一种厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置及方法与流程

本发明涉及厚煤层分层开采技术领域，尤其涉及一种厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置及方法。

背景技术：

我国中西部地区蕴含着大量丰富的煤炭资源,部分煤层赋存厚度达到20m，研究这类特厚煤层的开采技术，对我国煤炭资源的可持续发展和提高经济效益有着极其重要的战略意义。

对于特厚煤层目前的开采方法主要有大采高一次采全厚综采采煤法、综采放顶煤方法和分层开采方法。在现有的技术装备条件下，当煤层厚度超过10m时一般采用分层开采和放顶煤开采两种方法，其选择的依据主要取决于煤层的可放性。但放顶煤开采造成了煤炭资源的极大浪费，为了提高煤炭资源的采出率，越来越多的特厚煤层采用分层开采的技术，并通过分层铺网实现垮落矸石与煤层的分离。然而，目前对于开采过程中分层网的铺设大多需要人工完成，其劳动强度大，联网效率低，人员安全也不能保证。

申请号为85108109的中国专利公开了一种厚煤层分层开采人工假顶铺网、联网方法和装置，特别适合综合机械化采煤。在自移支架后部设置铺网架和联网架，铺网架上的一个动滑轮绕过一根牵引钢丝绳，该绳固定在自移支架底座上，借助移架力带动铺网架和联网架前移，实现自动铺网。该方法的缺点是：1、在工作面开采，底板铺网过程中，对工作面每一个支架均需架设网卷并布置联网机构，对支架改造力度较大，设备成本较高；2、由于各个液压支架均设置网卷及联网机构，故要求多名井下工人单独对铺网、联网进行管理，其劳动强度大，效率低，而且多个联网机构共同工作，事故率高；3、该发明的联网机构主要是对金属网进行联网，但金属网的长期物理性能无法充分保证，尤其是在井下复杂的条件下，更容易腐蚀破坏，且金属网搬运极不方便，工人劳动强度很高，目前煤矿厚煤层分层开采更多使用塑料网或聚酯纤维网，因此有必要设计一种新的联网机构来适应当前厚煤层分层开采的联网需求。

申请号为92230281.2的中国专利公开了一种适用于煤矿井下特厚煤层工作面的放顶煤或铺网液压支架。该支架四连杆机构布置于液压支架的中部位置，四连杆的斜梁及下连杆布置于前后两排立柱之间，斜梁的宽度及下连杆的两外侧面之间的距离大于左右两排立柱内侧之间的距离，最大可接近于液压支架的宽度。该发明提供了较大的横向抗扭强度和铺网空间，但未涉及铺联网装置的结构及其工艺，无法实现井下自动铺联网。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术中存在的问题，提供一种能实现自动铺联网、设备成本低、极具可操作性和实用性的厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置及方法。

本发明的厚煤层指的是厚度大于3.5m的煤层。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置，包括平行采掘工作面的多个液压支架，每个所述液压支架的尾部设有一后座；所述后座上分别设有网卷铺放机构、滑移机构和联网机构；所述网卷铺放机构用于安装或铺展缠绕好的网卷；所述滑移机构设置在网卷铺放机构的下方，用于驱动网卷铺放机构平行于采掘工作面进行滑移铺展网卷；所述联网机构固定在滑移机构上，用于对待铺网卷和已铺网卷的搭接重叠部位进行缝合连接。

进一步地，所述网卷铺放机构包括第一网筒轮毂、第二网筒轮毂、网筒、轮毂臂和联网立柱，所述联网立柱和轮毂臂分别固定在滑移机构的两侧，所述第一网筒轮毂和第二网筒轮毂分别安装在联网立柱和轮毂臂上，且第一网筒轮毂的位置和第二网筒轮毂的位置相对应，所述网筒安装在第一网筒轮毂和第二网筒轮毂之间，所述网筒的表面缠绕有网卷。

进一步地，所述滑移机构包括导轨、导轨轮和联网移动主板，所述后座上间隔地设有两条平行凹槽，导轨固定在凹槽的底部，且导轨与采掘工作面相平行，所述导轨轮安装在联网移动主板的下表面两侧，与所述导轨位置对应，每侧布置3～5个，且与导轨滚动接触，所述轮毂臂和联网立柱对应地固定在联网移动主板的上表面两侧。

进一步地，所述联网机构包括联网手臂、上缝合器、联网枪针、支架后槽和下缝合器；所述联网手臂的一端固定在联网立柱的顶部，联网手臂的另一端下表面固定有上缝合器，上缝合器与联网枪针相连接，联网枪针上设有第一联网线；在后座的尾部设置有支架后槽，所述的下缝合器与联网移动主板下表面相连，与上缝合器垂直对应，可在后座凹槽内运行，下缝合器上还设有第二联网线，当上缝合器驱动联网枪针往复下移时，第一联网线穿过待铺网卷和已铺网卷的搭接重叠部位网孔后与第二联网线相套合。

进一步地，所述联网移动主板的宽度为所述液压支架之间空隙宽度的三倍左右，以保证其能顺利跨过所述液压支架之间的空隙。

本发明提供的厚煤层分层开采的底板自动铺联网方法。

第一步、在网卷铺放机构上安装缠绕好的网卷，具体包括：

将网卷缠绕在网筒的表面，并安装在网卷铺放机构上的第一网筒轮毂和第二网筒轮毂之间，旋转网筒放网，使已铺网卷的一侧与待铺网卷的一侧搭接重叠，并使搭接重叠部位处于联网枪针和下缝合器之间；

第二步、采煤机割煤后，按预定方式将当前液压支架单独或分组前移，然后，滑移机构前移使其上部的网卷铺放机构开始放网，同步通过联网机构实现待铺网卷和已铺网卷的自动联网；具体包括:

采煤机割煤后，按预定方式将当前液压支架单独或分组前移，然后，使滑移机构沿已前移液压支架后座上的导轨运动，此时，滑移机构上部网卷铺放机构逐渐放网，铺设在液压支架后座上；同步地，联网枪针携带第一联网线上下往复运动，穿过待铺网卷和已铺网卷的搭接重叠部位网孔后，与下部缝合器上第二联网线相套合，实现自动联网；

第三步、网卷铺放机构上的网卷放网结束后，重新架设新的网卷，并重复步骤第二步。

本发明网卷的宽度根据工作面单次移架步距和联网重合部分的宽度来确定，即：l＝d+m，其中l为网卷宽度；d为工作面液压支架单次移架步距，一般为0.6～0.9m；m为联网重合部分的宽度，一般为0.15～0.3m。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过在液压支架的尾部设置后座，在后座上布设可沿工作面长度方向移动的滑移机构，并在其上部安装网卷铺放机构和联网机构，利用滑移机构带动网卷铺放机构平行于采掘工作面进行滑移铺展网卷，同时利用联网机构对待铺网卷和已铺网卷的搭接重叠部位进行缝合连接，实现了沿工作面长度方向自动铺联网的功能，仅采用一套铺联网装备，显著减少了设备数量，降低了设备成本，克服了沿工作面推进方向铺联网时每个液压支架安装一套设备，多套设备作业时故障率高、成本高、操作复杂等的缺点；同时，本发明还具有铺网效率高，井下工人的工作量小，极具可操作性和实用性等优点。

2、本发明的技术方案更适合于特厚煤层，由于特厚煤层开采时需要分多层进行开采，顶板运动更为复杂，为了避免由于铺联网质量差导致出现漏顶而影响工作面的顺利开采，对分层铺联网的质量提出了更高的要求，本发明在技术保证了铺联网的效率和质量，大大减少了人为因素对铺联网的影响，对特厚煤层工作面安全顺利的开采提供了保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明的厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置的结构示意图；

图2是本发明的厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置的局部视图；

图3是图2的右视图；

图4是本发明的厚煤层分层开采的底板自动铺联网方法的方法流程图；

图5是本发明的厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置的第一种使用状态图；

图6是本发明的厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置的第二种使用状态图。

图中：

1-液压支架；

2-后座，21-凹槽；

3-网卷铺放机构，31-第一网筒轮毂，32-第二网筒轮毂，33-网筒，34-轮毂臂，35-联网立柱；

4-滑移机构，41-导轨，42-导轨轮，43-联网移动主板；

5-联网机构，51-联网手臂，52-上缝合器，53-联网枪针，54-支架后槽，55-下缝合器；

6-网卷，6a-待铺网卷，6b-已铺网卷；

7-采掘工作面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-3所示，本发明的厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置，包括平行采掘工作面7的多个液压支架1，每个液压支架1的尾部设有一后座2，后座2上分别设有网卷铺放机构3、滑移机构4和联网机构5，网卷铺放机构3用于安装或铺展缠绕好的网卷6，滑移机构4设置在网卷铺放机构3的下方，且用于驱动网卷铺放机构3和联网机构5平行于采掘工作面7进行滑移，联网机构5固定在滑移机构4上，且用于对待铺网卷6a和已铺网卷6b的搭接重叠部位进行缝合连接。

本发明通过在液压支架1的尾部设置后座2，在后座2上分别设有网卷铺放机构3，滑移机构4和联网机构5，利用网卷铺放机构3安装或铺展缠绕好的网卷6，滑移机构4驱动网卷铺放机构3平行于采掘工作面7进行滑移铺展网卷6，联网机构5对待铺网卷6a和已铺网卷6b的搭接重叠部位进行缝合连接。实现了自动铺联网的功能，减少了设备数量，降低了设备成本；同时，本发明还具有铺网效率高，井下工人的工作量小，极具可操作性和实用性等优点。

具体地，网卷铺放机构3包括第一网筒轮毂31、第二网筒轮毂32、网筒33、轮毂臂34和联网立柱35，联网立柱35和轮毂臂34分别固定在滑移机构4的两侧，第一网筒轮毂31和第二网筒轮毂32分别安装在轮毂臂34和联网立柱35上，且第一网筒轮毂31的位置和第二网筒轮毂32的位置相对应，网筒33旋转动地安装在第一网筒轮毂31和第二网筒轮毂32之间，网筒33的表面缠绕有网卷6。本发明通过将网卷6缠绕在网筒33的表面，使其通过旋转网筒33即可实现铺展和收缩，其具有结构简单、安装更换方便快捷等优点。

具体地，滑移机构4包括导轨41、导轨轮42和联网移动主板43，后座2上间隔地设有两条平行凹槽21，导轨41固定在凹槽21的底部，且导轨41与采掘工作面7相平行，导轨轮42安装在联网移动主板43的下表面两侧，与所述导轨41位置对应，每侧布置3～5个，且与导轨41滚动接触，轮毂臂34和联网立柱35对应地固定在联网移动主板43的上表面两侧。本发明中，通过将导轨41固定在平行采掘工作面7的凹槽21中，利用导轨轮42带动联网移动主板43沿着导轨41移动，使待铺网卷6a能被均匀地铺展，从而提高了待铺网卷6a和已铺网卷6b搭接重叠位置的精确性。

具体地，联网机构5包括联网手臂51、上缝合器52、联网枪针53、支架后槽54和下缝合器55，联网手臂51的一端固定在联网立柱35的顶部，联网手臂51的另一端下表面固定有上缝合器52，上缝合器52还与联网枪针53相连接，联网枪针53上设有第一联网线(图中未示出)，支架后槽54设置在后座2的尾部，下缝合器55设置在支架后槽54中，且下缝合器55上还设有第二联网线(图中未示出)，当上缝合器52驱动联网枪针53往复下移时，第一联网线穿过待铺网卷6a和已铺网卷6b的搭接重叠部位网孔后与第二联网线(图中未示出)相套合。从而能实现待铺网卷6a和已铺网卷6b的锁紧连接。

较佳的，为了保证装置能顺利跨过液压支架之间的空隙，联网移动主板43的宽度为所述液压支架1之间空隙宽度的三倍左右。

参阅图4-6所示，厚煤层分层开采的底板自动铺联网方法，

s1、在网卷铺放机构3上安装缠绕好的网卷6；具体包括：

将网卷6缠绕在网筒33的表面，并安装在网卷铺放机构3上的第一网筒轮毂31和第二网筒轮毂32之间，已铺网卷6b的一侧(左侧)与待铺网卷6a的一侧(右侧)搭接重叠，并使搭接重叠部位处于联网枪针53和下缝合器55之间。

s2、采煤机割煤后，按预定方式将当前液压支架1单独或分组前移，然后，滑移机构4前移使其上部网卷铺放机构3开始放网，同步的通过联网机构5实现待铺网卷6a和已铺网卷6b的自动联网；具体包括:

采煤机割煤后，按预定方式将当前液压支架1单独或分组前移，然后，使滑移机构沿当前液压支架1后座上的导轨41运动，此时，网卷铺放机构3上的网卷6同步放网，铺设在液压支架后座2上；同步的，联网枪针53携带第一联网线上下往复运动，穿过待铺网卷6a和已铺网卷6b的搭接重叠部位网孔后与下部缝合器55上第二联网线相套合，实现自动联网。

s3、网卷铺放机构3上的网卷6放网结束后，重新架设新的网卷6，并重复步骤s2。

本发明中，网卷6的宽度为采掘工作面7单次移架步距和待铺网卷6a与已铺网卷6b的搭接重叠部位宽度之和。本实施例中，液压支架1的单次移架步距为0.6～0.9m；待铺网卷6a与已铺网卷6b的搭接重叠部位宽度为0.15～0.3m。在本发明的其他实施例中，液压支架1的单次前移步距、待铺网卷6a与已铺网卷6b的搭接重叠部位宽度可以为其他数值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。