新型厚煤层分层开采底板自动铺联网装置及铺联网方法与流程

本发明涉及厚煤层分层开采技术领域，具体涉及一种新型厚煤层分层开采底板自动铺联网装置及铺联网方法。

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、该发明通过钢丝绳牵引铺网架和联网架，在井下复杂的作业空间无法稳定的固定铺网架和联网架，对铺联网工序造成很大影响，导致联网效率底，联网效果差；2、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。

申请号为201711118507.7的中国专利，公开了一种厚煤层分层开采的底板纵向自动铺联网装置及方法的发明专利。该发明通过对工作面液压支架后座进行了简易的改造(设置架中网卷、架中输网机构和支架后座凹槽)，同时采用单独的架中自动联网机构借助刮板输送机的前移实现自动铺联网的功能。该发明的缺点是：1该发明采用柔性联网线对联网重合部分像缝纫机一样进行缝合，但在煤矿井下复杂的采空区环境中，存在大量粉尘和矿井水，而联网枪针缝合联网的精度要求较高，联网机构很容易受粉尘和矿井形成的煤泥影响，导致联网效率低，联网效果差。2该发明不仅对支架后座进行了改造，同时需要采用一套附属设备—架中自动联网机构，增加了设备数量，提高了设备成本，降低了矿井的经济效益。

申请号为201711118526.x的中国专利，公开了一种厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置及方法的发明专利，该专利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两网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，但是该专利同样采用联网枪针携带联网线上下配合联网，此联网方法的要求较高，尤其是在复杂的采空区环境下，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。

技术实现要素：

针对现有的厚煤层分层开采技术存在的缺点，本发明的第一目的是提供了一种新型厚煤层分层开采底板自动铺联网装置。

本发明采用以下的技术方案：

一种新型厚煤层分层开采底板自动铺联网装置，包括多个液压支架，在液压支架的尾部设置有支架尾架，支架尾架的后部连接有支架后座，支架后座上分别设置有网卷铺放结构和联网结构，网卷铺放结构用于安装或铺展缠绕好的网卷，联网结构固定在网卷铺放结构上，联网结构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；

所述网卷铺放结构包括横梁、第一网筒臂和第二网筒臂，所述横梁设置在支架后座的外上侧，第二网筒臂设置在支架后座的内上侧，且第二网筒臂的高度低于横梁的高度，横梁和第二网筒臂的前端均连接在支架尾架上；所述横梁的后部与第一网筒臂垂直连接，第一网筒臂的下端与第二网筒臂的后端之间倾斜的连接有网筒，网筒能够旋转，网筒的表面缠绕有网卷。

优选地，所述联网结构包括压网轮和联网箱，所述压网轮和联网箱均连接在横梁的后端，在联网箱的内上部设置有压头驱动单元，压头驱动单元连接有压头，压头驱动单元能驱动压头做上下往复运动；

联网箱的内中部设置有订针存储盒，订针存储盒内储存有备用曲针；

联网箱的内下部设置有推进弹簧，推进弹簧的前端设置有曲针，推进弹簧能够推动曲针向前运动，联网箱的下端设置有开口，所述压头下落将最前端的曲针自开口处向下压出；

所述联网结构还包括两个弧形的曲针坑，曲针坑设置在支架后座的末端，压头将曲针压入曲针坑后，曲针在曲针坑内弯曲闭合。

优选地，所述第二网筒臂连接网筒的位置位于第一网筒臂连接网筒的位置的内下方，所述网筒整体倾斜的连接在第一网筒臂和第二网筒臂之间，网筒与水平面成15度夹角。

优选地，所述曲针采用耐腐蚀钢铁丝制作而成。

本发明的第二目的是提供了以上所述的一种新型厚煤层分层开采底板自动铺联网装置的铺联网方法。

一种新型厚煤层分层开采底板自动铺联网装置的铺联网方法，包括以下步骤：

步骤1：将曲针安置在推进弹簧处，保证联网结构的正常运作；

步骤2：在网卷铺放结构上安装缠绕好网卷的网筒，具体包括：

将网卷缠绕在网筒的表面，之后将网筒安装在第一网筒臂和第二网筒臂之间，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箱的开口和曲针坑之间至液压支架后面，在开切眼处通过锚杆将网的端头固定在采空区底板上；

步骤3：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，支架后座的网卷铺放结构开始放网，同步通过联网结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，支架后座的网卷铺放结构逐渐放网，铺设在支架后座上；同步地，联网箱中的压头在压头驱动单元的作用下将压头下部的曲针压出穿过两网搭接重叠部位网孔，曲针接触到支架后座的曲针坑后自动闭合，实现自动联网；

步骤4：网卷铺放结构上的网卷放网结束后，重新架设新的网卷，并重复步骤第三步。

本发明具有的有益效果是：

本发明通过在液压支架的支架后座进行改造，在支架后座上布设网卷铺放结构和联网结构，利用液压支架前移带动网卷铺放结构铺展网卷，同时利用联网结构对两网搭接重叠部位进行缝合连接，实现了厚煤层分层开采底板自动铺联网的功能，减少了井下工人的工作量，提高了联网效率，极具可操作性和实用性。

本发明通过倾斜地设置网筒，实现了一架一网铺联网，减少了设备数量，统一了网卷规格，通过采用曲针自动联网，提高了联网效率，避免了由于联网效果差而导致后期开采时顶板漏顶。

本发明通过对联网结构进行改造，通过工作面液压支架的前移就可实现自动铺联网的功能，极大地提高了厚煤层分层开采时的铺网效率，减少了井下工人的工作量，保证了工作面的高效生产，实现了厚煤层分层开采铺网的自动化，对联网技术做出了极大的简化，极具可操作性和实用性。

附图说明

图1是安装有本发明的厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置的液压支架结构示意图。

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自动铺联网结构的左视图。

图3是本发明的厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置的自动铺联网结构的主视图。

图4是本发明的厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置的自动铺联网结构的俯视图。

图5是本发明的厚煤层分层开采的底板自动联网结构侧视图。

图6是本发明的厚煤层分层开采的底板自动联网结构正视图。

图7是本发明的厚煤层分层开采的底板自动联网时曲针未闭合示意图。

图8是本发明的厚煤层分层开采的底板自动联网时曲针闭合示意图。

图9是本发明的厚煤层分层开采的底板自动铺联网装置的使用状态图。

1-液压支架，2-刮板输送机，3-支架尾架，4-支架后座，4a-支架后座a，4b-支架后座b，4c-支架后座c；

5-网卷铺放结构，51-横梁，52-第一网筒臂，53-网筒，53a-网筒a，53b-网筒b，53c-网筒c，54-第二网筒臂；

6-联网结构，61-联网箱，62-压网轮，63-压头驱动单元，64压头，65-订针储存盒，66-推进弹簧，67-曲针，67a-联网前曲针，67b-联网后曲针，68-曲针坑；

7-网卷，7a-已铺网卷，7b-待铺网卷，7ab-两网搭接重叠部位；

8-锚杆；

9-矸石。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：

实施例1

结合图1至图9，一种新型厚煤层分层开采底板自动铺联网装置，包括多个液压支架1，液压支架的前端设置有刮板输送机2，在液压支架的尾部设置有支架尾架3。

支架尾架3的后部连接有支架后座4，支架后座4上分别设置有网卷铺放结构5和联网结构6，网卷铺放结构用于安装或铺展缠绕好的网卷7，联网结构6固定在网卷铺放结构5上，联网结构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。实现了厚煤层分层开采底板自动铺联网的功能，实现了厚煤层分层开采底板的自动铺联网，减少了井下工人的工作量，提高了联网效率，极具可操作性和实用性。

如图2至图4所示，网卷铺放结构5包括横梁51、第一网筒臂52和第二网筒臂54，其中，横梁51设置在支架后座4的外上侧，第二网筒臂54设置在支架后座的内上侧，且第二网筒臂的高度低于横梁的高度，横梁和第二网筒臂的前端均连接在支架尾架3上。

横梁51的后部与第一网筒臂52垂直连接，第一网筒臂的下端与第二网筒臂的后端之间倾斜的连接有网筒53，网筒能够旋转，网筒的表面缠绕有网卷7。

第二网筒臂54连接网筒的位置位于第一网筒臂连接网筒的位置的内下方，具体的，第一网筒臂连接网筒的位置和第二网筒臂连接网筒的位置在水平方向错开50cm，以保证网筒整体倾斜的连接在第一网筒臂和第二网筒臂之间，网筒长度大约为200cm，网筒与水平面成15度夹角。网筒旋转，能实现网卷铺展和收缩。

联网结构6包括压网轮62和联网箱61，压网轮62和联网箱61均连接在横梁51的后端。

在联网箱61的内上部设置有压头驱动单元63，压头驱动单元63连接有压头64，压头驱动单元能驱动压头做上下往复运动。

联网箱61的内中部设置有订针存储盒65，订针存储盒内储存有备用曲针，备用曲针是在推进弹簧处曲针使用完毕后，能够对曲针进行及时补充，方便快捷。

联网箱的内下部设置有推进弹簧66，推进弹簧的前端设置有曲针67，推进弹簧能够推动曲针向前运动，联网箱的下端设置有开口，压头64下落将最前端的曲针自开口处向下压出，实现联网。

具体的，曲针采用耐腐蚀钢铁丝制作而成。

联网结构6还包括两个弧形的曲针坑68，曲针坑设置在支架后座4的末端，最前端的曲针与曲针坑垂直对应，压头将曲针压入曲针坑后，曲针在曲针坑内弯曲闭合。

本发明通过网卷铺放结构5安装或铺展缠绕好的网卷7，再利用联网结构6对两网重叠部分7ab进行连接，实现了厚煤层分层开采底板的自动铺联网，减少了井下工人的工作量，提高了联网效率，极具可操作性和实用性。

实施例2

采用上述实施例的一种新型厚煤层分层开采底板自动铺联网装置的铺联网方法，包括以下步骤：

步骤1：将曲针67安置在推进弹簧66处，保证联网结构的正常运作；

步骤2：在网卷铺放结构5上安装缠绕好网卷的网筒53，具体包括：

将网卷缠绕在网筒的表面，之后将网筒安装在第一网筒臂52和第二网筒臂54之间，旋转网筒放网，使已铺网卷7a的一侧与待铺网卷7b的一侧搭接重叠，并使搭接重叠部位7ab处于联网箱的开口和曲针坑68之间至液压支架后面，在开切眼处通过锚杆8将网的端头固定在采空区底板上；

步骤3：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，支架后座4的网卷铺放结构开始放网，同步通过联网结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，支架后座的网卷铺放结构逐渐放网，铺设在支架后座上；同步地，联网箱61中的压头64在压头驱动单元63的作用下将压头下部的曲针压出穿过两网搭接重叠部位7ab网孔，曲针接触到支架后座的曲针坑68后自动闭合，实现自动联网；

步骤4：网卷铺放结构上的网卷放网结束后，重新架设新的网卷，并重复步骤第三步。

本发明网筒53的宽度通过以下公式来确定，即：l＝sinα(d-b+m)，其中l为网卷宽度；d为工作面相邻液压支架间距；b为液压支架后座宽度；m为联网重合部分的宽度，一般为0.15至0.3m。

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