一种巷道连续开挖设备及工艺的制作方法
【专利摘要】一种巷道连续开挖设备及工艺，包括悬臂式掘进机、皮带运输机、连续装车装置和矿车组成的智能化作业流水线。使用悬臂式掘进机的截割机构进行破岩施工，将切削落下的矸石进行装载并不断向外运输，最后落在皮带运输机上，再从皮带运输机尾端落下经连续装车装置分矸后直接落入矿车内。当一列矿车全部装满后，牵引该列矿车至运矸大巷，将该列矿车运至地面卸载矸石；同时位于空载矿车轨道的一列空矿车沿分道岔轨道被牵引至载矸矿车轨道，开始新一轮装车及出矸；卸载矸石后的矿车被牵引至空载矿车轨道上备用。本发明能有效提高巷道机械化施工水平，精简施工工序，提高开挖效率，降低工人劳动强度，改善作业环境，提高操作安全性，真正实现巷道连续开挖。
【专利说明】一种巷道连续开挖设备及工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤矿井下巷道开挖设备及工艺，特别涉及一种井下半煤岩巷、岩巷综合机械化连续开挖设备及工艺。
【背景技术】
[0002]目前，国内煤矿井下巷道开挖主要有掘进机掘进和钻爆法两种方法，其中钻爆法掘进占90%以上。而钻爆法具有掘进断面小、施工速度慢、巷道质量差、机械化程度低、工人劳动强度大、安全可靠性低、作业环境差等缺点，因此，许多业内科技人员不断为提高巷道掘进机技术水平，为改进巷道施工工艺而努力。巷道掘进效率的提高，不仅依赖于岩石掘进机的破岩能力，还与成套设备及工艺的运输能力密切相关。许多矿井必须采用矿车进行矸石运输，而矿车运输属于间歇性工作，运输能力及效率差，因此大多数煤矿采用矸石仓进行运输缓冲，但同时增加了运输工序，影响了出矸速度，降低了巷道开挖效率。
【发明内容】
[0003]要解决的技术问题:针对现有技术的不足，本发明提出解决一种巷道连续开挖设备及工艺以解决现有技术中的巷道开挖效率不高的技术问题。
[0004]技术方案:为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0005]一种巷道连续开挖设备，包括悬臂式掘进机、皮带运输机、连续装车装置和矿车，所述悬臂式掘进机包括截割机构、装载机构、运输机构和履带行走机构；所述皮带运输机为履带式可移动皮带运输机且设置在悬臂式掘进机的尾部；所述矿车设置在皮带运输机上皮带的下方，所述矿车上设有牵引电机，矿车下方设有矿车轨道，所述矿车轨道包括载矸矿车轨道、空载矿车轨道和分道岔轨道，所述分道岔轨道连接载矸矿车轨道和空载矿车轨道，所述载矸矿车轨道延伸进入运矸大巷中并沿运矸大巷铺设，所述空载矿车轨道延伸进入设备运输巷中并沿设备运输巷铺设；所述连续装车装置设置在皮带运输机的尾部且架设在矿车与皮带运输机的皮带之间。
[0006]一种巷道连续开挖工艺，包括下列工序:
[0007](I)破岩:使用悬臂式掘进机的截割机构进行破岩施工，一方面悬臂式掘进机的履带行走机构前进带动截割机构完成巷道的钻进切削，同时截割机构上下左右摆动完成巷道的摆动切削，钻进切削及摆动切削交替进行，矸石落下，完成巷道的破岩工序；
[0008](2)装矸:在悬臂式掘进机履带行走机构的驱动下，装载机构连续对切削落下的矸石进行装载，矸石不断被装进运输机构内，完成装矸工序；
[0009](3)运矸:悬臂式掘进机运输机构将矸石不断向外运输，最后落在皮带运输机上，皮带运输机载着矸石继续向前运输，完成运矸工序；
[0010]( 4 )装车:从皮带运输机尾端落下的矸石，经过连续装车装置分矸后直接落入矿车内；
[0011](5)出矸:当一列矿车全部装满后，由牵引电机车牵引该列矿车至运矸大巷，将该列矿车运至地面卸载矸石；与此同时，位于空载矿车轨道的一列空矿车沿分道岔轨道被牵引至载矸矿车轨道，开始新一轮装车及出矸；卸载矸石后的一列空矿车从设备运输巷运输，沿空载矿车轨道运送并停留存储在分道岔轨道与空在矿车轨道的衔接处以备用。
[0012]有益效果:本发明的巷道连续开挖设备及工艺，将破岩之后的装矸、运矸、装车和出矸等一系列工序形成一个连续且循环的作业模式，能有效提高巷道机械化施工水平，精简施工工序，提高开挖效率，降低工人劳动强度，改善作业环境，提高操作安全性，真正实现巷道连续开挖。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的巷道连续开挖设备；
[0014]图2是本发明的连续装车装置结构图；
[0015]图3是本发明的矿车轨道布置图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0017]如图1和图2所示，一种巷道连续开挖设备，包括悬臂式掘进机1、皮带运输机2、连续装车装置3和矿车4组成的一套智能化作业线。所述悬臂式掘进机I包括截割机构1-1、装载机构1-2、运输机构1-3、履带行走机构1-4、主机架1-5和电液系统1_6，将截割机构1-1对准巷道迎头；所述皮带运输机2为履带式可移动皮带运输机且设置在悬臂式掘进机I的尾部；所述矿车4设置在皮带运输机2上皮带的下方，所述矿车4上设有牵引电机，矿车4下方设有矿车轨道，所述矿车轨道包括载矸矿车轨道5-2、空载矿车轨道5-1和分道岔轨道5-3，所述分道岔轨道5-3连接载矸矿车轨道5-2和空载矿车轨道5-1，所述载矸矿车轨道5-2延伸进入运矸大巷5-4中并沿运矸大巷5-4铺设，所述空载矿车轨道5-1延伸进入设备运输巷5-5中并沿设备运输巷5-5铺设；所述连续装车装置3设置在皮带运输机2的尾部且架设在矿车4与皮带运输机的皮带之间，该连续装车装置3上设有分矸机构3-1、M型卡爪3-2、行走轮3-3、轨道3-4、卡爪气缸3_5、撤退气缸3_6、拉绳3_7和支架3_8，该连续装车装置3的具体结构、安装及使用方法详见专利申请201310199436.3。使用过程中在矿车轨道上设置多列矿车4，在工作面巷5-6内，当前的一列矿车4被牵引至载矸矿车轨道5-2上并对准连续装车装置3，一旦有矸石从皮带上落下在连续装车装置3的作用下，最终落入该列矿车4内，该列矿车4实现连续装车作业，直到该列矿车4全部装满后会从空载矿车轨道5-1上经分道岔轨道5-3再发一列空矿车4至载矸矿车轨道5-2上，实现连续作业，相应地原先装满的矿车4在卸货后会重新回到空载矿车轨道5-1上，依次循环。
[0018]使用本发明装置进行连续开挖的工艺主要包括下列5道工序:
[0019](I)破岩:使用悬臂式掘进机I的截割机构1-1进行破岩施工，履带行走机构1-4前进带动截割机构1-1完成巷道的钻进切削，截割机构1-1上下左右摆动完成巷道的摆动切削，钻进及摆动切削交替进行，完成巷道的破岩工序；
[0020](2)装矸:在悬臂式掘进机I履带行走机构1-4的驱动下，装载机构1-2的铲板和星轮连续对切削落下的矸石进行装载，矸石不断被装进运输机构1-3的刮板输送机上，完成装矸工序；[0021](3)运矸:悬臂式掘进机I运输机构1-3的刮板输送机将矸石不断向外运输，最后落在皮带运输机2上，皮带运输机2载着矸石继续向前运输；
[0022](4)装车:从皮带运输机2尾端落下的矸石，经过连续装车装置3的分矸作用，直接落入矿车4内，避免了矸石洒落到矿车4间隙，实现了连续自动化装车；
[0023](5)出矸:当一列矿车全部装满后，由电机车牵引运至运矸大巷5-4，由提升机运至地面,完成出矸工序。
[0024]如图3所示，一轮出矸工序完成后，可通过下列方式实现矿车4的循环供应，图中虚线表示空矿车的运动轨迹，图中点划线表示满载矿车的运动轨迹，即:满载矿车4沿载矸矿车轨道5-2运至运矸大巷5-4后，存贮在空载矿车轨道5-1的一列空矿车4，及时沿分道岔轨道5-3被牵引至载矸矿车轨道5-2上，开始新一轮装车及出矸；相应地，满载矿车4沿运矸大巷5-4前进并最终被吊至地面卸货，卸载后的矿车4沿设备运输巷5-5前进运送回空载矿车轨道5-1，并停留在分叉道轨道5-3与空载矿车轨道5-1的衔接处，以备后续循环使用。
[0025]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种巷道连续开挖设备，其特征在于:包括悬臂式掘进机(I)、皮带运输机(2)、连续装车装置(3)和矿车(4)，所述悬臂式掘进机(I)包括截割机构(1-1 )、装载机构(1-2)、运输机构(1-3)和履带行走机构(1-4);所述皮带运输机(2)为履带式可移动皮带运输机且设置在悬臂式掘进机(I)的尾部；所述矿车(4 )设置在皮带运输机(2 )上皮带的下方，所述矿车(4)上设有牵引电机，矿车(4)下方设有矿车轨道，所述矿车轨道包括载矸矿车轨道(5-2)、空载矿车轨道(5-1)和分道岔轨道(5-3)，所述分道岔轨道(5-3)连接载矸矿车轨道(5-2)和空载矿车轨道(5-1)，所述载矸矿车轨道(5-2 )延伸进入运矸大巷(5-4 )中并沿运矸大巷(5-4)铺设，所述空载矿车轨道(5-1)延伸进入设备运输巷(5-5)中并沿设备运输巷(5-5)铺设；所述连续装车装置(3 )设置在皮带运输机(2 )的尾部且架设在矿车(4 )与皮带运输机的皮带之间。
2.—种巷道连续开挖工艺，其特征在于:包括下列工序: (1)破岩:使用悬臂式掘进机(I)的截割机构(1-1)进行破岩施工，一方面悬臂式掘进机(I)的履带行走机构(1-4)前进带动截割机构(1-1)完成巷道的钻进切削，同时截割机构(1-1)上下左右摆动完成巷道的摆动切削，钻进切削及摆动切削交替进行，矸石落下，完成巷道的破岩工序； (2)装矸:在悬臂式掘进机(I)履带行走机构(1-4)的驱动下，装载机构(1-2)连续对切削落下的矸石进行装载，矸石不断被装进运输机构(1-3)内，完成装矸工序； (3)运矸:悬臂式掘进机(I)运输机构(1-3)将矸石不断向外运输，最后落在皮带运输机(2)上，皮带运输机(2)载着矸石继续向前运输，完成运矸工序； (4)装车:从皮带运输机(2)尾端落下的矸石，经过连续装车装置(3)分矸后直接落入矿车(4)内； (5)出矸:当一列矿车(4)全部装满后，由牵引电机车牵引该列矿车(4)至运矸大巷(5-4)，将该列矿车(4)运至地面卸载矸石；与此同时，位于空载矿车轨道的一列空矿车(4)沿分道岔轨道被牵引至载矸矿车轨道，开始新一轮装车及出矸；卸载矸石后的一列空矿车(4)从设备运输巷(5-5)运输，沿空载矿车轨道(5-1)运送并停留存储在分道岔轨道(5-3)与空在矿车轨道(5-1)的衔接处以备用。
【文档编号】E21D9/10GK103821530SQ201410055921
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月19日 优先权日:2014年2月19日
【发明者】杜长龙, 刘增辉, 刘送永, 崔新霞, 刘晓辉, 杨道龙, 常欢欢 申请人:中国矿业大学