进行打眼、准备下一循环。举例：煤矿巷道矸石转载、支护一体机”的加工设计可根据巷道断面、坡度等客观条件进行单独定做，现以长3米、宽1.5米规格校算其使用效果和设备适应能力（该规格设备运输方便，可不解体进入大部分矿井的掘进工作面）。一、“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”自身的重量：

[0010] V铝铜板=3×1.5×0.05=0.225m3，m铝铜板=0.225×8.9×103=2.0025×103kg，G铝铜板=19.6245KN

[0011] 二、以常见的岩巷3.0×3.0断面计算岩体重量：（每次循环进度0.8米）[0012] V矸=9.621×0.8=7.697m3，m矸=20.397×103kg，G矸=199.886KN

[0013] 三、以常见的煤巷3.8×2.6断面计算煤体重量：（每次循环进度0.9米）[0014] V煤=11.4×0.9=10.26m3，m煤=14.364×103kg，G煤=140.7672KN

[0015] 四、体积及重量均取最大值校算

[0016] V最大=V煤=10.26m3，G最大= G铝铜板+G矸=19.6245+199.886=219.5105KN≈220KN[0017] V机=（3+1增长）×（1.5+1.5增宽）×0.855=10.26m3;

[0018] G承载= G最大×K=220×2=440KN G每根承载= G承载÷8=440÷8=55KN

[0019] G30=55÷COS30°=63.5KN

[0020] 说明：1增长为辅助装载部增长估值，1.5增宽为转载限位部增宽，0.855为装载高度均值，K为所取的安全系数；

[0021] 五、“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”加工、使用等情况说明

[0022] 1、主要采用铝青铜板、液压油缸、韧性皮带等，转载限位部由韧性皮带加工；

[0023] 2、选用支撑力在65KN以上的优质液压油缸，每次爆破时使用稳固部承载重量、严禁液压油缸受力；

[0024] 3、装载高度控制在0.9m，转运时严禁人员站在“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”周围，确保安全；

[0025] 4、根据以上计算及履带机的爬坡情况，“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”可应用于坡度为±30°的巷道掘进；

[0026] 5、“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”与综掘机相比更加适用于硬岩、小断面、坡度变化大、拐弯多等复杂条件下的巷道掘进施工；

[0027] 6、卸载场应根据排矸条件及巷道情况现场选定，“煤矿巷道矸石转载、支护一体机”须稳固牢靠、人员站位安全，必要时辅助人工卸载。