大宽度一次成巷煤巷快速掘进工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤矿井下开拓技术，特别是适用于大、中型煤矿井下巷道宽度范围为
3.5?5.5米，高度范围为3?5米的煤巷综合机械化开拓作业。
【背景技术】
[0002]煤矿开采，掘进先行。煤巷进尺占矿井总进尺的80%以上，抓好煤巷进尺是缓解矿井采掘接替紧张，保持矿井采掘平衡，实现矿井高产高效的关键。目前在煤巷掘进工艺及装备方面发展较快，形成了 “综掘机一单体锚杆钻机作业线”、“综掘机一液压锚杆钻车作业线”、“连采机一液压锚杆钻车作业线”和“掘锚一体机”等多种煤巷掘进工艺并存的格局，为矿井安全生产提供了保障。但是，所有这些掘进工艺仍存在严重的问题，掘进效率没有充分的发挥，严重制约着矿井的安全生产和高产高效，提高单进水平势在必行。
[0003]主要表现在以下几方面:
[0004]①割煤速度低:综掘机截割头体积小，在割煤过程中频繁摆动；连采机和掘锚机的截割部窄，对大断面巷道不能一次成形，造成目前掘进工艺割煤速度低。
[0005]②装煤效率低:综掘机、连采机与掘锚机都采用星轮式装载部，星轮式装载部长度长、坡度小、装煤不连续、效率低。
[0006]③输送能力低:输送部马达功率小、宽度窄，输送能力受到了限制。
[0007]④支护速度低:掘进设备与支护设备分离，造成掘、支工序之间存在调机、退机问题，由于掘进和支护设备的交替过程频繁，同时钻臂数量少，辅助时间长，造成支护速度低、空顶距大。
[0008]⑤探放水效率低:探放水设备与掘进、支护设备分离，三大工序之间都存在调机、退机问题，由于探放水设备与掘进支护设备的交替过程频繁，辅助时间长，同时传统探放水设备钻臂数量少，造成探放水效率低。
[0009]⑥空顶距大、适应性差:连采机和掘锚机仅适用于顶板条件好的情况，最小空顶距大，不能及时支护；综掘机适应性好但效率低。很多大型综掘机不能适应小型巷道的掘进。
[0010]⑦综合效率低:综上所述问题造成目前掘进工艺综合效率低。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是解决上述煤矿井下煤巷掘进施工中存在的问题，进一步提高机械化施工水平，提供一种降低施工人员劳动强度和减少施工人员，改善现场作业环境，减少职业病的发生，提高安全性和作业效率，掘锚一体的大宽度一次成巷煤巷快速掘进工艺。
[0012]为了实现上述目的，本发明的技术方案是:
[0013]大宽度一次成巷煤巷快速掘进工艺，该巷煤巷快速掘进工艺包括探放水、截煤、装、运煤、超前支护及支护；采用大宽度一次成巷的煤巷综合掘锚机，所述煤巷综合掘锚机包括行走部、在行走部上设置的机体平台、滚筒截割部、铲运部、钻锚装置、超前支护装置、电控系统、液压系统、钻锚操作升降平台及后支撑装置，其特征是:
[0014]所述大宽度一次成巷的煤巷综合掘锚机具有:
[0015]所述滚筒截割部包括滚筒截割装置、截割臂、截割摆动油缸及截割装置座；滚筒截割装置与截割臂连接，截割臂铰接在截割装置座上，割装置座固定在机体平台中间；截割摆动油缸一端铰接在截割装置座上，另一端铰接截割臂上；
[0016]所述钻锚装置包括前钻锚装置、前下钻锚装置、后钻锚装置；前钻锚装置与前下钻锚装置安装在截割臂的左右两侧的机体平台上，后钻锚部安装于机体平台上，共计六台；
[0017]所述该巷煤巷快速掘进工艺的具体工艺流程为:
[0018](I)探放水:使用钻锚装置的前钻锚装置对巷道进行探放水作业；
[0019](2)截煤:使用所述滚筒截割部对机部的截割部进行煤体的截割施工，所述滚筒截割部上下摆动地对巷道煤体的截割作业；
[0020](3)装、运煤:使用铲板部装煤，滚筒与铲斗装置保持近距离，浮煤依靠滚筒截割装置旋转抛煤，伊"运部配合中运输，煤块向外运输；
[0021](4)超前支护:把网片和钢筋托梁固定好后，放在煤巷掘锚一体化机上所设置的超前支护装置托梁器上，向前移动掘锚一体机，到达指定位置，升起超前支护使网片与永久支护网相连；
[0022](5)支护:使用煤巷掘锚一体化机的六台钻臂进行打眼和注锚，以及进行预紧、张拉的支护工艺。
[0023]本发明与现有技术相比较，具有显著的有益效果是:
[0024]I)采用本煤巷快速掘进工艺技术，在施工过程中不需要退机、调机，在一台机组上实现了“探一掘一装一运一支”连续作业，节省了人力和时间，提高了工效，是其它煤巷掘进工艺技术的2倍以上水平。
[0025]2)截割速度得到了大幅度的提升，解决了综掘机截割头体积小，在割煤过程中频繁摆动；连采机和掘锚机的截割部窄，对大断面巷道不能一次成形，造成目前掘进工艺割煤速度低的问题。
[0026]3)装煤速度得到了大幅度的提升，解决了传统星轮式装载部长度长、坡度小、装煤不连续、效率低的问题。
[0027]4)运煤速度得到了大幅度的提升，解决了传统输送部马达功率小、宽度窄，输送能力低的问题。
[0028]5)支护速度得到了大幅度的提升，解决了传统掘进设备与支护设备分离，造成掘、支工序之间存在调机、退机问题、空顶距大和支护不及时的问题。
[0029]综述本工艺技术解决了现有煤巷掘进工艺技术存在的适应性差和综合效率低等核心问题。
【附图说明】
[0030]图1是本发明的整机的主视图。
[0031]图2是本发明的整机的俯视图。
[0032]图3是滚筒截割、铲运和钻锚装置在整机上布置的主视图。
[0033]图4是滚筒截割、铲运和钻锚装置在整机上布置的俯视图。
[0034]图5是本发明中滚筒截割装置结构的主剖视图。
[0035]图6是本发明中滚筒截割装置的润滑管路示意图。
[0036]图7是本发明中铲斗装置结构的主视图。
[0037]图8是本发明中铲斗装置结构的三维立体图。
[0038]图9是本发明中滚筒截割装置与铲斗装置结构的侧视图。
[0039]图10是本发明中滚筒截割装置与铲斗装置结构的三维立体图。
[0040]图11是钻锚装置的前上钻锚装置的主视图。
[0041]图12是钻锚装置的前上钻锚装置的俯视图。
[0042]图13是钻锚装置的前下钻锚装置的主视图。
[0043]图14是钻锚装置的前下钻锚装置的俯视图。
[0044]图15是钻锚装置的后钻锚装置的示意图。
[0045]图16是本发明中滚筒截割装置煤巷内掘切割过程的示意图。
【具体实施方式】
[0046]以下结合附图进行本发明的【具体实施方式】详细说明:
[0047]—、本发明采用煤巷掘锚设备
[0048]图1至图4所示，本发明采用的大宽度一次成巷的煤巷综合掘锚机。该煤巷综合掘锚机把探放水、截割煤壁、装煤、运煤和钻孔锚杆锚索支护五大工序集合于一身。
[0049]该综合掘锚机包括行走部1、在行走部分上设置的机体平台2、截割部3、铲运部4、钻锚装置5、超前支护装置6、电控系统7、液压系统8、钻锚操作升降平台9和后支撑装置10 ;其中:
[0050]所述超前支护装置6、电控系统7和液压系统8安装在机体平台2之上、钻锚操作升降平台9安装在机体平台2的前面，后支撑装置10安装在机体平台2的后下方；所述铲运部4安装在行走部I前与在行走部、机体平台2中间。超前支护装置6是实现机械托网和保护作业人员在空顶下的安全，起到临时支护的作用。
[0051]所述截割部3包括滚筒截割装置3-1、截割臂3-2、截割摆动油缸3_3及截割装置座3-4 ;滚筒截割装置与截割臂连接，截割臂铰接在截割装置座3-4上，割装置座固定在平台2中间。截割摆动油缸一端铰接在截割装置座上，另一端铰接截割臂上。
[0052]所述铲运部4包括铲斗装置4-1、铲斗摆动油缸4-2、及输送部4_3 ;所述运输装置
4-3安装在行走部I前与在行走部、平台2中间；所述铲斗装置铰接在输送部的前端，铲斗摆动油缸一端铰接在平台的前端，另一端铰接在铲斗装置上。
[0053]所述钻锚装置5包括前钻锚装置5-1、前下钻锚装置5-2、后钻锚装置5_3 ;前钻锚装置与前下钻锚装置安装在截割臂的左右两侧的机体平台2上，后钻锚部安装于机体平台2上，共计六台；其中:前钻锚装置蹦够进行探放水作业。这些钻锚装置能对巷道进行全方位、多功能、零空顶及时支护，解决支护速度慢、耦合度低和适应性差的问题，实现掘一一支平行快速交替作业。
[0054]图5所示，本发明中滚筒截割装置。该滚筒截割装置采用永磁同步电机驱动截割滚筒技术。滚筒截割装置包括滚筒架3-1-1、两个中间滚筒3-1-2、两台永磁电机3-1-3、减速机构3-1-4、两个侧滚筒装置3-1-5 ;所述滚筒架3-1-1设有端部与二个支撑架构成，滚筒支架的端部与截割臂3-2连接；
[0055]所述两个中间滚筒3-1-2在滚筒架3-1-1的三个支撑架中间，两台永磁电机3_1_3分别装在各自的中间滚筒3-1-2中，两台永磁电机3-1-3的外壳的外圆分别与各自的中间滚筒内孔的内圆固定连接，既采用键连接；两台永磁电机3-1-3共用一根永磁电机定子轴，永磁电机定子轴与三个支撑架的中间支撑架固定连接，既也采用键连接；
[0056]所述侧滚筒装置3-1-5包括侧滚筒3-1-5-1、侧滚筒轴3_1_5_2、侧滚筒轴承
3-1-5-3、侧滚筒切割头3-1-5-4、伸缩机构3_1_5_5;所述侧滚筒与侧滚筒轴固定连接，侧滚筒轴带侧滚筒轴承装在支撑架孔内，并经减速机构与中间滚筒连接；其中:伸缩机构包括伸缩油缸和伸缩连杆，侧滚筒切割头铰接在侧滚筒上，伸缩连杆与侧滚筒切割头、侧滚筒分别铰接，所述伸缩油缸与侧滚筒切割头、侧滚筒轴分别铰接。
[0057]所述中间滚筒的外圆、侧滚筒的外圆与切割头上固定有若干个切割刀头3-1-6。
[0058]所述减速机构由装在侧滚筒轴上的齿轮与装在中间滚筒内齿圈构成，为一级减速机构。
[0059]图6所示，本发明中供油管路。由于伸缩机构的伸缩油缸与侧滚筒装置一同旋转运动，所述滚筒截割装置的伸缩油缸供油管路3-5需要特殊设计，伸缩油缸供油管路包括滚筒架的中间支撑架的油孔3-5-1、油管接头3-5-2、内部油管3-5-3、配液盘3_5_4与软油管3-