一种用于短壁开采的设备及采煤方法

技术领域

本发明涉及一种改进的用于短壁开采的方法及设备，可用于地下煤矿的矿柱的开采。在煤矿中，通常将煤层最初发展成矿柱和交叉通道(巷道)。这些矿柱随后被提取，称为回采。

背景技术

房柱法开采，保留了大量的矿柱，这些矿柱留在地下，造成了资源的浪费。而在房柱法开采之后，由于地层已经被破坏，因此很难用现有的长壁机械化采煤工艺进行回采。

通常，有时使用常规设备通过常规方法进行板和柱的回采处理，并且将带有侧卸式装载机和装载牵引车的中间技术用于提取。还有另一个利用液压支架、连续采煤机，装载机和从工作面到远方的输送机来开采长柱煤层的系统。

国内出现用于带有T形输送机的短壁地下采矿机的控制系统。其中移动和控制单元在底架上隔开的运动和控制单元，每个运动和控制单元均具有前进和锚定撞锤，并且该单元具有通过万向接头联接到底架的引导壳体。

但是上述方法由于地层已被破坏，开采过程中受矿压影响，时常出现液压支架被压死现象，导致效率低下，安全事故频发。

因此，需要一种连续切割，装载和输送系统，其具有这样的自动推进式液压支架的适当布局，以用于短壁开采中的柱子提取。另外，这样，长壁设备套件不能以短形式用于现有的矿柱提取。因此，需要具有适当布局的短壁设备，以将板和矿柱中的矿柱抽出。

发明内容

本发明提供了一种用于连续切割，装载和输送适于在短壁开采中提取矿柱的自动推进式液压支架的布局的系统和方法。

本发明的目的是提供一种用于短壁开采的设备和方法，该设备和方法可用于开采地下煤矿中的矿柱。

本发明的另一个目的是提供一种借助于改进的机械装置从现有的矿柱中提取煤的合适的布局。

本发明的另一个目的是除了工作面支撑系统之外，在工作面布局中提供合适的支撑系统。

本发明的另一目的是提供一种用于短壁设备系统的运输布局，以将提取的煤带到板的内侧。

现有设备的缺点是在朝向采空区侧面的端部没有适当的动力支架支撑。通常可用的动力支架支撑具有挡泥板支座和顶梁，但它没有任何侧面防护罩来抵抗采空区一侧的松散岩石载荷。其次，现有技术缺乏利用短壁工作面设备开采煤柱的布局以及可行的切割，装载，运输和支撑系统和方法，也没有将具有新的设备适当组合来开采地下矿井中的矿柱。

本发明提供了新的装置及相互依赖的装置的组合，以形成用于从位于地下煤矿中的矿柱中提取煤的系统。

一种用于短壁开采的设备，该设备可用于地下煤矿的矿柱的开采，该设备设置在采区中，采区中包括矿房和矿柱，所述矿房形成交叉的竖直巷道和水平巷道，所述矿柱竖直巷道和水平巷道间隔分布，所述采区两侧包括支撑矿柱，所述支撑矿柱在工作面开采过程中部进行回采；所述设备包括沿矿柱放置的一系列自动推进式液压支架，在液压支架的支撑掩护下沿矿柱设置刮板机和采煤机，所述刮板机固定在所述支撑矿柱上。

每个自动推进式液压支架的采空端在底板上具有挡泥板支座，其侧部带有侧护板，所述挡泥板支座还包括板、悬挂钢护板、液压柱塞侧臂，前侧钩和后侧钩；侧护板悬挂在挡泥板支座顶部的顶梁上。从侧护板的内侧自由地悬挂两个或多个悬挂钢护板，液压柱塞侧臂水平固定在挡泥板支座的结构内；前侧钩和后侧钩设置在底板上，以便于拉动端部挡泥板支座。

采煤机设置在刮板机上，其具有与位于中心的摇臂相连的切割滚筒，刮板机的远端具有驱动头，轻型刮板机与驱动头成直角并固定在驱动头上。轻型刮板机在采区的外侧连接到皮带输送机。

本发明的设备的使用方法如下：

在采空区的前面使用了两组工作面设备，每组设备包括自动推进式液压支架、刮板机、采煤机和轻型输送机，用于采出两排矿柱，所述轻型刮板机沿着刮板机的一面沿着竖直巷道铺设，水平巷道的开口端在采空区边缘处由端头液压支架支撑；其中，采空区是已开采区域，竖直巷道和水平巷道的交界处由多个端头液压支架和液压支柱支撑，直到采空区之前的两个水平巷道由两排液压支柱和杆支撑到采空区边缘之前的两根矿柱上，采空区前面的紧邻的两个交叉通道在其中放置轻型刮板机，由轻型刮板机两侧的两排液压支柱和液压杆以交错的方式支撑，采区的最外一层靠近支撑矿柱的水平通道内设置皮带输送机，该水平通道侧壁由液压支柱和大梁铰接支撑以及锚杆和钢带进行支撑；所述水平通道的马头门侧端由至少两个自进式动力屏蔽支架支撑，而同一通道的交界处不由端头液压支架支撑，而是由多个液压支柱和大梁支撑，在同一水平通道中，第二个轻型刮板机的一部分被两侧倾斜的钢结构桥覆盖，绞车设置在同一水平通道中的某个距离处，以通过绳索与液压支架的前侧钩和后侧钩连接。

一种短壁工作面采煤方法，通过采煤机从现有的矿柱切割煤炭，并由刮板机输送。如图所示，由一排连续的一系列自动推进式液压支架支撑顶板，使组合支架的长度等于矿柱宽度的长度，例如30m。采煤机切割的煤由刮板机从采区输送，然后转载到轻型刮板机，该轻型刮板机通过工作面前面的十字通道铺设。该轻型刮板机将煤输送到皮带输送机，皮带输送机放置在支撑煤柱上方的水平通道中，进而将煤输送到主副煤的主干皮带输送机。还有另一套相同的设备，带有一系列自动推进式液压支架、采煤机以及刮板机和轻型刮板机，以交错的方式切割第二排矿柱；一组设备将在第一行中提前切入，另一组将在第二行中的落后两个矿柱处布置。水平的皮带输送机对于这两个设备组都是相同的。两个轻型刮板机都将煤卸到皮带输送机上。采空区端部的挡泥板支座是专门设计的用于两个工作面的动力顶板支座，它可以承受采空区一侧破碎的岩石块的推力，并为作业侧提供安全。尽管采用了后部防护罩，但挡泥板支座的右侧仍具有一个特殊的侧护板、板、悬挂钢护板、液压柱塞侧臂。

第一组设备在工作面下方切割了第一排矿柱例如根矿柱。如图所示，第二排设备以交错的方式跟随第二排矿柱。在最后一层的采空区末端，采空区边缘由两个更多的自进式动力屏蔽支架支撑，而不是由其他层级的其他采空区边缘所支撑的端头液压支架。对第一排矿柱的开采完成后，借助位于最后一层的水平通道中的绞车和位于第二条工作面中轻型刮板机上方的桥架撤回设备。一旦第一排矿柱完成，就撤出并同时安装设备，以切割下一排矿柱。始终有煤流向皮带输送机，因为其中一组设备将在撤离和安装的过渡期间继续工作。接合处由多个端头支护与液压支柱组合支撑，直到距采空区边缘的矿柱距离为止。刮板机在其左侧弯曲，并桥接在轻型刮板机上，从而使其可以在轻型刮板机的进风端滑动。输送机可以在几米长的输送机上放置，以适应采煤机的一些切割，在运行时不需要缩短切割长度；在需要缩短轻型刮板机的切割数次之后，根据需要将相联的锅取出在轻型刮板机的两端之间。撤回的支架将同时安装在第三个工作面开采巷道中。

本发明的主要优点：在过渡时期，也可以使煤在系统中连续流动；从储量中回收煤炭的百分比很高；通过该系统可以很好地控制顶板垮落；通过使用具有该装置和系统的本系统，工作人员在回采操作中更加安全；提供了更快安装或撤回设备的设施；考虑到生产率，安全性和回收率，这是最经济的方法设备和布局；适用于各种煤层。

附图说明

图1为本发明短壁工作面及相应设备布局示意图；

图2为本发明采区及相应设备布局示意图；

图3为本发明改进的液压支架侧视图；

图4为本发明改进的液压支架后视图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种用于短壁开采的设备，该设备可用于地下煤矿的矿柱的开采，该设备设置在采区中，采区中包括矿房和矿柱2，所述矿房形成交叉的竖直巷道21和水平巷道27，所述矿柱2竖直巷道21和水平巷道27间隔分布，所述采区两侧包括支撑矿柱4，所述支撑矿柱4在工作面开采过程中部进行回采；所述设备包括沿矿柱2放置的一系列自动推进式液压支架1，在液压支架1的支撑掩护下沿矿柱设置刮板机5和采煤机15，所述刮板机5固定在所述支撑矿柱上。

每个自动推进式液压支架1的采空端在底板14上具有挡泥板支座6，其侧部带有侧护板7，所述挡泥板支座6还包括板8、悬挂钢护板9、液压柱塞侧臂10，前侧钩11和后侧钩12；侧护板7悬挂在挡泥板支座6顶部的顶梁13上。从侧护板7的内侧自由地悬挂两个或多个悬挂钢护板9，液压柱塞侧臂10水平固定在挡泥板支座6的结构内；前侧钩11和后侧钩12设置在底板上，以便于拉动端部挡泥板支座6。

采煤机15设置在刮板机5上，其具有与位于中心的摇臂相连的切割滚筒，刮板机5的远端具有驱动头，轻型刮板机18与驱动头成直角并固定在驱动头上。轻型刮板机18在采区3的外侧连接到皮带输送机19。

使用本发明的设备的开采方法如下：

在采空区20的前面使用了两组工作面设备，每组设备包括自动推进式液压支架1、刮板机5、采煤机15和轻型输送机18，用于采出两排矿柱2，所述轻型刮板机18沿着刮板机5的一面沿着竖直巷道21铺设，水平巷道22的开口端在采空区边缘26处由端头液压支架23支撑；其中，采空区20是已开采区域，竖直巷道21和水平巷道22的交界处由多个端头液压支架23和液压支柱24支撑，直到采空区之前的两个水平巷道22由两排液压支柱24和杆25支撑到采空区边缘26之前的两根矿柱上，采空区前面的紧邻的两个交叉通道在其中放置轻型刮板机，由轻型刮板机两侧的两排液压支柱24和液压杆25以交错的方式支撑，采区的最外一层靠近支撑矿柱4的水平通道27内设置皮带输送机19，该水平通道27侧壁由液压支柱24和大梁28铰接支撑以及锚杆29和钢带30进行支撑；所述水平通道27的马头门侧端由至少两个自进式动力屏蔽支架31支撑，而同一通道的交界处不由端头液压支架23支撑，而是由多个液压支柱24和大梁28支撑，在同一水平通道27中，第二个轻型刮板机的一部分被两侧倾斜的钢结构桥32覆盖，绞车33设置在同一水平通道中的某个距离处，以通过绳索与液压支架1的前侧钩11和后侧钩12连接。

一种短壁工作面采煤方法，通过采煤机15从现有的矿柱2切割煤炭，并由刮板机5输送。如图2所示，由一排连续的一系列自动推进式液压支架1支撑顶板，使组合支架的长度等于矿柱宽度的长度，例如30m。采煤机15切割的煤由刮板机5从采区输送，然后转载到轻型刮板机18，该轻型刮板机18通过工作面前面的十字通道铺设。该轻型刮板机18将煤输送到皮带输送机19，皮带输送机19放置在支撑煤柱4上方的水平通道中，进而将煤输送到主副煤的主干皮带输送机。还有另一套相同的设备，带有一系列自动推进式液压支架1、采煤机15以及刮板机5和轻型刮板机18，以交错的方式切割第二排矿柱；一组设备将在第一行中提前切入，另一组将在第二行中的落后两个矿柱处布置。水平的皮带输送机19对于这两个设备组都是相同的。两个轻型刮板机18都将煤卸到皮带输送机19上。采空区端部的挡泥板支座6是专门设计的用于两个工作面的动力顶板支座，它可以承受采空区一侧破碎的岩石块的推力，并为作业侧提供安全。尽管采用了后部防护罩，但挡泥板支座6的右侧仍具有一个特殊的侧护板7、板8、悬挂钢护板9、液压柱塞侧臂10。

第一组设备在工作面下方切割了第一排矿柱例如4根矿柱。如图2所示，第二排设备以交错的方式跟随第二排矿柱。在最后一层的采空区末端，采空区边缘由两个更多的自进式动力屏蔽支架31支撑，而不是由其他层级的其他采空区边缘所支撑的端头液压支架。对第一排矿柱的开采完成后，借助位于最后一层的水平通道27中的绞车33和位于第二条工作面中轻型刮板机上方的桥架32撤回设备。一旦第一排矿柱完成，就撤出并同时安装设备，以切割下一排矿柱。始终有煤流向皮带输送机，因为其中一组设备将在撤离和安装的过渡期间继续工作。接合处由多个端头支护与液压支柱组合支撑，直到距采空区边缘的矿柱距离为止。刮板机在其左侧弯曲，并桥接在轻型刮板机上，从而使其可以在轻型刮板机的进风端滑动。输送机可以在几米长的输送机上放置，以适应采煤机的一些切割，在运行时不需要缩短切割长度；在需要缩短轻型刮板机的切割数次之后，根据需要将相联的锅取出在轻型刮板机的两端之间。撤回的支架将同时安装在第三个工作面开采巷道中。

以上结合附图对本申请的实施方式作了详细说明，但本申请不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本申请原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本申请的保护范围内。