大坡度巷道掘进成套装备及掘进方法与流程

本发明属于矿山掘进设备技术领域，具体涉及一种大坡度巷道掘进成套装备及掘进方法。

背景技术：

煤矿大坡度巷道掘进是当前综合机械化掘进一大难题，下山作业时，一般采用绞车辅助牵引掘进设备前进和后退，但随着工作面推进，需要频繁移动并固定绞车，作业较为繁琐。大坡度上山掘进时，由于坡道阻力作用，掘进设备钻进甚至行走都极为困难，这限制了掘进设备的应用，不得不采用人工打眼放炮方法进行巷道掘进，这不但制约了大坡度巷道掘进效率，也带来了较大的安全隐患。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提供一种大坡度巷道掘进成套装备及掘进方法。

本发明采取以下技术方案：一种大坡度巷道掘进成套装备，包括相互连接的掘进设备和巷道锚固设备。掘进设备两侧设置有履带行走机构，履带行走机构两侧布置锚固机构，掘进设备前部设置伸缩式截割部，掘进设备中部设置装运部。巷道锚固设备前端两侧呈对称式布置有推拉机构，巷道锚固设备前部中间布置有受料部，巷道锚固设备中间纵向布置输送部，巷道锚固设备两侧布置履带行走机构，输送部两侧对称布置支撑锚固机构。

进一步的，掘进设备通过尾部耳板和巷道锚固设备推拉机构铰接。

一种大坡度巷道掘进成套装备的掘进方法，包括以下步骤。

s100～在16°～30°大坡度巷道掘进时，巷道锚固设备的支撑锚固机构在内部4根油缸伸展带动下紧撑巷道顶板，在反作用力和设备重力作用下履带行走机构紧压巷道底板，支撑锚固机构油缸自锁，在支撑锚固机构、履带行走机构和巷道顶底板作用下完成巷道锚固设备固定，巷道锚固设备依靠和巷道顶底板的摩擦力以及支撑锚固机构顶端突起和履带行走机构履刺刺入巷道顶底板产生的剪力，保证提供足够的推拉力以辅助推、拉动掘进设备坡道行走。

s200～从掘进设备侧控制的液压管路控制推拉机构推动或拉动掘进设备，在掘进设备和履带行走机构同时作用下使掘进设备上坡或下坡行走，掘进设备侧推拉机构液压管路安装有安全阀，控制推拉力小于巷道锚固设备紧固力以保证巷道锚固设备驻车安全。

s300～伸缩式截割部伸出掏槽和截割，掘进设备装运部和巷道锚固设备输送部同时启动，推拉机构辅助推动或拉动掘进设备后退以及前进完成装料工作。

s400～掘进设备截割、装载完毕后，掘进设备的锚固机构油缸伸展带动锚固机构张开撑紧巷道两帮固定掘进设备，锚固机构油缸自锁，掘进设备和巷道底板、两帮摩擦力，以及锚固机构突起刺入巷道两帮产生的剪力保证足以辅助推、拉动巷道锚固设备坡道行走，从巷道锚固设备侧液压管路控制推拉机构油缸拉动或推动巷道锚固设备，在巷道锚固设备履带行走机构同时作用下巷道锚固设备完成上坡或坡行走，巷道锚固设备侧推拉机构液压管路安装有安全阀，控制推拉力小于掘进设备紧固力以保证掘进设备驻车安全，巷道锚固设备支撑锚固机构升起支撑顶板固定巷道锚固设备。

s500～如步骤s100～s400循环往复进行巷道掘进。

与现有技术相比，本发明实现了大坡度巷道上下山完全机械化掘进，可以大幅提高该型巷道掘进效率。该型大坡度巷道成套设备预计会在16°以上运输巷、回风巷以及综采工作面切眼施工中普遍采用，具备广阔的市场前景。

附图说明

图1为大坡度巷道掘进成套装备主视图；

图2为大坡度巷道掘进成套装备垂向视图；

图3为掘进设备示意图；

图4为巷道锚固设备示意图；

图中:1-掘进设备，2-巷道锚固设备，3-伸缩式截割部，4-装运部，5-履带行走机构，6-锚固机构，7-推拉机构，8-受料部，9-输送部，10-履带行走机构，11-支撑锚固机构。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1、2所示，大坡度巷道掘进成套装备主要包括掘进设备1和巷道锚固设备2。

如图3所示，掘进设备1主要由伸缩式截割部3、装运部4、履带行走机构5和锚固机构6等组成。伸缩式截割部3布置于掘进设备1前部，由截割电机驱动截割炮头用于截割巷道；装运部4布置于设备中间，由液压马达驱动用于装运截割下的物料；履带行走机构5由液压马达驱动用于驱动设备行走；锚固机构6布置于设备两侧，由油缸带动撑紧两帮用于固定掘进设备1。

如图4所示，巷道锚固设备2主要由推拉机构7、受料部8、输送部9、履带行走机构10和支撑锚固机构11等部件组成。推拉机构7对称布置于设备前端两侧，前端和掘进设备1铰接，内部布置伸缩油缸，用于推动（拉动）掘进设备1和巷道锚固设备2；受料部8布置于巷道锚固设备2前部中间，用于承接掘进设备输送部落料，受料部8和巷道锚固设备2机架铰接，可以调整角度防止变坡时掘进设备1装运部5碰触受料部8传动件；输送部9纵向布置于巷道锚固设备2中间，由液压马达驱动用于输送受料部8物料至巷道锚固设备2后部；履带行走机构7由液压马达驱动用于设备行走；支撑锚固机构11对称布置于输送部9两侧，由支撑油缸带动用于撑紧顶板固定巷道锚固设备2。

一种大坡度巷道掘进成套装备的掘进方法，包括以下步骤。

s100～在16°～30°大坡度巷道掘进时，巷道锚固设备2的支撑锚固机构11在内部4根油缸伸展带动下紧撑巷道顶板，在反作用力和设备重力作用下履带行走机构10紧压巷道底板，支撑锚固机构11油缸自锁，在支撑锚固机构11、履带行走机构10和巷道顶底板作用下完成巷道锚固设备2固定，巷道锚固设备2依靠和巷道顶底板的摩擦力以及支撑锚固机构11顶端突起和履带行走机构10履刺刺入巷道顶底板产生的剪力，保证提供足够的推拉力以辅助推、拉动掘进设备1坡道行走。

s200～从掘进设备1侧控制的液压管路控制推拉机构7推动或拉动掘进设备1，在掘进设备1和履带行走机构3同时作用下使掘进设备1上坡或下坡行走，掘进设备1侧推拉机构7液压管路安装有安全阀，控制推拉力小于巷道锚固设备2紧固力以保证巷道锚固设备2驻车安全；

s300～伸缩式截割部4伸出掏槽和截割，掘进设备1装运部4和巷道锚固设备2输送部9同时启动，推拉机构7辅助推动或拉动掘进设备1后退以及前进完成装料工作。

s400～掘进设备1截割、装载完毕后，掘进设备1锚固机构6油缸伸展带动锚固机构6张开撑紧巷道两帮固定掘进设备1，锚固机构6油缸自锁，掘进设备1和巷道底板、两帮摩擦力，以及锚固机构6突起刺入巷道两帮产生的剪力保证足以辅助推、拉动巷道锚固设备2坡道行走，从巷道锚固设备2侧液压管路控制推拉机构7油缸拉动或推动巷道锚固设备2，在巷道锚固设备2履带行走机构10同时作用下巷道锚固设备2完成上坡或坡行走，巷道锚固设备2侧推拉机构7液压管路安装有安全阀，控制推拉力小于掘进设备1紧固力以保证掘进设备1驻车安全，巷道锚固设备2支撑锚固机构11升起支撑顶板固定巷道锚固设备2。

s500～如步骤s100～s400循环往复进行巷道掘进。

本申请的行进方式为掘进设备1和巷道锚固设备2互为支点辅助推（拉）另一设备实现两设备在大坡度巷道的交替行走。

锚固方式为掘进设备1的锚固机构6为横向撑紧巷道两帮锚固，巷道锚固设备2的支撑锚固机构11为纵向撑紧顶板锚固。

输送方式为掘进设备1装运部4装载截割落料并运输物料至掘进设备1后部，然后落料至巷道锚固设备2受料部8，再由巷道锚固设备2的输送部9运输物料至设备后部，最后落料至后续皮带转载机或刮板输送机。