采煤工作面无缺口进刀采煤成套设备及进刀方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种矿用设备及采矿方法，尤其是煤矿中成套开采设备及采煤机在煤 壁的进刀方法。
【背景技术】
[0002] 薄、极薄煤层机械化开采一直是困扰我国煤炭行业的一项技术性难题。目前国内 对于薄煤层采煤机械化工艺及其配套设施的研宄远低于中厚及以上煤层的研宄。长期以 来，薄煤层开采困难、效率低、成本高、工作环境差，单产较低，工人劳动强度高，加之缺乏极 薄煤层机械化开采的关键技术，一直未能实现真正意义上的高产高效。
[0003] 薄煤层和极薄煤层机械化主要采用的机械包括螺旋钻机无人工作面的开采、刨煤 机机械化开采、单滚筒爬底式采煤机开采。单滚筒爬底式采煤机因初期投入成本低，周边配 套设备简单，投入产出比高的优势，近年来得到了迅速发展。
[0004] 单滚筒爬底式采煤机开采示意如图1，单滚筒爬底式采煤机1-1专为开采极薄煤 层而生产的采煤机，采用侧面固定单滚筒1-2,锚链牵引，沿煤层倾斜爬底板穿梭割煤。
[0005] 由于单滚筒爬底式采煤机设计先天不足，无法自开缺口进刀，必须采用人工在采 煤工作面1-4端头做出进刀缺口 1-3,然后顶推采煤机切割滚筒进刀。
[0006] 单滚筒采煤机的采煤工序包括： (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。上缺口一般为4~ 5m，下缺口一般为2~3m。正常情况下，每班需安排不少于4人专门从事做缺口工作。
[0007] (2)、顶推进刀。单体液压支柱推移采煤机滚筒侧，同时开启采煤机以利于进刀。
[0008] (3)、采煤机上(下）行割煤。
[0009] 上述采煤工艺实现单个循环（即采煤机沿煤壁上、下行割煤一次)需6. 3小时左右， 效率表现不佳。
[0010] 综合上述采煤工艺来看，采用人工开采进刀缺口为影响采煤效率的主要原因之 一，开采缺口主要存在如下问题： 1、效率低： 采煤工作面下行割煤期间，一般情况下采煤机割煤行至下出口时，缺口工序仍处于未 完成，导致工作面单循环作业时间较长，其原因如下： 人工缺口打眼、爆破与割煤工序不能平行作业，导致循环时间增长。打眼时，为防止刮 板运输机伤人禁止运行，故不能割煤；爆破时不能平行作业是为了防止崩坏锚链。
[0011] 人工缺口攉煤、支护与割煤工序之间存在较大间隙，相对制约了后续工序的实施， 导致采面循环时间增长，正规循环率下降。
[0012] 2、工序环节多 使用传统爬底式采煤工艺，中间环节多，特别是工作面有爆破作业时，增加了"一炮三 检"、人员撤离、爆破站岗等工作，既费时又增加劳动强度。
[0013] 3、材料消耗高 钻爆法做出下出口缺口时就需要爆破作业，而爆破就需要大量的雷管、炸药。以采煤工 作面月推进度80m来计算，月消耗雷管320发、炸药96Kg。
[0014] 3、安全管理难度大 在顶板管理方面存在以下问题： 使用爆破的方式开凿缺口，炸药爆炸产生的冲击力将煤体破碎同时，必然对缺口内的 顶板造成一定的损伤甚至是破坏。爆破后，端部新暴露的顶板悬露面积过大。受大量的浮 煤影响，又无法及时进行有效支护，导致悬顶时间过长，易诱发冒顶事故。采煤机进刀期间， 为保证采煤机的通行，进刀前后反复的进行支、回柱工作，容易造成顶板破碎。
[0015] 4、爆破管理存在问题： 采煤工作面机巷内敷设有大量的设备、缆线、管路。下出口爆破时，如因保护不当，易造 成损坏。爆破管理的安全的重点是"一炮三检"以及"三人连锁放炮"，如因环节上的疏忽， 易引发安全事故。
[0016] 因此，如何探索试验薄煤层开采新工艺、新方法、新设备，提高薄煤层开采技术水 平显得尤为迫切且意义重大。
【发明内容】
[0017] 为了解决上述问题，在极薄煤层或薄煤层中采用成套机械设备开采的工艺下，提 高采煤效率，提高采煤安全性，同时降低采煤成本，本发明提供了一种在采煤过程中，在采 煤机下出口进刀过程中，无需开设进刀缺口的采煤成套设备及进刀方法。
[0018] 本发明提供的采煤工作面无缺口进刀采煤成套设备，包括布设在采煤工作面6的 采煤机7、布设在机巷的刮板输送机5,在机巷内还设置有采煤机支撑台车，用于支撑采煤 机的机头部分。
[0019] 所述的采煤机支撑台车包括顶部的支撑平台9与底部的承载平台2,并在支撑平 台与承载平台之间设置支撑架，支撑架高度可调。在支撑平台侧边还设置有采煤机推移装 置。
[0020] 所述的采煤机推移装置包括安装在支撑平台侧边的安装架14,在安装架上设置液 压缸13,所述的液压缸的外缸固定在安装架上，液压缸的活塞15朝向支撑平台中部。
[0021] 所述的支撑架包括立柱与折叠架，立柱与折叠架的上端通过铰链结构与支撑平台 9背部连接，下端与承载平台2面部连接。所述的立柱为液压支柱。折叠架包括至少两根柱 体17,柱体之间通过横梁16连接，柱体17分为上、下两段并通过铰链连接。
[0022] 所述的承载平台2底部的前端上翘为船形，承载平台面部设置有链粧18。
[0023] 刮板输送机5的机体上设置有牵引链4,牵引链连接到承载平台上的链粧。
[0024] 如上所述的采煤工作面无缺口进刀采煤成套设备，更进一步说明为，所述的液压 支柱包括固定液压支柱21与活动液压支柱12,固定液压支柱的上端与通过铰链结构与支 撑平台背部活动连接，下端固定在承载平台下。活动液压支柱12的上端与下端均通过铰链 结构活动连接在支撑平台与承载平台上。
[0025] 承载平台上设置有套筒19,套筒底部通过铰链结构与承载平台面部连接，活动液 压支柱12套装在套筒内。
[0026] 如上所述的采煤工作面无缺口进刀采煤成套设备，更进一步说明为，液压支柱分 布在承载平台2的四角位置，包括两个固定液压支柱并排设置在一侧，两个活动液压支柱 并排设置在另一侧。折叠架设置在承载平台中部。承载平台表面设置有纵向加强板20,固 定液压支柱固定在加强板上。
[0027] 如上所述的采煤工作面无缺口进刀采煤成套设备，更进一步说明为，所述的支撑 平台长为1300~1600mm，宽为1100~1400mm。所述的承载平台长1900mm~2300mm，宽 700~900mm。所述的加强板高500~700mm。采煤机推移装置、立柱均采用<i> 100单体液 压支柱。所述的折叠架两根柱体中心距为300~700mm，柱体17采用工字钢或方钢。上、下 两段柱体高均为350~450mm。所述的套筒口径大于110mm，深度大于300mm。
[0028] 本发明提供的采煤工作面无缺口采煤进刀方法，步骤如下， 1、在采煤机7下行割煤过程中，将采煤机支撑台车移动到采煤工作面下出口处，并完 成调节，使采煤机支撑平台车的支撑平台9与采煤工作面底板平齐，且支撑平台顺采煤倾 角倾斜。
[0029] 2、当采煤机行进至接近采煤工作面下出口时，直接继续下行采煤并截穿煤体，采 煤机的机头部行至机巷内，并由支撑台车托住机头。
[0030] 3、启动支撑平台上的采煤机推移装置，活塞推动机头向前移动一个滚筒截深的距 离。并调节锚链10,使锚链10两端均向采煤工作面移动一个滚筒截深的距离。
[0031] 4、启动采煤机，使采煤机上下返复行走，其行走距离小于800mm，调节采煤机位置 至平行采煤工作面。
[0032] 5、上行采煤机，割进煤壁，完成进刀。
[0033] 如上所述的采煤工作面无缺口采煤进刀方法，具体为，调节锚链10过程中，锚链 两端头设置在机巷与风巷内，使锚链两端头均向前推移至采煤工作面后侧，并使锚链沿机 巷内的锚链端头至采煤机处形成倾斜，倾斜角度为：与采煤工作面形成15~30度夹角。
[0034] 如上所述的采煤工作面无缺口采煤进刀方法，具体为，采煤机支撑平台调节方法 为，调节固定液压支柱与活动液压支柱的高度，使支撑平台顺采煤倾角倾斜。
[0035] 如上所述的采煤工作面无缺口采煤进刀方法，具体为，支撑平台的上边缘与机巷 上帮1间隔350~400臟。
[0036] 本发明的有益效果： 该工艺可靠，工序匹配合理，其主要特点如下： (1)、消除了割煤与人工缺口工序上的时间间隙，缩短了循环作业时间，实现了单滚筒 爬底式采煤机无缺口进刀。
[0037] (2)、减轻了工人劳动强度，减少了工序准备环节，提高了正规循环率，单产有大幅 度提升。
[0038] (3)、工作面内取消了爆破作业，减少工人在暴露顶板下作业时间，提高安全保障 程度，同时减少爆破开缺口的各项材料成本与劳动成本。
[0039] (4)、单班用工人数减少，提高工作面回采效率。
[0040] (5)、工艺通用性好。能适应YRG3-100型爬底式采煤机、MG110/130型爬底式电牵 引采煤机、MG200/245-TH)型爬底式电牵引采煤机配套的工作面。
[0041] 按采煤工作面120米计，循环作业时间为5小时/刀，较之前工艺的6小时提前一 小时。平均月度循环个数108个；回采工效7. 39t/工。
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