支架采掘机及回采工作面二机配套系统的制作方法

本实用新型涉及矿山机械技术领域，特别是涉及一种支架采掘机及回采工作面二机配套系统。

背景技术：

我国自上世纪80年代中期至今，煤矿井下回采工作面一直采用“三机”配套系统实现回采作业。“三机”配套系统包括采煤机、刮板运输机和支架，其中，采煤机骑行于刮板运输机上破煤、装煤，刮板运输机运煤，支架支护围岩、维护作业空间。通过控制“三机”配套系统难以实现煤矿井下回采工作面的“自动化无人采掘”，这也导致我国煤矿井下回采工作面难以全面实施“自动化无人采掘”和本质化安全开采。其技术原因在于：在时间和空间上，“三机”配套设备的作业状态及配合关系是一个动态过程，受地质构造、煤层变化的耦合影响；在时间和空间上，作业过程中，“三机”状态不停变动，需要以传感器准确控制3个变量，难度系数是2个变量的3倍。因此，将“三机”减至“二机”、降低动态变量个数和控制难度，使支架具有破煤功能、扩展其超前支护功能或临时、永久锚杆支护功能，是实施“自动化无人采掘”的关键。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种支架采掘机及回采工作面二机配套系统，解决目前煤矿井下回采工作面“三机”配套系统简化为“二机”配套系统以实现“自动化无人采掘”的问题。

本实用新型提供一种支架采掘机，包括支架和采掘装置，采掘装置包括第一从动转块、第二从动转块、可伸缩破煤锤、左右摆动千斤顶和上下摆动千斤顶，第一从动转块通过竖向铰链铰接支架，可伸缩破煤锤通过横向铰链铰接第一从动转块，第二从动转块通过竖向铰链铰接支架，左右摆动千斤顶的一端通过竖向铰接铰接第一从动转块，左右摆动千斤顶的另一端通过竖向铰接铰接支架，上下摆动千斤顶的一端通过横向铰接铰接可伸缩破煤锤，上下摆动千斤顶的另一端通过横向铰接铰接第二从动块。

进一步的，所述支架包括前立柱、后立柱、顶梁和底座，前立柱的两端分别铰接顶梁和底座，后立柱的两端分别铰接顶梁和底座，顶梁的一端连接有伸缩梁，顶梁经伸缩梁千斤顶连接伸缩梁，底座连接有推移千斤顶，前立柱的位置设置有第一套筒，第一套筒包括第一下套筒和与第一下套筒动连接的第一上套筒，第一下套筒连接底座，第一上套筒铰接顶梁。

进一步的，后立柱的位置设置有第二套筒，第二套筒包括第二下套筒和与第二下套筒动连接的第二上套筒，第二下套筒连接底座，第二上套筒铰接顶梁。

进一步的，所述支架包括套筒柱、顶梁和底座，顶梁的一端连接有伸缩梁，顶梁经伸缩梁千斤顶连接伸缩梁，底座连接有推移千斤顶，套筒柱包括可充卸高压气液体的压力密封袋、下套筒柱和与下套筒柱动连接的上套筒柱，压力密封袋设置于下套筒柱、上套筒柱内，下套筒柱连接底座，上套筒柱铰接顶梁。

进一步的，压力密封袋上设置有单向阀和安全阀。

进一步的，压力密封袋的外表面设置有耐磨层。

进一步的，还包括钻机和钻杆，顶梁、伸缩梁均为中空结构，钻机设置于顶梁内部的后侧，钻杆装配连接钻机，钻杆从顶梁、伸缩梁的内部穿过并延伸至支架的前侧。

进一步的，还包括设置于支架上的锚杆钻机。

进一步的，还包括设置于支架上的铺网机构。

本实用新型还提供一种回采工作面二机配套系统，应用上述的支架采掘机，支架装配连接有刮板运输机。

与现有技术相比，本实用新型的支架采掘机具有以下特点和优点：

1、本实用新型的支架采掘机，支架支护围岩、维护作业空间，采掘装置向煤壁方向全方位冲击破煤，实现支护、破煤、部分装煤功能；

2、本实用新型的回采工作面二机配套系统，简化结构为“二机”配套系统，从本质上降低了现行“三机”配套系统在时间和空间上的配套作业难度，减少了动态变量个数和控制难度，有利于实现支架采掘机本体的采、支作业自动化控制及与刮板运输机联动的自动化控制，有利于实现煤矿井下回采工作面“自动化无人采掘”。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中采掘装置的侧视图一；

图2为本实用新型实施例中采掘装置的俯视图一；

图3为本实用新型实施例中采掘装置的侧视图二；

图4为本实用新型实施例中采掘装置的俯视图二；

图5为本实用新型实施例中采掘装置、现有支架改进结构、刮板运输机装配侧视图；

图6为本实用新型实施例中采掘装置、现有支架改进结构、刮板运输机装配俯视图；

图7为图6中的A-A视图；

图8为本实用新型实施例中采掘装置、现有支架改进结构、刮板运输机、钻机装配俯视图；

图9为本实用新型实施例中采掘装置、现有支架改进结构、刮板运输机、钻机装配侧视图；

图10为图9中的d-d视图；

图11为本实用新型实施例中采掘装置、新型支架、刮板运输机、钻机装配侧视图一；

图12为图11中的B-B视图；

图13为本实用新型实施例中前套筒柱的俯视图；

图14为本实用新型实施例中采掘装置、新型支架、刮板运输机、钻机装配侧视图二；

图15为本实用新型实施例适用于掘进生产的侧视图；

其中，11、第一从动转块，12、第二从动转块，13、可伸缩破煤锤，14、左右摆动千斤顶，15、上下摆动千斤顶，21、前立柱，22、后立柱，23、顶梁，24、底座，25、伸缩梁，251、伸缩梁前端框架，252、伸缩梁千斤顶，26、推移千斤顶，271、第一套筒，272、第二套筒，273、第一套筒前端支持结构，28、掩护梁及四连杆机构或放煤机构，291、前套筒柱，292、后套筒柱，293、单向阀、安全阀阀组，3、刮板运输机，41、钻机，42、钻杆，5、锚杆钻机，6、铺网机构，7、桥式刮板机。

具体实施方式

如图1至图15所示，本实施例提供一种支架采掘机，包括支架和采掘装置，采掘装置包括第一从动转块11、第二从动转块12、可伸缩破煤锤13、左右摆动千斤顶14和上下摆动千斤顶15。第一从动转块11通过竖向铰链铰接支架，具体的，基于不同类型的支架，第一从动转块11可以通过竖向铰链铰接在伸缩梁前端框架251或第一套筒前端支持结构273上。第二从动转块12通过竖向铰链铰接支架，具体的，基于不同类型的支架，第二从动转块12可以通过竖向铰链铰接在伸缩梁前端框架251或第一套筒前端支持结构273。可伸缩破煤锤13通过横向铰链铰接第一从动转块11，左右摆动千斤顶14的一端通过竖向铰接铰接第一从动转块11。左右摆动千斤顶14的另一端通过竖向铰接铰接支架，具体的，基于不同类型的支架，左右摆动千斤顶14可以通过竖向铰链铰接在伸缩梁前端框架251或第一套筒前端支持结构273上。上下摆动千斤顶15的一端通过横向铰接铰接可伸缩破煤锤13，上下摆动千斤顶15的另一端通过横向铰接铰接第二从动块12。左右摆动千斤顶14和上下摆动千斤顶15带动可伸缩破煤锤13上下左右摆动，可伸缩破煤锤13冲击破煤，可伸缩破煤锤13下摆过程中将部分煤炭拨装到刮板运输机3内外运。其余煤炭通过推移千斤顶26的动作，迫使刮板运输机3(含铲煤板)前移装煤、拉架，刮板运输机3运煤。

如图5至图10所示，支架采掘机中对现有支架进行结构改进，支架包括前立柱21、后立柱22、顶梁23和底座24，前立柱21的两端分别铰接顶梁23和底座24，后立柱22的两端分别铰接顶梁23和底座24，顶梁23的一端连接有伸缩梁，顶梁23经伸缩梁千斤顶252连接伸缩梁25，底座24连接有推移千斤顶26。两前立柱21之间的位置设置有第一套筒271，第一套筒271包括第一下套筒和与第一下套筒动连接的第一上套筒，第一下套筒连接底座24，第一上套筒铰接顶梁23。两后立柱22之间的位置设置有第二套筒272，第二套筒372包括第二下套筒和与第二下套筒动连接的第二上套筒，第二下套筒连接底座24，第二上套筒铰接顶梁23。如此改进，可以省略现有支架的掩护梁及四连杆机构或放煤机构28，并且使支架整体更加稳定。

如图11至图14所示，支架采掘机中设计新型支架，支架包括前套筒柱291、后套筒柱292、顶梁23和底座24，顶梁23的一端连接有伸缩梁25，顶梁23经伸缩梁千斤顶252连接伸缩梁25，底座24连接有推移千斤顶26，前套筒柱291、后套筒柱292均包括可充卸高压气液体的压力密封袋、下套筒柱和与下套筒柱动连接的上套筒柱，压力密封袋设置于下套筒柱、上套筒柱内，下套筒柱连接底座24，上套筒柱铰接顶梁23，压力密封袋上设置有单向阀、安全阀阀组293，压力密封袋的外表面设置有耐磨层。压力密封袋上设置有的单向阀、安全阀阀组293，可根据密封状态及时补充液、气。压力密封袋为耐压、耐磨、高强橡胶模压制作或3D打印制作，圆形、半圆形、椭圆形、方形、外方内圆形等截面，压力密封袋的外表面特别是与上套筒柱、下套筒柱内壁接触面为一层聚酯树脂或其他材料的耐磨层，延长压力密封袋的使用寿命。前套筒柱291、后套筒柱292、顶梁23和底座24形成的整体结构，具有超大支撑力和支护强度和抗扭曲、抗变形等整体稳定性能，前套筒柱291、后套筒柱292上设计有独创的“环状密封腔”，腔内置压力密封袋，压力密封袋内注入高压气液体使其膨胀，以膨胀体和对上套筒柱、下套筒柱内壁的大面积接触，实现上套筒柱、下套筒柱间缝隙的密封，从而形成“大截面套筒柱”，以其代替现行支架中的大部分结构和上述对现有支架进行结构改进的前立柱21、后立柱22、第一套筒271、第二套筒272等机构，实现支架的彻底简化、变革。

如图8、图9、图14、图15示，顶梁23、伸缩梁25均为中空结构，钻机41设置于顶梁23内部的后侧，钻杆42装配连接钻机23，钻杆42从顶梁23、伸缩梁25的内部穿过并延伸至支架的前侧。钻杆42始终沿煤层顶面、以大于采高的深度超前钻入煤壁，实现工作面全长预防性“钻契”超前支护。顶梁23内的钻杆42和进入煤壁的钻杆42之间可以十字销链接，防止钻杆42过度弯曲变形。

如图15示，支架采掘机中的支架的后侧还设置有锚杆钻机5和铺网机构6。在掘进巷道迎头在支架采掘机前侧配备铲装煤板，其后部增设后部支架，前后支架间安装两部推移千斤顶26，实现推拉自移。后部支架上装备锚杆钻机5和铺网机构6，支架间装备一部与铲装煤板配套的桥式刮板机7，可组成自动化综合机械化作业线，以实现自动化破煤、装煤、运煤、超前支护、临时支护、半自动铺网和永久锚杆锚索支护。

如图1至图15所示，本实用新型还提供一种回采工作面二机配套系统，应用上述的支架采掘机，支架装配连接有刮板运输机3。该实用新型的回采工作面二机配套系统首次提出了工作面“二机”配套自动化采掘生产线方案，即支架采掘机、刮板运输机配套方案，从而本质性降低了现行“三机”在时间和空间上的配套作业难度，减少了动态变量个数和控制难度，有利于实现支架采掘机本体的采、支作业自动化控制及与刮板运输机联动的自动化控制，有利于实现“自动化无人采掘”。其核心技术支架采掘机不仅具有现行支架的支护功能，也具有破煤、部分装煤或煤壁超前支护或掘进时临时、永久锚杆支护功能。破煤装置可向煤壁方向全方位冲击破煤；支架具有超大支护强度、整体稳定性，降低了加工精度、难度和成本，实现支架彻底简化、变革；配套刮板运输机虽采用现行设备，但其结构件得到了最大程度简化，取消了销排、机道、拖缆槽、拖缆、防尘拖管等，成本节省近半。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。