煤矿开采装置的制作方法

本公开涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种煤矿开采装置。

背景技术：

目前，传统煤矿121开采工法易造成煤炭资源浪费、煤炭回收率低等问题，本领域提出了n00工法采煤工艺。n00工法采煤工艺是一种无巷道掘进、无煤柱采煤方法，在矿井开采区域内，工作面自采自留，实现采掘一体化，实现“n”个工作面开采。该方法安装推进油缸保证整个采煤区的通风，而且在进行盘区中每个工作面开采时，利用采空区的一部分，实施切顶卸压自动成巷，不再需要掘进任何顺槽巷道，也不再需要留设煤柱，从而节约资源，提高效率。但现阶段n00开采工法主要为刮板机与采煤机搭配形成巷道，该技术存在煤矿开采效率低下的问题。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种煤矿开采装置，能够提高煤矿开采效率。

为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的第一个方面，提供一种煤矿开采装置，所述煤矿开采装置包括：

行走部；

支架部，包括底座、托举机构、支架和前粱；所述底座固定于所述行走部；所述托举机构固定于所述底座且将所述支架支撑于所述行走部上方；所述前粱固定于所述支架，且能够向所述行走部前方伸出以挂设钢筋网；

截割部，设于所述底座，且能够向所述行走部前方伸出以切割矿层；

锚杆/锚索钻机部，设于所述底座，且能够向所述支架前方伸出，以便在巷道空间内安装锚杆和/或锚索；

切顶钻机部，安装于所述支架部的一侧，能够在采空区定向切缝；

采集部，连接于所述底座，能够将所述行走部前方的矿体运送至所述行走部后方。

在本公开的一种示例性实施例中，所述行走部为履带式底盘。

在本公开的一种示例性实施例中，所述托举机构的数量为两个，且分别位于所述底座的两侧；

所述支架包括沿前后方向延伸的两个支架主体，以及包括多个横梁，两个所述支架主体与两个所述托举机构之间一一对应连接，各个所述横梁的两端分别连接两个所述支架主体。

在本公开的一种示例性实施例中，相邻所述横梁之间存在用于避让所述锚杆和/或锚索的避让空间。

在本公开的一种示例性实施例中，所述截割部包括：

旋转臂机构，包括与所述底座可旋转连接的后臂和驱动所述后臂的第一驱动组件，所述第一驱动组件能够驱动所述后臂进行俯仰旋转和左右旋转；

伸缩臂，能够伸长或者收缩，所述伸缩臂包括前端和后端，所述伸缩臂的后端与所述后臂固定连接；

掘进炮头，固定于所述伸缩臂的前端。

在本公开的一种示例性实施例中，当所述伸缩臂收缩时，所述伸缩臂和所述旋转臂机构位于所述支架下方。

在本公开的一种示例性实施例中，所述后臂与所述底座之间通过第一连转轴连接；所述锚杆/锚索钻机部的数量为两个，且分别设置于所述第一连转轴的两侧；

任意一个所述锚杆/锚索钻机部包括：

第二连转轴，与所述底座连接；

锚杆/锚索机构，与所述第二连转轴连接，所述锚杆/锚索机构位于所述伸缩臂自由端；

所述锚杆/锚索机构能够在巷道空间内安装所述锚杆和/或锚索。

在本公开的一种示例性实施例中，所述采集部包括：

铲板机构，固定与所述底座上且位于所述行走部前方；所述铲板机构具有向后开口的卸料口；

输送机，固定于所述底座下方且正对所述卸料口，能够将从所述卸料口的来料输送至所述行走部后方。

在本公开的一种示例性实施例中，所述铲板机构包括向前开口的铲板，所述铲板的开口宽度大于所述行走部的宽度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述煤矿开采装置还包括电控箱，所述电控箱设置于所述底座后方。

在进行煤矿开采作业时，行走部可以驱动煤矿开采装置移动到工作面进行煤矿开采作业。截割部向行走部前方伸出并切割矿层，进而形成所需的巷道空间。接着支架部的前梁向行走部前方伸出，在巷道空间内挂设钢筋网。锚杆/锚索钻机部前伸至巷道空间，并在钢筋网下安装锚杆/锚索，从而起到巷道支护的作用。锚杆/锚索安装完成后，切顶钻机部对采空区顶板定向切缝，即对工作区上方进行定向切缝，以保留巷道空间。在完成对采空区顶板定向切缝后，支架下落，行走部驱动煤矿开采装置继续前移。采集部在煤矿开采装置工作过程中，能够对巷道内掉落的矿体进行采集，矿体随之被转载至刮板机或者皮带运输机之中，从而被运输至地面。

当支架上升时，截割部可以向行走部前方伸出以继续割取巷道空间。由于截割部、锚杆/锚索钻机部及切顶钻机部同时集成到煤矿开采装置上，实现了采锚切一体化的目的，这样提高了煤矿开采的工作效率，从而能够降低人力，减少成本。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本公开一种实施方式的煤矿开采装置正视图的结构示意图。

图2是本公开一种实施方式的煤矿开采装置左视图的结构示意图。

图3是本公开一种实施方式的煤矿开采装置俯视图的结构示意图。

图中主要元件附图标记说明如下：

100、行走部；101、履带式底盘；200、支架部；201、底座；202、托举机构；203、支架；204、前梁；213、横梁；300、截割部；301、掘进炮头；302、旋转臂；303、伸缩臂；400、锚杆/锚索钻机部；500、切顶钻机部；600、采集部；611、铲板；612、旋转叶片；613、输送机；700、电控箱。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。

当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

目前，传统煤矿121开采工法易造成煤炭资源浪费、煤炭回收率低等问题，本领域提出了n00工法采煤工艺。n00工法采煤工艺是一种无巷道掘进、无煤柱采煤方法，在矿井开采区域内，工作面自采自留，实现采掘一体化，实现“n”个工作面开采。该方法安装推进油缸保证整个采煤区的通风，而且在进行盘区中每个工作面开采时，利用采空区的一部分，实施切顶卸压自动成巷，不再需要掘进任何顺槽巷道，也不再需要留设煤柱，从而节约资源，提高效率。但现阶段n00开采工法主要为刮板机与采煤机搭配形成巷道，该技术存在煤矿开采效率低下的问题。

参考图1，本公开实施方式中提供了一种煤矿开采装置，用于对煤矿井工长壁开采。煤矿开采装置可以包括行走部100、支架部200、截割部300、锚杆/锚索钻机部400、切顶钻机部500、采集部600。其中，支架部200可以包括底座201、托举机构202、支架203和前粱。底座201可以固定于行走部100，托举机构202可以固定于底座201且将支架203支撑于行走部100上方。前粱可以固定于支架203，且能够向行走部100前方伸出以挂设钢筋网。截割部300可以设于底座201，且能够向行走部100前方伸出以切割矿层。锚杆/锚索钻机部400可以设于底座201，且能够向支架203前方伸出，以便在巷道空间内安装锚杆和/或锚索。切顶钻机部500可以安装于支架部200的一侧，能够在采空区定向切缝。采集部600可以连接于底座201，能够将行走部100前方的矿体运送至行走部100后方。

在进行煤矿开采作业时，行走部100可以驱动煤矿开采装置移动到工作面进行煤矿开采作业。截割部300向行走部100前方伸出并切割矿层，进而形成所需的巷道空间。接着支架部200的前梁204向行走部100前方伸出，在巷道空间内挂设钢筋网。锚杆/锚索钻机部400前伸至巷道空间，并在钢筋网下安装锚杆/锚索，从而起到巷道支护的作用。锚杆/锚索安装完成后，切顶钻机部500对采空区顶板定向切缝，即对工作区上方进行定向切缝，以保留巷道空间。在完成对采空区顶板定向切缝后，支架203下落，行走部100驱动煤矿开采装置继续前移。采集部600在煤矿开采装置工作过程中，能够对巷道内掉落的矿体进行采集，矿体随之被转载至刮板机或者皮带运输机之中，从而被运输至地面。

当支架203上升时，截割部300可以向行走部100前方伸出以继续割取巷道空间。由于截割部300、锚杆/锚索钻机部400及切顶钻机部500同时集成到煤矿开采装置上，实现了采锚切一体化的目的，这样提高了煤矿开采的工作效率，从而能够降低人力，减少成本。

下面结合附图对本公开实施方式提供的煤矿开采装置各部件进行详细说明：

参考图1、图2、图3，在本公开的一种实施例中，截割部300可以包括旋转臂302机构、伸缩臂303、掘进炮头301。旋转臂302机构可以包括与底座201可旋转连接的后臂和驱动后臂的第一驱动组件。后臂与底座201之间可以通过第一连转轴连接。第一驱动组件能够驱动后臂进行俯仰旋转和左右旋转。伸缩臂303的后端与后臂固定连接，且能够伸长或者收缩。掘进炮头301可以固定于伸缩臂303的前端。在本公开中，伸缩臂303伸长，使得截割臂向前方伸出，第一驱动组件通过驱动后臂进行俯仰旋转或者左右旋转，进而能够使得掘进炮头301能够在工作面实现上下俯仰和左右旋转割取矿层，从而可以更快地形成所需的巷道空间，提高了煤矿开采的工作效率。

可选地，第一驱动组件可以为液压油缸。液压油缸可以包括缸体和与缸体配合的活塞，活塞可以包括相对设置的第一端和第二端。活塞的第一端可以连接缸体，活塞的第二端可以固定于后臂。当液压油缸内的油压发生变化时，液压油缸能够驱动后臂进行俯仰旋转和左右旋转。

本文中的“前”指的是与行走部100在工作状态下行走的方向，此时，截割部300位于行走部100的前方，并面对工作面；“后”指的是与行走部100相反的方向。本公开中，一侧指的是左右侧。在煤矿开采装置工作时，其中一侧为采空区。

在本公开的一种实施例中，掘进炮头301可以包括齿头和齿座。齿座位于掘进炮头301周围且呈螺旋线排列，齿头位于齿座上。齿头的数量可以为多个，齿头的形状可以为圆锥状。为了增加齿头的稳固性，齿头与齿座可以通过焊接的方式连接在一起。这样能够提高掘进炮头301割取硬岩的速度，从而提高成巷的速度，降低生产成本。

可选地，伸缩臂303可以包括相对设置前端和后端，掘进炮头301与伸缩臂303的前端可拆卸连接。在本公开的一种实施例中，掘进炮头301与伸缩臂303可以通过紧固件可拆卸连接。示例性的，可以通过法兰进行连接。这样就可以针对不同的矿层更换不同的掘进炮头301，从而提高了煤矿开采装置的通用性。

可选地，伸缩臂303的后端可以与后臂固定连接，且伸缩臂303能够伸长或者收缩。在本公开的一种实施例中，旋转臂302机构还可以包括第二驱动组件，第二驱动组件能够驱动伸缩臂303伸长或者收缩。

可选地，第二驱动组件可以包括液压油缸。液压油缸可以包括缸体和与缸体配合的活塞，活塞能够沿缸体延伸的方向移动。伸缩臂303可以包括第一支撑臂和第二支撑臂，第一支撑臂和第二支撑臂共轴心设置，且第二支撑臂穿设于第一伸缩臂303内。第二支撑臂可以固定于活塞的顶端，第一支撑臂可以固定于缸体。当活塞沿缸体的延伸方向往复运动时，就可以驱动第二支撑臂与第一支撑臂发生相对运动，从而使得伸缩臂303伸长或者收缩。

可选地，在煤矿开采装置割取矿层时，第二驱动组件可以驱动伸缩臂303伸长，使得掘进炮头301可以向前伸出割取矿层从而形成所需的巷道空间。可选地，在煤矿开采装置完成割取矿层后，第二驱动组件驱动伸缩臂303收缩，使得掘进炮头301向后移动，从而使得伸缩臂303和旋转臂302机构位于支架203下方。这样当煤矿开采装置完成开采后，就可以将掘进炮头301回收至支架203掩护下，使得煤矿开采装置不会占用较大的空间，从而提高了空间利用率。

可选的，旋转臂302机构还可以包括第三驱动组件，第三驱动组件可以包括自由端和固定端。第三驱动组件的固定端可以固定于底座201。第三驱动组件的自由端可以与后臂连接，用于驱动后臂相对于底座201旋转。在本公开的一种实施例中，后臂相对于底座201的旋转角度可以为30°、90°、180°、360°。

在本公开的一种实施例中，托举机构202的数量为两个，且分别位于底座201的两侧。支架203可以包括沿前后方向延伸的两个支架203主体，以及包括多个横梁213。两个支架203主体与两个托举机构202之间一一对应连接，各个横梁213的两端分别连接两个支架203主体。这样可以使得煤矿开采装置的截割部300在进行煤矿开采作业的同时，一方面支架203可以为煤矿开采装置起到支撑作用，使得开采不会受到工作面上方区域的油箱。另一方面，支架203的前梁204能够向前伸出，使得可以实现挂设钢筋网的功能，从而锚杆钻机部能够在钢筋网下安装锚杆/锚索，进而可以对巷道起到支护的作用。

进一步地，相邻横梁213之间可以存在用于避让所述锚杆和/或锚索的避让空间。在本公开的一种实施例中，各个横梁213可以均匀且等距排列在两个支架203主体之间。在本公开中，该横梁213的设置方式一方面可以提高两个支架203主体的稳固性，另外一方面可以保证煤矿开采装置在移动过程中不会压坏已经安装好的锚杆/锚索。在本公开的另一种实施例中，各个横梁213之间也可以不均匀分布，以能够安装锚杆/锚索为准。

进一步地，后臂与底座201之间可以通过第一连转轴连接。锚杆/锚索钻机部400的数量为两个，分别设置于第一连转轴的两侧。任意一个锚杆/锚索钻机部400包括与底座201连接的第二连转轴、与第二连转轴连接的伸缩臂303和位于伸缩臂303自由端的锚杆/锚索机构。锚杆/锚索钻机构能够在巷道空间内安装锚杆和/或锚索。在本公开中，当掘进炮头301完成煤矿开采后，伸缩臂303收缩，掘进炮头301进而回收至支架203掩护下。接着，伸缩臂303伸长，由于伸缩臂303与第二连转轴连接，且锚杆/锚索机构位于伸缩臂303的自由端，进而锚杆/锚索机构向前伸至巷道空间，使得锚杆/锚索机构能够在巷道空间内按照锚杆/锚索。实现了掘进炮头301在开采后，同时对巷道进行支护的功能，提高了煤矿的开采和支护的工作效率。

在本公开的一种实施例中，切顶钻机部500可以安装于支架部200的一侧，且能够在采空区实施定向切缝。在本公开中，当锚杆/锚索机构完成锚杆/锚索的安装后，切顶钻机部500就可以对采空区的顶板实施定向切缝，从而保留巷道空间。这样使得煤矿开采装置在具有采矿、支护、移动的功能之后，同时实现了切缝的功能，从而提高了煤矿开采装置的开采效率。可选地，切顶钻机部500可以与支架部200呈角度设置，

在本公开的一种实施例中，行走部100为履带式底盘101。这样使得煤矿开采装置实现了移动的功能。从而能够适应不同的煤层起伏，进而提高了煤矿开采装置的灵活性。

可选的，行走部100可以包括主动轮、诱导轮和履带式底盘101。其中，履带式底盘101可以包括履带，履带两端有孔，能够与主动轮进行啮合。主动轮可以提供动力，主动轮通过齿轮与履带啮合，主动轮能够将动力传递给履带，从而驱动履带移动。履带中部有诱导轮，用来规正履带，并放在移动件在转向或者侧倾移动时履带脱落。在于地面接触的一面，履带还设有加强防滑花纹，以提高履带的坚固性和抓地力。

在本公开的一种实施例中，采集部600可以包括铲板611机构和输送机613。铲板611机构可以固定与底座201上且位于行走部100前方；铲板611机构具有向后开口的卸料口。输送机613可以固定于底座201下方且正对卸料口，能够将从卸料口的来料输送至行走部100后方。在本公开中，采集部600可以使得煤矿开采装置在拥有采矿、支护、切缝、移动的功能后，还增加了采集运输矿体的功能。使得煤矿开采装置能够对巷道内掉落的矿体通过铲板611机构进行采集，进而利用输送机613对矿体进行运输，最终转载至刮板机或者皮带运输机之中，从而被运输至地面。相较于现有技术中，需要单独使用采集矿体和运输矿体的机器，煤矿开采装置极大地提高了采集矿体和运输矿体效率，减少了不必要的成本。

进一步地，铲板611机构可以包括向前开口的铲板611。铲板611的开口宽度大于行走部100的宽度，这样可以使得铲板611具有更大采集面积，从而能够更容易完成对矿体的采集。

可选地，铲板611还可以包括设于铲板611上的多个旋转叶片612。多个旋转叶片612均匀分布于铲板611上且多个旋转叶片612的旋转方向相同。在本公开的一种实施例中，旋转叶片612可以由电机驱动，示例性地，旋转叶片612可以由直流电机、异步电机或者其他类型的电机驱动。

可选地，旋转叶片612与铲板611可拆卸连接，也可以是通过焊接方式连接在一起。当旋转叶片612与铲板611可拆卸连接时，旋转叶片612与铲板611可以通过螺栓、螺钉等紧固件连接在一起。

进一步地，旋转叶片612可以包括第一旋转叶片612和第二旋转叶片612，第一旋转叶片612包括至少一个第一连接孔，第二旋转叶片612包括至少一个第一连接孔。第一旋转叶片612和第二旋转叶片612完全相同，其结构特征、制作材料及驱动方式均相同。相应的，铲板611可以包括至少两个第二连接孔。任意一个第一连接孔可以与任意一个第二连接孔配合，当旋转叶片612需要与铲板611进行连接时，可以将第一旋转叶片612的第一连接孔与铲板611部的第二连接孔进行配合，第二旋转叶片612的第一连接孔与铲板611部的第二连接孔进行配合，从而使得第一旋转叶片612固定于铲板611部上，第二旋转叶片612固定于铲板611部上。

在本公开中，旋转叶片612与铲板611的可拆卸设计。一方面，当旋转叶片612需要更换或者清理时，可以方便的将该旋转叶片612拆下进行更换或者清理。另一方面，在面对不同类型的矿体时，例如当矿体颗粒较大时，需要更换体积更大的旋转叶片612从而适应大颗粒的矿体。相应的也需更换能够提供扭矩更大的电机从而满足矿体收集。在旋转叶片612旋转速度一致的情况下，旋转叶片612能够将更多更大的矿体带入铲板611内，进而被带入输送机613中。这样可以进一步提高矿体采集运输的效率。

进一步地，铲板611一端可以呈扇形结构，且开口的角度不小于120°。在其他实施方式中，也可以为130°、140度°。此外，开口的角度可以小于180°。铲板611可以与水平方向呈角度设置，可以便于铲板611在开采装置行走过程中铲起更多的矿体，从而便于旋转叶片612将矿体传送至运输机中。

在本公开的一种实施例中，煤矿开采装置还包括电控箱700，电控箱700设置于底座201后方。可选的，电控箱700可以包括控制组件，控制组件能够对煤矿开采装置进行控制，即可以对煤矿开采装置的采矿、支护、切缝、移动、矿体采集并运输等功能进行统一控制。

应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。