专利名称：分层开采技术及其采煤机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种煤矿分层开采技术及其中所使用的采煤机，特别涉及一种在目前长臂开采技术的基础上衍生的新的分层开采技术及其中所使用的采煤机。
背景技术：
随着综采技术的不断提高和综采设备的不断完善，中厚煤层一次采全采高及厚煤层的综采工艺已相当的成熟。综采工艺即综合机械化采煤工艺，综采工作面的生产工艺过程，主要包括割煤、运煤、支护和处理采空区等多个工序，割煤、运煤、支护工序分别由滚筒采煤机、工作面可弯曲刮板输送机、液压支架等装置实现。现有的长臂采煤法综采工艺为 在长臂综采工作面布置液压支架，工作面刮板输送机、滚筒采煤机，在综采工作面运输巷布置顺槽转载机、可伸缩带式输送机作顺槽运输。其中在综采工作面上半工作面和下半工作面分别布置一部工作面刮板输送机，相向运输，将原煤运至中间巷的顺槽转载机，形成对拉综采工作面。虽然随着综采设备能力的不断提升，原有附带夹层(岩石)等复杂地质条件煤层的开采已经不是难题，但伴随着此种煤层的开采带来了另一个问题，煤层与岩层一并开采使得煤岩混合煤质下降，给选煤带来巨大的成本，使得对于此类煤层的开采，综采设备提升带来的高效率同时也伴随着高成本。
发明内容
为实现克服现有开采技术中煤层与岩层一并开采使得煤岩混合煤质下降、给选煤带来巨大的成本的技术问题，本发明旨在提供一种适用的分层开采技术的采煤机，其通史解决附带夹层等复杂地质条件煤层在开采过程中煤岩混合的问题，提高煤质质量同时降低了选煤成本。为了实现上述目的，本发明提供了一种用于分层开采技术的采煤机，其包括采煤机机身、摇臂和滚筒，其中所述摇臂通过螺栓可转动地连接在采煤机机身上，并在设置于所述采煤机机身上的液压驱动部的驱动下转动以实现调高，所述摇臂上具有截割头部，所述截割头部上设置有截割滚筒，其特征在于，所述采煤机还包括装煤装置，所述装煤装置包括回转座10，装煤板11和液压驱动系统12，所述装煤装置通过回转座10可旋转地固定于所述采煤机的截割头部并以所述截割头部上安装的截割滚筒为中心做自由回转运动。所述装煤板11可旋转地固定在装煤装置主体上，所述回转座10在所述液压驱动系统12的驱动下做回转运动，所述装煤板11也在所述液压驱动系统12的驱动下一同做回转运动。所述采煤机为双筒采煤机，其包括前摇臂4、后摇臂5，前摇臂4和后摇臂5上具有截割头部8和9，前截割滚筒6和后截割滚筒7分别安装于截割头部8和9上，截割头部8 和9上安装有分别用于驱动前截割滚筒6和后截割滚筒7的电机。其中与所述前截割滚筒6对应的装煤装置的装煤板11平行于煤壁，而与后截割滚筒7对应的装煤装置的装煤板11垂直于煤壁。其中所述装煤板的运动行程为为45度至135度之间，优选为90度。所述回转座 10上具有螺纹限定机构19，所述螺纹限定机构19限定整个装煤装置环绕截割头部的回转角度。所述液压驱动系统通过花键轴20、固定销21与装煤板11连接，使得装煤板11能被液压驱动系统驱动。本发明还涉及一种应用了上述采煤机的分层开采技术，所述分层开采技术将附带夹层的煤层分为上部煤层、中部岩层、和下部煤层三层，其开采步骤为先开采上部的煤层再开采中部的岩层，其次再开采下部的煤层。
图1所示为本发明的分层开采技术的示意图。图2所示为用于本发明的分层开采技术的滚筒采煤机的侧示图。图3所示为用于本发明的分层开采技术的滚筒采煤机的俯示图。图4所示为采煤机的装煤装置的俯视图。图5所示为图4所示采煤机的装煤装置沿B-B线的截面图。图6所示为图4所示采煤机的装煤装置沿A-A线的截面图。附图标记1-液压支架；2-采煤机；3-采煤机机身；4-前摇臂；5-后摇臂；6_前截割滚筒；7-后截割滚筒；8-截割头部；9-截割头部；10-回转座；11-装煤板；12-油缸； 13-螺栓；14-垫圈；15-护板；16-销轴；17-螺栓；18-垫圈；19-螺纹板限定机构；20-花键轴；21-固定销；22-铜套；23-挡圈。
具体实施例方式上述在附带夹层等复杂地质条件煤层中的长臂开采技术中，存在上层煤层与岩层被一被开采而导致的煤岩混合使煤质下降，后续过程中需要附加选煤程序使成本上升的缺陷。本发明提出了一种分层开采技术。该技术对于附带夹层(岩层或夹矸)的复杂地质条件的煤层提出了一次进刀分三层开采，如图1所示，将附带夹层的煤层视为三层，上部煤层、中部岩层、和下部煤层。在一次进刀中首先开采上部的煤层再开采中部的岩层，其次再开采下部的煤层，这样在开采过程中就使煤层与岩层(即夹矸层)得到了分离，从而解决了煤岩混合的问题，提高了煤质同时降低了选煤成本，突出了综采设备的高产高效。作为本发明的一个具体实施例，如图1所示，图1示出了本发明的分层开采的实际开采情况。本技术依托于长臂工作面的开采，现就以某煤矿工作面为实例进行说明如图 1所示，其煤矿工作面状况为，煤平均层厚度5. 3米，其中中部有1.8米左右的岩层(即夹矸)。实际工作过程中设备选型采煤机型号MG90(K400)/2210 (1060)-WD运输机型号SG^00/1400液压支架型号ZYl 1000/25/55为了实现本发明的分层开采技术，本发明分层开采技术的应用主要解决的问题是采煤机的适应性问题，采煤机的具体方案为，采用标准MG900/2210-WD采煤机的牵引部和中部电控系统为主机身将摇臂更换为能适应具体岩层高度的摇臂，例如在如图1所示的实施例中，岩层的高度为1. 8米，总的煤层的高度为5. 3米，则采煤机的摇臂被设计成能满足该总煤层高度的摇臂。如图1所示，在开采过程中先开采上部2米的煤层，再开采中部1.8 米的岩层，其次再开采下部的煤层。但必然会在第一层与第二层的开采过程中存留浮煤与浮矸混入下一层，这样一来就降低了上部煤层的回收和下部煤层的煤质。为解决清扫浮煤与浮矸这一问题，本发明所采用的采煤机上采用了本发明所研发的新型装煤装置。本发明的采煤机如图2和图3所示，图2所示为用于本发明的分层开采技术的滚筒采煤机的侧示图，图3所示为用于本发明的分层开采技术的滚筒采煤机的俯示图。其中图2和图3所示的采煤机为双滚筒采煤机，但本发明不限于此，也可以采用其它类型的采煤机，例如单滚筒采煤机，甚至三滚筒采煤机。本发明的采煤机包括采煤机机身，摇臂和滚筒， 其中摇臂通过螺栓可转动地连接在采煤机机身上，并在液压驱动部(优选为液压油缸)的驱动下以所述螺栓为枢轴转动以实现调高，摇臂的上端部具有截割头部，截割头部上设置有截割滚筒。如图2和图3所示，图2和3所示为本发明优先实施例中使用的双滚筒采煤机，本发明中所采用的采煤机2包括采煤机机身3、前摇臂4、后摇臂5、前滚筒6和后滚筒7。 其中采煤机机身3部分包括电气部，液压驱动部，牵引部等。前摇臂4和后摇臂5可在设置于采煤机机身的液压驱动部分的驱动下进行摆动，以进行调高控制，前摇臂4和后摇臂5上具有截割头部8和9，前截割滚筒6和后截割滚筒7分别安装于截割头部8和9上，截割头部8和9上安装有分别用于驱动前截割滚筒6和后截割滚筒7的电机。如图4-6所示，图4-6为本发明用于分层开采的采煤机的装煤装置。其中图4所示为采煤机的装煤装置的俯视图。图5所示为图4所示采煤机的装煤装置沿B-B线的截面图。图6所示为图4所示采煤机的装煤装置沿A-A线的截面图。如图4-6所示，所述采煤机的装煤装置包括回转座10，螺纹板限定机构19，装煤板11，液压驱动系统12 (优选为油缸)，销轴14，护板15等，其中整个装煤装置包括回转座10可旋转地固定于采煤机2的截割头部8和9部位并以截割头部上安装的截割滚筒为中心做自由回转运动，回转座10中具有螺纹板限定机构19，通过螺纹板限定机构19来限定整个装煤装置环绕截割头部的回转角度。回转座10通过液压驱动系统，如液压油缸12的驱动做回转运动，另外液压驱动系统也通过花键轴20、固定销21与装煤板11连接，使得装煤板11在液压驱动系统进行驱动，如油缸14做回转运动时驱动装煤板11 一同做回转运动，装煤板11如图5所示通过销轴16 可旋转地固定在装煤装置主体上，装煤板11可在液压驱动系统的驱动下旋转，如图5中所示优选为沿逆时针方向运动，装煤板的运动行程为45至135度，但不限于此，优选为90度。 其中液压驱动装置优先采用活塞液压缸驱动，齿条传动的方式。其中装煤板11与液压驱动系统(具体为油缸12)的连接方式如图6所示，花键轴20通过铜套22，被固定销21固定， 从而实现装煤板11与液压驱动系统的连接。在开采过程中，本发明的分层开采用采煤机可通过遥控控制装煤装置的装煤板的开合，使与前滚筒6对应的装煤装置的装煤板平行于煤壁，这样的设置不会影响截割滚筒的进刀，而与后滚筒7对应的装煤板垂直于煤壁方向，处于工作位置清扫浮煤与浮矸。通过采用本发明的采煤机以及采煤机用装煤装置，解决了附带夹层等复杂地质条件煤层在开采过程中煤岩混合的问题，提高了煤质质量同时降低了选煤成本。在该技术的应用中对采煤机设备进行了改进，特别是对采煤机设备在新型装煤装置的开发，更是技术上的突破。
虽然本发明已经参照多个实施例进行了描述，但本发明并不限于上述实施例，应当理解本领域技术人员能够对上述实施例中涉及的部件进行适当的组合形成新的实施例， 在不脱离本发明原理的基础上进行的各种明显的修改和变化都应落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于分层开采技术的采煤机，其包括采煤机机身、摇臂和滚筒，其中所述摇臂通过螺栓可转动地连接在采煤机机身上，并在设置于所述采煤机机身上的液压驱动部的驱动下转动以实现调高，所述摇臂上具有截割头部，所述截割头部上设置有截割滚筒，其特征在于，所述采煤机还包括装煤装置，所述装煤装置包括回转座10，装煤板11和液压驱动系统 12，所述装煤装置通过回转座10可旋转地固定于所述采煤机的截割头部并以所述截割头部上安装的截割滚筒为中心做自由回转运动。
2.如权利要求1所述的采煤机，其特征在于，所述装煤板11可旋转地固定在装煤装置主体上，所述回转座10在所述液压驱动系统12的驱动下做回转运动，所述装煤板11也在所述液压驱动系统12的驱动下一同做回转运动。
3.如权利要求1或2所述的采煤机，其特征在于，所述采煤机为双筒采煤机，其包括前摇臂4、后摇臂5，前摇臂4和后摇臂5上具有截割头部8和9，前截割滚筒6和后截割滚筒 7分别安装于截割头部8和9上，截割头部8和9上安装有分别用于驱动前截割滚筒6和后截割滚筒7的电机。
4.如权利要求3所述的采煤机，其特征在于，在开采过程中，其中与所述前截割滚筒6 对应的装煤装置的装煤板11平行于煤壁，而与后截割滚筒7对应的装煤装置的装煤板11垂直于煤壁。
5.如权利要求4所述的采煤机，其特征在于，其中所述装煤板的运动行程为为45度至 135度之间。
6.如权利要求5所述的采煤机，其特征在于，所述装煤板的运动行程为90度。
7.如权利要求3所述的采煤机，其特征在于，所述回转座10上具有螺纹限定机构19， 所述螺纹限定机构19限定整个装煤装置环绕截割头部的回转角度。
8.如权利要求7所述的采煤机，其特征在于，其中所述液压驱动系统通过花键轴20、固定销21与装煤板11连接，使得装煤板11能被液压驱动系统驱动。
9.一种分层开采技术，该技术利用了如权利要求1-8之一所述的采煤机，所述分层开采技术将附带夹层的煤层分为上部煤层、中部岩层、和下部煤层三层，其开采步骤为先开采上部的煤层再开采中部的岩层，其次再开采下部的煤层。
全文摘要
一种用于分层开采技术的采煤机，所述采煤机包括装煤装置，所述装煤装置包括回转座，装煤板和液压驱动系统，所述装煤装置通过回转座可旋转地固定于所述采煤机的截割头部并以所述截割头部上安装的截割滚筒为中心做自由回转运动，所述装煤板可旋转地固定在装煤装置主体上，所述回转座在所述液压驱动系统的驱动下做回转运动，所述装煤板也在所述液压驱动系统的驱动下一同做回转运动。
文档编号E21C25/06GK102373927SQ201010250238
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者娄伶俐, 豆斌, 赵友军 申请人:西安煤矿机械有限公司