鑽裝運錨一體化機採煤工藝的製作方法
2023-12-10 03:23:46 1
專利名稱：鑽裝運錨一體化機採煤工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於井下復採和回採技術，適應於傳統倉房採煤後的復採和邊角煤回採，特別涉及鑽裝運錨一體化機採煤工藝。
背景技術：
我國倉房採煤的回收率極低，只有30%左右，特別是90年代以前採用倉房採煤法 採過的煤田，資源回收率更低。如果對這些煤田不進行復採，將造成我國煤炭資源的巨大浪 費；特別是有些礦區沒有進行復採就已開始開採下組煤，上組煤將消失殆盡。由於採煤方法 落後，不僅中小礦井大量寶貴的煤炭資源不可回收，而且大、中型礦井的煤柱和邊角煤也沒 有先進的回採方法。由此帶來的資源浪費、事故多發、效率低下等問題，造成的經濟效益和 社會效益的損失更是無法估算。雖然80年代以來我國陸續引進了幾十套連採裝備，但是該 採煤方法只能在頂板和煤層賦存穩定，地質構造簡單，底板較平整、不太軟且頂板無淋水等 苛刻條件下使用，而且連採機噸位重、投資大，在我國的應用失敗的多，成功的少，僅僅限制 在了幾個條件非常好的礦井使用。因此，技術創新不足是造成我國中小煤礦煤炭開採和大 中型煤礦煤柱回收的主要因素，目前仍然在採用落後的倉房採煤法和懸移頂梁採煤法。綜上所述，這些採煤方法存在以下問題1、回收率低資源浪費嚴重，倉房採煤的回收率只有30%左右；2、安全係數低由於倉房採煤打眼、放炮等工序都在空頂下作業和裝運煤機械化 程度低，用人多，所以事故多發；3、產量低倉房和短壁工作面機械化程度低，多數工序靠人工完成，所以工作面單
產產量低；4、用人多，工效低倉房和短壁工作面工序大部分靠人工完成，用人多，工效低 下；5、經濟效益差大量資源被破壞性開採，並且人員投入量大，最終造成整體經濟效
益差O
發明內容
本發明的內容是針對上述開採過程中採用落後的倉房採煤法和懸移頂梁採煤法 所存在的問題進行改進，提供採用先進的技術裝備，實現井下機械化開採，並且使中小型 「資源枯竭」的礦井能夠實現復採，使大中型礦井的煤柱和邊角煤回收的鑽裝運錨一體化機 械採煤工藝。為了實現上述目的本發明的技術方案是1、一種鑽裝運錨一體化機採煤工藝，該採煤工藝的巷道布置在盤區內劃分若干 區段，在區段內布置兩條準備巷道，其中一條作為進風巷，一條作為迴風巷；上一區段採 完後其進風巷可作為下一區段的迴風巷，下一區段只需開掘一條進風巷；在兩條準備巷道 中間布置長條形房柱，長條形房柱寬為15 17m，長為20 150m，設計布置採房寬為5m，採柱寬為5+4 = 9m,留煤柱寬為5m ；所有巷道斷面均為矩形，上見頂下見底，巷道高度與煤層厚度相同；其特徵是在條形房掘進工作面內配備一臺鑽裝運錨一體化機(1)，該機後面的第二運輸皮 帶機(2)的機頭搭接在移動皮帶機尾部(3)，及在條形房貫通口處配備和安裝三組超前支 護支架⑷；該採煤工藝由回採條形房鑽裝運錨一體化機採煤工藝及回採條形房兩翼煤體鑽 裝運錨一體化機與超前支護支架採煤工藝兩部分組成；即為第一步在條形房與迴風巷貫通前，在條形房柱內先採房，房寬為5m，並採用錨網 支護，根據頂板好壞，循環進度一般為0. 8-2. 5m，直到迴風巷貫通；第二步後退雙向回收兩翼煤體，每一翼回收為2_4m，長條房柱間的回收順序採 用後退式，回收兩翼煤柱時不再進行錨網支護，而採用超前支護，在有超前支護的頂板下進 行回收兩翼煤體的施工作業。所述的回採條形房鑽裝運錨一體化機採煤工藝的具體工序步驟為(1)、炮眼施工首先使用鑽裝運錨一體化機，根據煤巷爆破施工圖表向條形房掘 進工作面進行打炮眼施工。(2)、裝藥放炮打炮眼施工完畢後，鑽裝運錨一體化機向後退機至安全距離，由人 工進行裝藥和放炮。(3)、裝煤運煤放炮結束後，將鑽裝運錨一體化機開至工作面，使用鑽裝運錨一體 化機上的鏟板部的耙爪裝置將條形房兩翼的落煤耙裝至鑽裝運錨一體化機中部的第一運 輸皮帶機上，通過第一運輸皮帶機將煤炭運至該鑽裝運錨一體化機後面的第二運輸皮帶機 上，通過第二運輸皮帶機運皮帶機再運至移動皮帶上。(4)、支護工作面落煤裝運完畢後，使用鑽裝運錨一體化機上的四臺液壓鑽機對 頂板進行錨杆支護。所述的回採條形房兩翼煤體鑽裝運錨一體化機與超前支護支架採煤工藝的具體 工序步驟為(1)、炮眼施工條形房與迴風巷貫通後，鑽裝運錨一體化機後退回收兩翼的煤體， 首先使用鑽裝運錨一體化機在房內(錨網支護下)向兩翼一次打4-5m的爆破深孔；(2)、裝藥放炮打炮眼施工完畢後，鑽裝運錨一體化機向後退機至安全距離，由人 工進行裝藥、放炮，兩翼同時進行爆破；(3)、兩翼回收放炮結束後，將鑽裝運錨一體化機開至工作面，並採用斜切推進鑽 裝運錨一體化機進行回收兩翼的放炮落煤，使用鑽裝運錨一體化機上的鏟板部的耙爪裝置 將條形房兩翼的落煤耙裝至鑽裝運錨一體化機中部的第一運輸皮帶機上，將煤炭運至鑽裝 運錨一體化機後面的第二運輸皮帶機上，通過第二運輸皮帶機再運至移動皮帶上；一次回 收的循環步距為2-3m ；(4)、超前支護移架當鑽裝運錨一體化機完成一個循環步驟的回收工序後，在確 保頂板得到有效的超前支護時，每組超前支護支架通過該兩臺超前支護支架底座的油缸相 互推拉，來完成超前支護支架向鑽裝運錨一體化機的方向移動；(5)超前支護移架工序結束後，鑽裝運錨一體化機進行一個循環，從步驟1開始， 再進行向兩翼炮眼施工、裝藥放炮、兩翼回收和超前支護移架。
本發明提供的鑽裝運錨一體化機採煤法與現有採煤法相比較，具有突出的實質性 特點是1、提高了資源回收率；2、提高了倉房回採和短壁採煤的機械化程度；3、用人少，工效高；4、投入少，產出高；5、適應性強，能夠實現安全生產。
為此，本發明為煤礦井下邊角煤和煤柱回收開採提供了成套的先進的機械化採煤 工藝，為安全生產創造了必要的條件。用最小的投入取得最大的產出，提高了資源回收率， 大幅度地減少了井下從業人員。推廣使用該方法必將對企業和國家產生巨大的經濟效益和 社會效益。具有顯著的有益效果是1、回採率較高與其它煤柱回收方法相比，提高了 20個百分點以上；2、採高大最大採高可達6m ；3、設備投入少，本發明所投入鑽裝運錨一體化機約為長壁設備價格的1/10左右；4、採掘可實現合一，準備期短，出煤快；5、設備運轉靈活，搬遷快；6、巷道壓力小，便於維護，支護簡單，可用錨杆、錨索、託梁和金屬網聯合對頂板進 行支護，支護手段先進，支護效果明顯；7、由於大部分掘進作業為煤巷，矸石可在井下廢棄巷道內處理不外運，有利於環 境保護；8、可實現復採；9、用人少，全員效率高由於機械化程度較高，每班僅配備7-9人，大大減少了作 業人員，特別是中、小型礦井全員效率更高；10、±夬率高；11、裝機功率小，能耗低；12、輔助設備少，供電系統簡單。
圖1是本發明的回採條形房鑽裝運錨一體化機採煤工藝設備布置圖；圖2是本發明所採用的鑽裝運錨一體化機結構示意圖；圖3是本發明的回採條形房兩翼煤體鑽裝運錨一體化機與超前支護支架採煤工 藝設備布置圖。
具體實施例方式以下結合附圖進行詳細說明如圖1所示，本發明的回採條形房鑽裝運錨一體化機採煤工藝設備布置圖。巷道 布置在盤區內劃分若干區段，在區段內布置兩條準備巷道，其中一條作為進風巷，一條 作為迴風巷。上一區段採完後其進風巷可作為下一區段的迴風巷，下一區段只需開掘一條進風巷。在兩條準備巷道中間布置長條形房柱，長條形房柱寬約16m，長約20 150m，設計布置採房寬5m，採柱寬5+4 = 9m,留5m煤柱，確保回採下一房柱時，在較小的頂板壓力下進 行。盤區準備巷道按地質條件和膠帶輸送機長度確定。這種布置方式準備巷道少，減少了 準備工程量。如圖2所示，本發明所採用的鑽裝運錨一體化機結構示意圖。鑽裝運錨一體化機 包括履帶行走部11、機體平臺12、升降平臺13、平臺升降裝置14、鑽臂部分15、液壓鑽機部 分16、臨時支護裝置17、液壓和作業系統18、泵站部分19、後支撐部20、鏟板部21、第一運 輸皮帶機22、第二運輸皮帶機2等。機體平臺裝於履帶行走部分之上，在機體平臺安裝平 臺升降裝置，平臺升降裝置之上連接升降平臺；所述的鑽臂部分裝於升降平臺的上部和下 部的後側，以及升降平臺的左、右兩側；即在升降平臺上共裝有四組鑽臂部分和液壓鑽機部 分。所述的液壓鑽機部分裝於鑽臂部分前端；臨時支護固定安裝在升降平臺前端；所述的 液壓作業系統、泵站部分裝於機體平臺上的後面。所述的鏟板部裝在所述履帶行走部分的前方；第一刮板運輸機安裝在鏟板的後方 與履帶行走部的中間，第二運輸機安裝於第一運輸機的尾部及履帶行走部分的後方。所述的液壓作業系統、履帶行走部分、液壓鑽機部分、鑽臂部分、臨時支護、鏟板 部、第一運輸機、第二運輸機和後支撐部等部分的結構設計都是使用現有技術，如履帶行 走部分是採用工程機械的履帶行走部分，如履帶架、底架梁和液壓傳動系統等。本發明的鑽裝運錨一體化機械採煤工藝，所有巷道斷面均為矩形，上見頂下見底， 巷道高度與煤層厚度相同；由回採條形房鑽裝運錨一體化機採煤工藝和回採條形房兩翼煤 體鑽裝運錨一體化機與超前支護支架採煤工藝兩部分組成；即為第一在條形房與迴風巷貫通前，在條形房柱內先採房，房寬為5m，並採用錨網支 護，根據頂板好壞，循環進度一般為0. 8-2. 5m，直到迴風巷貫通；第二 後退雙向回收兩翼煤體，每一翼回收為2_4m，長條房柱間的回收順序採用 後退式，回收兩翼煤柱時不再進行錨網支護，而採用超前支護，在有超前支護的頂板下進行 回收兩翼煤體的施工作業。對於上述兩部分採煤工藝的具體工序步驟分述如下1、回採條形房鑽裝運錨一體化機採煤工藝在條形房掘進工作面內配備一臺鑽裝運錨一體化機1，該機後面的第二運輸皮帶 機2的機頭搭接在移動皮帶機尾部3。該時的鑽裝運錨一體化機械採煤工藝具體步驟為1)、炮眼施工首先使用鑽裝運錨一體化機，根據巖巷爆破施工圖表向條形房掘進 工作面進行打炮眼施工。2)、裝藥放炮打炮眼施工完畢後，鑽裝運錨一體化機向後退機至安全距離，由人 工進行裝藥和放炮。3)、裝煤運煤放炮結束後，將鑽裝運錨一體化機開至工作面，使用鑽裝運錨一體 化機上的鏟板部的耙爪裝置將條形房兩翼的落煤耙裝至鑽裝運錨一體化機中部的第一運 輸皮帶機上，通過第一運輸皮帶機將煤炭運至該鑽裝運錨一體化機後面的第二運輸皮帶機 上，通過第二運輸皮帶機運皮帶機再運至移動皮帶上。4)、支護工作面落煤裝運完畢後，使用鑽裝運錨一體化機上的四臺液壓鑽機對頂 板進行錨杆支護。
2、回採條形房兩翼煤體鑽裝運錨一體化機與超前支護支架採煤工藝如圖3所示，在條形房與迴風巷貫通後，在條形房內配備一臺鑽裝運錨一體化機 1，即上述工藝中所配備的鑽裝運錨一體化機1，該機後面的第二運輸皮帶機的機頭搭接在 移動皮帶機尾部3，並且還需在條形房貫通口處配備和安裝三組超前支護支架4，每組超前 支護支架由兩臺超前支護支架構成，每組中的兩臺超前支護支架之間通過底座推拉油缸前 後相連；該時的鑽裝運錨一體化機械採煤工藝具體步驟為1)、炮眼施工條形房與迴風巷貫通後，鑽裝運錨一體化機後退回收兩翼的煤體， 首先使用鑽裝運錨一體化機在房內(錨網支護下)向兩翼一次打4-5m的爆破深孔；2)、裝藥放炮打炮眼施工完畢後，鑽裝運錨一體化機向後退機至安全距離，由人工進行裝藥、放炮，兩翼同時進行爆破；3)、兩翼回收放炮結束後，將鑽裝運錨一體化機開至工作面，並採用斜切推進鑽 裝運錨一體化機進行回收兩翼的放炮落煤，使用鑽裝運錨一體化機上的鏟板部的耙爪裝置 將條形房兩翼的落煤耙裝至鑽裝運錨一體化機中部的第一運輸皮帶機上，將煤炭運至鑽裝 運錨一體化機後面的第二運輸皮帶機上，通過第二運輸皮帶機再運至移動皮帶上；一次回 收的循環步距為2-3m ；4)、超前支護移架當鑽裝運錨一體化機完成一個循環步驟的回收工序後，在確保 頂板得到有效的超前支護時，每組超前支護支架通過該兩臺超前支護支架底座的油缸相互 推拉，來完成超前支護支架向鑽裝運錨一體化機的方向移動；5)超前支護移架工序結束後，鑽裝運錨一體化機進行一個循環，從步驟1開始，再 進行向兩翼炮眼施工、裝藥放炮、兩翼回收和超前支護移架。
權利要求
一種鑽裝運錨一體化機械採煤工藝，該採煤工藝的巷道布置在盤區內劃分若干區段，在區段內布置兩條準備巷道，其中一條作為進風巷，一條作為迴風巷；上一區段採完後其進風巷可作為下一區段的迴風巷，下一區段只需開掘一條進風巷；所有巷道斷面均為矩形，上見頂下見底，巷道高度與煤層厚度相同；其特徵是●在條形房掘進工作面內配備一臺鑽裝運錨一體化機(1)，該機後面的第二運輸皮帶機(2)的機頭搭接在移動皮帶機尾部(3)，及在條形房貫通口處配備和安裝三組超前支護支架(4)；●該採煤工藝由回採條形房鑽裝運錨一體化機採煤工藝及回採條形房兩翼煤體鑽裝運錨一體化機與超前支護支架採煤工藝；即為第一回採條形房與迴風巷貫通前在條形房柱內先採房，並採用錨網支護，根據頂板好壞，循環進度一般為0.8-2.5m，直到迴風巷貫通；第二後退雙向回收兩翼煤體，每一翼回收為2-4m，長條房柱間的回收順序採用後退式，回收兩翼煤柱時不再進行錨網支護，而採用超前支護，在有超前支護的頂板下進行回收兩翼煤體的施工作業。
2.根據權利要求1所述的鑽裝運錨一體化機械採煤工藝，其特徵是所述的回採條形 房鑽裝運錨一體化機採煤工藝的具體工序步驟為(1)、炮眼施工首先使用鑽裝運錨一體化機，根據煤巷爆破施工圖表向條形房掘進工 作面進行打炮眼施工。(2)、裝藥放炮打炮眼施工完畢後，鑽裝運錨一體化機向後退機至安全距離，由人工進 行裝藥和放炮。(3)、裝煤運煤放炮結束後，將鑽裝運錨一體化機開至工作面，使用鑽裝運錨一體化機 上的鏟板部的耙爪裝置將條形房兩翼的落煤耙裝至鑽裝運錨一體化機中部的第一運輸皮 帶機上，通過第一運輸皮帶機將煤炭運至該鑽裝運錨一體化機後面的第二運輸皮帶機上， 通過第二運輸皮帶機運皮帶機再運至移動皮帶上。(4)、支護工作面落煤裝運完畢後，使用鑽裝運錨一體化機上的四臺液壓鑽機對頂板 進行錨杆支護。所述的回採條形房兩翼煤體鑽裝運錨一體化機與超前支護支架採煤工藝的具體工序 步驟為(1)、炮眼施工條形房與迴風巷貫通後，鑽裝運錨一體化機後退回收兩翼的煤，首先使 用鑽裝運錨一體化機在房內(錨網支護下)向兩翼一次打4-5m的爆破深孔；(2)、裝藥放炮打炮眼施工完畢後，鑽裝運錨一體化機向後退機至安全距離，由人工進 行裝藥、放炮，兩翼同時進行爆破；(3)、兩翼回收放炮結束後，將鑽裝運錨一體化機開至工作面，並採用斜切推進鑽裝運 錨一體化機進行回收兩翼的放炮落煤，使用鑽裝運錨一體化機上的鏟板部的耙爪裝置將條 形房兩翼的落煤耙裝至鑽裝運錨一體化機中部的第一運輸皮帶機上，將煤炭運至鑽裝運錨 一體化機後面的第二運輸皮帶機上，通過第二運輸皮帶機再運至移動皮帶上；一次回收的 循環步距為2-3m ；(4)、超前支護移架當鑽裝運錨一體化機完成一個循環步驟的回收工序後，在確保頂 板得到有效的超前支護時，每組超前支護支架通過該兩臺超前支護支架底座的油缸相互推拉，來完成超前支護支架向鑽裝運錨一體化機的方向移動；(5)超前支護移架工序結束後，鑽裝運錨一體化機進行一個循環，從步驟1開始，再進行向兩翼炮眼施工、裝藥放炮、兩翼回收和超前支護移架。
全文摘要
本發明涉及鑽裝運錨一體化機械採煤工藝，其特點是在條形房掘進工作面內配備一臺鑽裝運錨一體化機，該機的第二運輸皮帶機的機頭搭接在移動皮帶機尾部，及在條形房貫通口處配備和安裝三組超前支護支架；該採煤工藝由回採條形房與迴風巷貫通前和回採條形房兩翼回收時的鑽裝運錨一體化機械採煤工藝兩部分組成；即為第一回採條形房與迴風巷貫通前在條形房柱內先採房，並採用錨網支護，循環進度為0.8-2.5m，直到迴風巷貫通；第二後退雙向回收兩翼煤，長條房柱間的回收順序採用後退式，回收兩翼煤柱時不再進行錨網支護，而採用超前支護，它採用了先進的技術裝備，可使中小型「資源枯竭」的礦井能夠實現復採，可使大中型礦井的煤柱和邊角煤回收。
文檔編號E21D23/00GK101824986SQ20101017013
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月20日 優先權日2010年4月20日
發明者閆振東 申請人:閆振東