專利名稱：一種急傾斜煤層綜采方法及配套設施的制作方法
技術領域：
本發明涉及地下煤礦綜合機械化采煤技術，特別是一種急傾斜煤層綜采方法及配套設施。
背景技術：
急傾斜煤層是指一種傾角大于45°煤層，其具有在我國的分布較廣、賦存條件復雜、開采難度大等特點。由于現有開采技術落后，且國內礦井數量多。因此，近年來，我國發生了多起重大事故。由于急傾斜煤層開采空間狹小、作業空間傾斜角度大、設備倒滑危險性大、煤礦矸石飛濺等潛在威脅大，人員操作困難大。同時，其煤層構造復雜、褶曲、斷層兼而有之，作業環境惡劣、生產安全隱患多、綜采難度大、對機械設備適應性要求特別高。因此，采用現有的綜采工藝和設備，綜采配套設備因受設備自身重力影響而下滑是困擾綜采技術實際應用于急傾斜煤層的一大難題，即使按偽傾斜布置綜采工作面改變配套設備的實際傾斜角度，減少下滑分力以減緩下滑趨勢，但仍難以從根本上解決綜采配套設備的下滑問題。為此，需要對現有地下急傾斜煤層的綜采方法及設備進行改進，以適應急傾斜煤層的綜采要求，確保人員安全、提高其產量。
發明內容
本發明第一的目的就是針對現有技術的不足，提供一種急傾斜煤層的綜合機械化采煤方法，以有效防止綜采配套設備的下滑問題。本發明的第二目的是提供一種用于急傾斜煤層綜合機械化采煤的割煤機、刮板輸送機和液壓支架的三機配套設施，以克服現有配套設施在用于綜采時存在嚴重下滑的缺陷。為實現第一目的，本發明采用如下技術方案。一種急傾斜煤層綜采方法，包括以下步驟
a、準備在急傾斜煤層的上下端分別開掘兩條平行的回風順槽和運輸順槽，在回風順槽和運輸順槽之間掘開切眼并形成一綜采工作面，綜采工作面的煤層底板上形成有至少一沿工作面推進方向延伸的溝槽；在綜采工作面內布置由電控系統控制的刮板輸送機和由多個第一液壓支架和至少一個第二液壓支架構成的支護系統，刮板輸送機和第二液壓支架可利用所述溝槽防止下滑，將第二液壓支架下方的第一液壓支架與所述第二液壓支架連接固定為一體；在綜采工作面內安設割煤機；在運輸順槽內安設運煤機；
b、采煤割煤機切割煤層，并在煤層底板上的設定位置形成一段溝槽以構成工作面中已形成溝槽的朝工作面推進方向延伸的部分；
C、移架沿工作面推進方向推移；
d、推溜刮板輸送機由液壓支架推動前進；
e、運煤運輸順槽內的運煤機向外運煤。采用前述方案本發明，由于在綜采工作面的煤層底板上形成有沿工作面推進方向設置的溝槽，刮板輸送機以及支護系統通過利用所述溝槽防止其下滑。可通過在現有技術的刮板輸送機及現有技術的液壓支架的機座下支撐面上突起崁合在所述溝槽內的阻擋部件實現防滑，在割煤、移架和推溜過程中，阻擋部件始終崁合在溝槽內，刮板輸送機和支護系統利用溝槽和阻擋部件可有效阻止其下滑。在常見的綜采工作面的三機配套中，割煤機的機座是與刮板輸送機固定連接在一起到，因此，無論割煤機的機座即使不設置防護結構，其也可利用刮板輸送機的機座進行防滑。這樣，無論將綜采工作面布置成真傾斜或偽傾斜方式，都可實現良好的防滑效果。當然對于傾角特別大的煤層而言，利用偽傾斜方式布置綜采工作面效果更佳明顯，同時，也便于工作面內操作人員行走和操作。其中溝槽的斷面形狀可為圓弧形、三角形、矩形、菱形等其他形狀，溝槽沿工作面推進的延伸部分可在割煤機切割煤層時切割，也可在煤層切割完成后再采用其他如切割工具切割等方式單獨形成。優選的技術方案，在所述割煤步驟中，割煤機在割煤至設定位置時，割煤機的下切割頭再向煤層底板下方切割煤層底板，以使煤層底板上形成按工作面推進方向隨割煤進程延伸的溝槽；所述溝槽為圓弧槽。便于割煤機直接在煤層底板上割出，提高綜采效率。優選的技術方案，所述溝槽下邊緣距工作面下出口至少5m。以確保溝槽下側的煤層底板具有不被割煤機、刮板輸送機和液壓支架的下滑推力剪切掉的支撐強度。前述技術方案中的溝槽數量可為2個以上的多個，相應刮板輸送機以及支護系統通過利用多個溝槽防止其下滑。為實現第二目的，本發明分別采用如下技術方案的割煤機、刮板輸送機和液壓支架。一種割煤機，包括機座、上切割頭、下切割頭、控制系統，所述機座的下支撐面上凸出有至少一棱柱，棱柱沿割煤機在綜采工作面的推進方向延伸；所述控制系統還用于控制割煤機在割煤至設定位置時，割煤機的下切割頭再向煤層底板下方切割煤層底板，以使煤層底板上形成按工作面推進方向隨割煤進程延伸的溝槽。本方案是在現有技術的割煤機的機座的下支撐面上增設棱柱，利用其機座下支撐面上凸出的棱柱及煤層底板上的溝槽可有效防止其下滑。優選的技術方案，所述棱柱為圓弧棱柱。便于割煤機直接在煤層底板上割出圓弧槽時，圓弧棱柱與所述圓弧槽相吻合。一種刮板輸送機，包括機座、控制系統，所述機座的下支撐面上凸出有至少一棱柱，棱柱沿刮板輸送機在綜采工作面的推進方向延伸。本方案是在現有技術的刮板輸送機的機座的下支撐面上增設棱柱，利用其機座下支撐面上凸出的棱柱及煤層底板上的溝槽可有效防止其下滑。優選的技術方案，所述棱柱為圓弧棱柱。便于割煤機直接在煤層底板上割出圓弧槽時，圓弧棱柱與所述圓弧槽相吻合。一種液壓支架，包括機座、頂梁、控制系統，所述機座下支撐面上凸出有棱柱，棱柱沿液壓支架在綜采工作面的推進方向延伸。液壓支架利用其機座下支撐面上凸出的棱柱及煤層底板上的溝槽可有效防止其下滑。優選的技術方案，所述棱柱為圓弧棱柱。便于割煤機直接在煤層底板上割出圓弧槽時，圓弧棱柱與所述圓弧槽相吻合。利用上述割煤機、刮板輸送機以及由多個現有技術的液壓支架和至少一個本發明提供的液壓支架構成的支護系統，形成三機配套設施用于急傾斜煤層機械化采煤的綜采工作面，其中，支護系統中的第一液壓支架為現有中的液壓支架，位于煤層底板溝槽處的第二液壓支架采用本發明提供的液壓支架，并采用實現本發明第一目的的采煤方法，以實現急傾斜煤層的綜合機械化采煤并能有效防止三機配套設備下滑，消除了下滑隱患，確保采煤安全、高效。當前述方案中的割煤機利用刮板輸送機的機座時，可省去割煤機機座。本發明與現有技術相比的有益效果是，采煤方法簡單且為三機防滑創造了良好條件，三機配套設施無下滑隱患，采煤安全、高效。
圖1是本發明中的綜采工作面俯視圖。圖2是本發明中的綜采工作面內煤層底板8及其溝槽3的結構示意圖。圖3是本發明中的綜采工作面內煤層底板8的截面示意圖。圖4是本發明中的割煤機6、刮板輸送機4及第二液壓支架52用于綜采工作面內的布置關系示意圖。圖5是本發明中的刮板輸送機4機座41側部結構局部示意圖。圖6是圖5的仰視圖。圖7是本發明中的第二液壓支架52機座521側部結構局部示意圖。圖8是圖7的仰視圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的說明，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。實施例1參見圖1、圖2、圖3，一種急傾斜煤層綜采方法，包括以下步驟
a、準備在急傾斜煤層的上下端分別開掘兩條平行的回風順槽I和運輸順槽2，在回風順槽I和運輸順槽2之間掘開切眼并形成一綜采工作面，綜采工作面的煤層底板8上形成有至少一沿工作面推進方向延伸的溝槽3 ;在綜采工作面內布置由電控系統控制的刮板輸送機4和由多個第一液壓支架51和至少一個第二液壓支架52構成的支護系統5，刮板輸送機4和第二液壓支架52可利用所述溝槽3防止下滑，將第二液壓支架52下方的第一液壓支架51與所述第二液壓支架52連接固定為一體；在綜采工作面內安設割煤機6 ;在運輸順槽2內安設運煤機7 ；
b、采煤割煤機6切割煤層，并在煤層底板8上的設定位置形成一段溝槽以構成工作面中已形成溝槽3的朝工作面推進方向延伸的部分；
C、移架沿工作面推進方向推移；
d、推溜刮板輸送機4由液壓支架推動前進；
e、運煤運輸順槽內的運煤機7向外運煤。在所述割煤步驟中，割煤機6在割煤至設定位置時，割煤機6的下切割頭再向煤層底板8下方切割煤層底板8，以使煤層底板8上形成按工作面推進方向隨割煤進程延伸的溝槽3 ;所述溝槽3為圓弧槽。所述溝槽3下邊緣距工作面下出口至少5m。
實施例2參見圖1、圖4、圖5、圖6，一種刮板輸送機，包括機座41、控制系統，所述機座41的下支撐面上凸出有至少一棱柱411，棱柱411沿刮板輸送機在綜采工作面的推進方向延伸。所述棱柱411為圓弧棱柱。實施例3參見圖1、圖4，一種割煤機，包括機座、上切割頭61、下切割頭62、控制系統，所述機座的下支撐面上凸出有至少一棱柱，棱柱沿割煤機在綜采工作面的推進方向延伸；所述控制系統還用于控制割煤機在割煤至設定位置時，割煤機的下切割頭62再向煤層底板下方切割煤層底板8，以使煤層底板8上形成按工作面推進方向隨割煤進程延伸的溝槽。所述棱柱為圓弧棱柱。本實施例中的機座利用實施例2中刮板輸送機的機座41，從而省卻了割煤機的機座。實施例4參見圖1、圖4、圖7、圖8，一種液壓支架，包括機座521、頂梁522、控制系統，所述機座521下支撐面上凸出有棱柱521a，棱柱521a沿液壓支架在綜采工作面的推進方向延伸。所述棱柱521a為圓弧棱柱。本發明利用實施例2、3、4中的刮板輸送機、割煤機的液壓支架對應構成本發明實施例I中三機配套設施的刮板輸送機、割煤機及第二液壓支架52，同時，利用現有技術中的液壓支架構成第一液壓支架51，從而形成綜采工作面中的三機配套設施。以上雖然結合了附圖描述了本發明的實施方式，但本領域的普通技術人員也可以意識到對所附權利要求的范圍內作出各種變化或修改，這些修改和變化應理解為是在本發明的范圍和意圖之內的。
權利要求
1.一種急傾斜煤層綜采方法，其特征在于，包括以下步驟: a、準備:在急傾斜煤層的上下端分別開掘兩條平行的回風順槽(I)和運輸順槽(2)，在回風順槽(I)和運輸順槽(2)之間掘開切眼并形成一采煤工作面，綜采工作面的煤層底板(8)上形成有至少一沿工作面推進方向延伸的溝槽(3);在采煤工作面內布置由電控系統控制的刮板輸送機(4)和由多個第一液壓支架(51)和至少一個第二液壓支架(52)構成的支護系統(5)，刮板輸送機(4)和第二液壓支架(52)可利用所述溝槽(3)防止下滑，將第二液壓支架(52)下方的第一液壓支架(51)與所述第二液壓支架(52)連接固定為一體；在綜采工作面內安設割煤機(6);在運輸順槽(2)內安設運煤機(7)； b、采煤:割煤機(6)切割煤層，并在煤層底板(8)上的設定位置形成一段溝槽以構成工作面中已形成溝槽(3)的朝工作面推進方向延伸的部分； C、移架:沿工作面推進方向推移； d、推溜:刮板輸送機(4)由液壓支架推動前進； e、運煤:運輸順槽內的運煤機(7)向外運煤。
2.根據權利要求1所述的急傾斜煤層綜采方法，其特征在于，在所述割煤步驟中，割煤機(6)在割煤至設定位置時，割煤機(6)的下切割頭(62)再向煤層底板(8)下方切割煤層底板(8)，以使煤層底板(8)上形成按工作面推進方向隨割煤進程延伸的溝槽(3);所述溝槽(3)為圓弧槽。
3.根據權利要求1或2所述的急傾斜煤層綜采方法，其特征在于，所述溝槽(3)下邊緣距工作面下出口至少5m。
4.一種割煤機，包括 機座、上切割頭(61)、下切割頭(62)、控制系統，其特征在于:所述機座的下支撐面上凸出有至少一棱柱，棱柱沿割煤機在綜采工作面的推進方向延伸；所述控制系統還用于控制割煤機在割煤至設定位置時，割煤機的下切割頭(62)再向煤層底板下方切割煤層底板(8)，以使煤層底板(8)上形成按工作面推進方向隨割煤進程延伸的溝槽。
5.根據權利要求4所述割煤機，其特征在于，所述棱柱為圓弧棱柱。
6.一種刮板輸送機，包括機座(41)、控制系統，其特征在于:所述機座(41)的下支撐面上凸出有至少一棱柱(411)，棱柱(411)沿刮板輸送機在綜采工作面的推進方向延伸。
7.根據權利要求6所述刮板輸送機，其特征在于，所述棱柱(411)為圓弧棱柱。
8.一種液壓支架，包括機座(521)、頂梁(522)、控制系統，其特征在于:所述機座(521)下支撐面上凸出有棱柱(521a)，棱柱(521a)沿液壓支架在綜采工作面的推進方向延伸。
9.根據權利要求8所述液壓支架，其特征在于，所述棱柱(521a)為圓弧棱柱。
全文摘要
本發明公開了一種急傾斜煤層綜采方法及配套設施，綜采方法包括準備、采煤、移架、推溜、運煤等工作步驟；在準備工作中，首先在工作面的煤層底板上形成一溝槽，再在工作面內設置刮板輸送機和由多個第一液壓支架和至少一個第二液壓支架構成的支護系統，刮板輸送機和第二液壓支架可利用所述溝槽防止下滑，將第二液壓支架下方的第一液壓支架與所述第二液壓支架連接固定為一體；并安設割煤機；在割煤進程中或割煤后使溝槽形成延伸段。配套設施中的刮板輸送機及第二液壓支架的機座下支撐面上設有與溝槽相嵌合的凸棱，割煤機共用刮板輸送機的機座。本發明的有益效果是，采煤方法簡單，為設施防滑創造了條件，配套設施無下滑隱患，采煤安全、高效。
文檔編號E21C41/16GK103075155SQ201310006730
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月9日 優先權日2013年1月9日
發明者秦玄, 鄒開科 申請人:秦玄