一种连掘工作面智能掘进成套设备及其施工工艺

技术领域

本发明涉及煤矿巷道掘进技术领域，尤其涉及一种连掘工作面智能掘进成套设备及其施工工艺。

背景技术

配套方式为悬臂式掘进机、转载机、锚杆钻车、可伸缩带式输送机的掘进方式，主要应用于中等复杂围岩条件的软弱至半坚硬顶底板，悬臂式掘进机截割落煤，转载机、带式输送机运料，锚杆钻车进行支护，该系统主要优点是设备成本低；主要缺点是掘进效率低、不能掘锚平行作业。配套方式为连续采煤机、梭车、锚杆钻车、给料破碎机、胶带输送机的掘进方式，主要应用于神东等矿区的稳定围岩条件的半坚硬至坚硬顶底板，连续采煤机截割落煤，梭车运煤，锚杆钻车进行支护，该系统主要优点是效率高、速度快、用人少；主要缺点是对顶底板要求高，电缆随设备移动频繁收放、存在安全隐患。配套方式为掘锚机、锚杆转载破碎机、柔性运输转载机、迈步式自移机尾的掘进方式，主要应用于中等复杂围岩条件的软弱至半坚硬顶底板，采用掘锚机和锚杆转载机进行平行支护，锚杆转载机兼作破碎单元，柔性搭接系统搭接行程50m左右，该系统的主要优点是巷道可以及时支护；主要缺点是设备成本高，性价比低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种连掘工作面智能掘进成套设备及其施工工艺。

一方面，本发明提出了一种连掘工作面智能掘进成套设备，包括：

连续采煤机，所述连续采煤机用于煤岩截割及装运；

电缆卷放车，所述电缆卷放车位于所述连续采煤机后方，用于收放所述连续采煤机的电缆；

锚杆钻车，所述锚杆钻车用于巷道顶板和侧帮支护，在施工过程中，所述连续采煤机与所述锚杆钻车位于不同的巷道；

给料破碎机，所述给料破碎机用于破碎并转运煤岩；

梭车，所述梭车用于将所述连续采煤机截割的煤岩转运至所述给料破碎机；

胶带输送机，所述胶带输送机设置在所述给料破碎机的下游，用于将破碎后的煤岩运出；

集控中心，所述连续采煤机、所述电缆卷放车、所述锚杆钻车、所述梭车、所述给料破碎机和所述胶带输送机均与所述集控中心电连接。

在一些实施例中，所述集控中心设置在所述给料破碎机的皮带架上。

在一些实施例中，所述电缆卷放车上设置激光导引装置。

在一些实施例中，所述连续采煤机上设置位姿测量装置。

在一些实施例中，所述激光导引装置和所述位姿测量装置组成组合惯导，所述组合惯导为所述连续采煤机提供方位信息使所述连续采煤机实时调整方位。

在一些实施例中，所述梭车根据预先设计的轨迹自动驾驶。

在一些实施例中，所述梭车上设置预警避障装置。

在一些实施例中，使用所述连续采煤机进行双巷掘进，辅运顺槽和胶运顺槽同时施工，所述连续采煤机、所述电缆卷放车和所述梭车在一个巷道配合掘进采煤时，所述锚杆钻车在另一个巷道进行锚杆支护。

在一些实施例中，所述掘进采煤和所述锚杆支护完成后，所述连续采煤机和所述锚杆钻车互换位置进行下一个作业循环。

另一方面，本发明提出了一种连掘工作面智能掘进成套设备的施工工艺，包括以下步骤：

连续采煤机、梭车和电缆卷放车在第一巷道配合掘进采煤，同时，锚杆钻车在第二巷道进行锚杆支护；

第一巷道的掘进采煤和第二巷道的锚杆支护完成后，所述连续采煤机和所述锚杆钻车互换位置，所述电缆卷放车和所述连续采煤机互为基准调机；

连续采煤机、梭车和电缆卷放车在第二巷道配合掘进采煤，同时，锚杆钻车在第一巷道进行锚杆支护。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明的连掘工作面智能掘进成套设备中设置电缆卷放车自动卷放电缆，实现电缆安全高效管理，提高了作业效率，保障了操作人员安全。

本发明的连掘工作面智能掘进成套设备及工艺方法效率高、速度快、用人少，设备投入成本低，性价比高。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明连掘工作面智能掘进成套设备结构示意图；

图2为本发明连掘工作面智能掘进成套设备施工过程示意图；

附图标记说明：

连续采煤机1、锚杆钻车2、梭车3、电缆卷放车4、集控中心5、给料破碎机6、胶带输送机7。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的连掘工作面智能掘进成套设备及其施工工艺。

如图1所示，本发明的连掘工作面智能掘进成套设备，包括连续采煤机1、电缆卷放车4、锚杆钻车2、给料破碎机6、梭车3、胶带输送机7和集控中心5。

连续采煤机1主要负责煤岩截割、煤岩装运作业，可自主掘进、自动截割、轨迹精确控制。连续采煤机1在巷道中行进进行采煤作业，连续采煤机1所采的煤利用梭车3转运。

电缆卷放车4位于连续采煤机1后方，用于收放连续采煤机1的电缆，在工作过程中电缆卷放车4根据连续采煤机1前进后退情况实时进行电缆卷放。电缆卷放车4的设置避免了人工卷放电缆，将工作人员从恶劣的工作环境中解放出来，保障了工人的安全，降低了安全隐患；同时电缆卷放车4的设置提高了矿井连掘工作面智能化作业水平，实现了电缆安全高效管理，提高了掘进效率。

电缆卷放车4上设置激光导引装置，连续采煤机1上设置位姿测量装置，激光导引装置和位姿测量装置组成组合惯导，组合惯导为连续采煤机1提供方位信息使连续采煤机1实时调整方位。

锚杆钻车2用于巷道顶板和侧帮支护，在施工过程中，连续采煤机1与锚杆钻车2位于不同的巷道，即连续采煤机1在其中一个巷道进行掘进采煤时，锚杆钻车2在另外一个巷道进行锚杆支护，掘进作业和锚杆支护同步进行。

给料破碎机6用于破碎并转运煤岩，梭车3用于将连续采煤机1截割的煤岩转运至给料破碎机6，胶带输送机7设置在给料破碎机6的下游，用于将破碎后的煤岩运出。

具体为，梭车3行驶在连续采煤机1和给料破碎机6之间，连续采煤机1截割的煤岩转运到梭车3车，梭车3将煤岩转运到给料破碎机6上，给料破碎机6将煤岩进行破碎后，将破碎后的煤岩转运至设置在其下游的胶带输送机7，胶带输送机7将破碎后的煤岩转运出巷道。其中，梭车3运煤采用自动驾驶的模式，首先进行三维巷道建模，根据实际需要进行轨迹规划，梭车3在两端与连续采煤机1和给料破碎机6对接，另外，梭车3上还设置有预警避障装置，该装置的设置提高了梭车3运煤的安全性和可靠性。

集控中心5设置在给料破碎机6的皮带架上，连续采煤机1、电缆卷放车4、锚杆钻车2、梭车3、给料破碎机6和胶带输送机7均与集控中心5电连接，集控中心5负责各个设备的功能参数显示和远程控制。

在工作过程中，使用连续采煤机1进行双巷掘进，两条顺槽同时施工，辅运顺槽采用连续采煤机1、梭车3、电缆卷放车4配合掘进采煤时，锚杆钻机在胶运顺槽进行锚杆支护。连续采煤机1进行截割落煤和装煤，每次巷道掘进时，根据安装在电缆卷放车4上的激光导引装置和连续采煤机1上的位姿测量装置共同组成组合惯导提供方位信息并进行实时调整。梭车3运煤自动驾驶，首先进行三维巷道建模，根据实际需要进行轨迹规划，在两端连续采煤机1和给料破碎机6处进行对接，同时具备预警避障功能。电缆卷放车4根据连续采煤机1前进后退情况实时进行电缆卷放，锚杆钻车2进行巷道顶板和侧帮支护。当掘进采煤和锚杆支护完成后，即完成了一个作业循环，连续采煤机1和锚杆钻车2互换位置进行下一个作业循环。

连掘工作面智能掘进成套设备的施工工艺，包括以下步骤：

连续采煤机1、梭车3和电缆卷放车4在第一巷道配合掘进采煤，同时，锚杆钻车2在第二巷道进行锚杆支护，可以理解的是，第一巷道为辅运顺槽时，第二巷道为胶运顺槽；第一巷道为胶运顺槽时，第二巷道为辅运顺槽；

第一巷道的掘进采煤和第二巷道的锚杆支护完成后，连续采煤机1和锚杆钻车2互换位置，电缆卷放车4和连续采煤机1互为基准调机；

连续采煤机1、梭车3和电缆卷放车4在第二巷道配合掘进采煤，同时，锚杆钻车2在第一巷道进行锚杆支护。

具体的工艺流程如图2所示，工序(一)和(二)为辅运顺槽采用连续采煤机1、梭车3、电缆卷放车4进行掘进采煤，安装在电缆卷放车4上的激光导引装置和连续采煤机1上的位姿测量装置共同组成组合惯导为连续采煤机1提供方位信息并进行实时调整，锚杆钻车2在胶运顺槽进行锚杆支护。

工序(三)为连续采煤机1和锚杆钻车2互换位置的过程，此时电缆卷放车4和连续采煤机1互为基准进行调机。工序(四)和(五)为胶运顺槽采用连续采煤机1、梭车3、电缆卷放车4进行掘进采煤，安装在电缆卷放车4上的激光导引装置和连续采煤机1上的位姿测量装置共同组成组合惯导为连续采煤机1提供方位信息并进行实时调整，锚杆钻车2在辅运顺槽进行锚杆支护。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述可以针对不同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。