悬臂式纵轴掘锚机及分步施工阶段成巷煤巷施工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤矿煤巷掘进施工设备技术领域，尤其涉及一种悬臂式纵轴掘锚机及分步施工阶段成巷煤巷施工工艺。
【背景技术】
[0002]很多煤矿煤巷的顶板(煤)在掘进过程中易冒顶，为防止掘进施工作业过程中发生冒顶，只能以小循环进尺进行施工；目前，煤矿煤巷掘进的施工设备不能实现掘、锚平行作业，需要在掘、锚两个工序之间频繁的转换，严重地影响了施工效率和施工速度，这是导致当前许多综掘工作面的月进尺在400m以内，有的甚至月进尺不到300m的主要原因。这样的施工速度不仅影响企业的经济效益，而且造成煤矿的采掘关系紧张，甚至影响到煤矿的工作面接续。地质条件无法改变，要提高施工速度，必须设计、研发与地质条件相适应的施工装备和配套施工工艺，充分利用所施工巷道煤、岩体自稳能力，在施工过程中作业地点巷道顶板不冒顶的情况下，加大循环步距，实现掘、锚平行作业，提高工时利用率和明显减少设备移位对生产的影响，大幅度增加有效作业时间，从而显著提高施工效率与速度。基于上述思路，本专利提供一种煤巷综掘施工装备及配套施工工艺。
【发明内容】
[0003]本发明的第一个目的是:提供一种能够实现掘、锚平行作业的悬臂式纵轴掘锚机，避免在掘、锚两个工序之间频繁的转换，能够提高施工效率和施工速度。
[0004]本发明是这样实现的，一种悬臂式纵轴掘锚机，所述悬臂式纵轴掘锚机包括一台悬臂式纵轴掘进机，所述悬臂式纵轴掘进机包括机架本体、左行走部、右行走部、截割部、回转体、后支撑体、装载机构、第一刮板运输机、电控系统、液压系统、喷雾系统以及冷却系统；其特征在于，所述第一刮板运输机包括设置在所述机架本体上的机尾部分，伸出所述机架本体后部的机头部分，在所述机头部分上设置有若干台机载锚杆钻机。
[0005]本发明还可以这样实现，一种悬臂式纵轴掘锚机，所述悬臂式纵轴掘锚机包括一台悬臂式纵轴掘进机，所述悬臂式纵轴掘进机包括机架本体、左行走部、右行走部、截割部、回转体、后支撑体、装载机构、第一刮板运输机、电控系统、液压系统、喷雾系统以及冷却系统；所述悬臂式纵轴掘锚机还包括第二刮板运输机/胶带运输机，所述第二刮板运输机/胶带运输机的机尾端位于所述第一刮板运输机的机头下方并与其搭接，所述第二刮板运输机/胶带运输机的机头端与外部配套运输设备搭接；在所述第二刮板运输机/胶带运输机上设置有若干台机载锚杆钻机。
[0006]作为一种改进，在所述第二刮板运输机/胶带运输机上还设置有左履带行走机构、右履带行走机构；所述左履带行走机构、所述右履带行走机构、所述左行走部及所述右行走部分别由液压马达驱动；在所述第二刮板运输机/胶带运输机与所述悬臂式纵轴掘进机之间设置有用于防止所述第二刮板运输机/胶带运输机与所述悬臂式纵轴掘进机碰撞的液压限位闭锁装置。
[0007]作为一种改进，在所述第一刮板运输机或所述第二刮板运输机/胶带运输机上还设置有液压支撑稳定装置，所述液压支撑稳定装置包括支撑板、用于控制所述支撑板升降的液压升降油缸，所述液压升降油缸与所述悬臂式纵轴掘进机的液压系统通过控制阀液连接；在所述第一刮板运输机或所述第二刮板运输机/胶带运输机上还设置有液压升降工作
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[0008]作为一种改进，所述机头部分呈水平方向设置，在所述机头部分与所述机尾部分之间连接有变坡溜槽。
[0009]作为一种改进，所述第一刮板运输机或所述第二刮板运输机是单链条刮板运输机，所述第一刮板运输机或所述第二刮板运输机包括水平可弯曲溜槽。
[0010]作为一种改进，所述装载机构的宽度可调节，所述装载机构包括基本装载机构和辅助装载机构，所述基本装载机构包括主铲板、耙爪以及驱动马达，所述辅助装载机构包括分别与所述主铲板两侧铰接连接的两块辅助铲板，在每块所述辅助铲板与所述主铲板之间分别设置有与所述辅助铲板铰接用于控制所述辅助铲板开合的液压控制油缸，所述液压控制油缸与所述悬臂式纵轴掘进机的液压系统通过控制阀液连接。
[0011]作为一种改进，所述悬臂式纵轴掘进机还设置有遥控指令发射装置和遥控指令接收装置、用于监视所述截割部位置和工作状况的摄像头、显示屏，所述遥控指令接收装置、所述摄像头及所述显示屏分别与所述悬臂式纵轴掘进机的电控系统电连接。
[0012]作为一种改进，在所述悬臂式纵轴掘锚机上还设置有通风道，所述通风道的进风口靠近掘进工作面设置，所述通风道的出风口与外部配套抽风机风筒连接。
[0013]由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是:
[0014]悬臂式纵轴掘锚机的第一刮板运输机包括在机架本体上的机尾部分，伸出机架本体后部的机头部分，在机头部分上设置有若干台机载锚杆钻机；使用时，因为在第一刮板运输机伸出机架本体后部的机头部分上设置有机载锚杆钻机，这样就是可以在悬臂式纵轴掘进机掘进时，用机载锚杆钻机对煤巷顶板进行锚杆，能够实现掘、锚平行作业，解决在掘、锚两个工序之间频繁转换和设备移位造成耗费时间的问题，能够提高施工效率和施工速度。
[0015]悬臂式纵轴掘锚机包括第二刮板运输机/胶带运输机，第二刮板运输机/胶带运输机的机尾端位于第一刮板运输机的机头下方并与其搭接，第二刮板运输机/胶带运输机的机头端与外部配套运输设备搭接；在第二刮板运输机/胶带运输机上设置有若干台机载锚杆钻机；使用时，因为在第二刮板运输机/胶带运输机上设置有若干台机载锚杆钻机，这样就是可以在悬臂式纵轴掘进机掘进时，用机载锚杆钻机对煤巷顶板进行锚杆，能够实现掘、锚平行作业，不仅解决在掘、锚两个工序之间频繁转换和设备频繁移位造成耗费时间的问题，能够提高施工效率和施工速度，而且减少了掘进机作业与机载锚杆钻机作业的相互制约。
[0016]本发明的第二个目的是:提供一种分步施工阶段成巷煤巷施工工艺，既防止施工过程中冒顶的发生，又实现大步距掘、锚平行作业，提高工时利用率，能够提高施工效率和施工速度。
[0017]本发明是这样实现的，一种分步施工阶段成巷煤巷施工工艺，所述分步施工阶段成巷煤巷施工工艺包括步骤:
[0018]步骤一:根据所施工巷道的支护设计、宽度、围岩物理力学性质、围岩应力分布和所述悬臂式纵轴掘锚机的技术参数，基于巷道顶板围岩自然平衡拱理论，利用所施工巷道顶板围岩自稳能力，以所施工巷道顶板在施工过程中不发生冒顶为目标，确定分步施工跨度、分步施工支护参数、阶段成巷支护参数；以高效施工为目标，测算阶段成巷步距与有效作业时间之间关系，确定阶段成巷步距；
[0019]步骤二:以所述分步施工跨度的宽度，用所述悬臂式纵轴掘进机从所施工巷道的两侧帮壁之间开挖一个小于所施工巷道宽度的小跨度巷道，并利用所述机载锚杆钻机按所述分步施工支护参数进行锚固支护，直至施工到一个所述阶段成巷步距的位置；
[0020]步骤三:将所述悬臂式纵轴掘锚机退回，然后重复步骤二，开挖并进行锚固支护所施