专利名称：高压水射流割缝滚筒落煤双动力采煤机的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤矿采煤领域，特别是涉及显著增加块煤率，大大减少煤尘的高压水 射流割缝滚筒落煤双动力采煤机。
背景技术：
世界三大基本能源来自煤、石油及天然气。煤是世界上最丰富的固体矿物燃料，分 布在世界各国，例如中国、北美、澳洲、南非、俄罗斯、欧洲等有大量储藏和开采。随着当今世 界科学技术的迅猛发展，特别是煤矿采煤机械设备进入自动、联合、高效运作的大型綜合采 煤机械化设备。目前，世界各国采煤主要采用滚筒采煤机、刮板输送机及液压支架的綜合成 套采煤设备，大大提高采煤效率，使得采煤技术和设备进入一个崭新高速发展阶段，然而， 滚筒采煤机依靠截齿机械破碎使煤体落煤产出粉煤和煤尘率高。煤矿煤尘80%以上是采 掘工作产生的，主要是采煤产生的。机械化采煤使煤尘量成倍、几十倍增加，高产工作面增 幅尤大，不采取防尘措施，综采工作面的粉尘浓度最大达14000mg/m3。目前采取煤层注水和 高压喷雾降尘等措施后，粉尘浓度一般降到300-500mg，还超出我国煤矿安全规定的浓度要 求。目前，我国煤矿采掘地点的粉尘浓度大大超过规定10mg/m3。煤尘既是严重的爆炸源， 又是尘肺病病源。煤尘能单独发生爆炸，亦可能由瓦斯爆炸引发煤尘爆炸(通称瓦斯煤尘 爆炸)，煤尘与瓦斯共存于同一环境时，大大增加爆炸危险性，煤尘爆炸规模往往比瓦斯爆 炸大得多，更严重是煤尘与瓦斯的共存联合爆炸，据记载世界最大的矿难是发生在1942年 日本占领的我国本溪湖煤矿的瓦斯煤尘爆炸，死亡1594人。1960年我国大同老白洞煤矿煤 尘爆炸，死亡684人。2005年11月黑龙江七台河东风煤矿的特大型煤尘爆炸，死亡171人， 上述爆炸发生造成大量人员伤亡和极大经济损失。煤尘引起的尘肺病人问题更为严重，据 不完全统计，到2006年末，我国尘肺病人共608763人，近几年每年新增尘肺病人超过1万 人，煤矿尘肺病人和新增尘肺病人约为全国的1/2，新发病人呈上升趋势。尘肺病使煤矿不断丧失熟练工人。经济上一般每个尘肺病人每年的治疗费用为 3-5万元，高的7-8万元。据专家测算，全国用于尘肺病人的直接经济损失为80亿元，间接 经济损失300-400亿元，煤矿约占1/2.。尘肺病无法治愈，一个病人长期影响一个家庭，数 十万家庭长期受害。尘肺病是对以人为本，科学发展的严重问题，不仅严重影响煤炭工业的 健康可持续发展，而且是日益突出的社会问题，已引起国际上广泛关注。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中滚筒采煤机出块煤低、煤尘率高的状况， 经发明人长期从事煤炭和高压水射流领域的开发研究和实践，开发提供一种显著提高出块 煤率，大大减少煤尘率的高压水射流割缝滚筒落煤双动力采煤机。本发明提供的高压水射流割缝滚筒落煤双动力采煤机，其特征在于包括滚筒采煤 机和高压水射流割缝装置，高压水射流割缝装置设置在滚筒采煤机机体滚筒前端和后端， 在滚筒落煤前或落煤后都进行割缝，即可割多次(条)割缝，根据滚筒采煤机滚筒转速快慢 可在滚筒落煤前后端割多次(条)割缝。所述滚筒采煤机主要包括截割部构件、牵引机构、电机及电气系统以及辅助装置等构件设备。截割部构件是工作机构及其驱动装置的总称， 包括固定减速箱、摇臂和滚筒，是采煤机实现截煤、碎煤和装煤的构件；牵引机构用于采煤 机沿工作面移动，包括牵引驱动装置和牵引机构，牵引机构是移动采煤机的执行机构；电机 是采煤机的动力部分，为截煤部构件牵引机构设备提供动力，电动机的功率大小根据滚筒 采煤机的类型而选择，符合采煤机高产、高效、自控性能好的要求而定；辅助装置包括档煤 板、底托架、电缆拖电装置，供水喷雾降尘冷却装置以及调高、调斜等装置。所述高压水射流 割缝装置包括电机、高压水泵、高压水软管和喷嘴及高压水旋转密封器，其中电机与高压水 泵相连接，是高压水泵的动力源，高压水泵出口端与高压水旋转密封器相连接，高压水旋转 密封器通过高压水软管与喷嘴相连通，由于高压水旋转密封器可在全方位360°空间旋转 使喷嘴可在全方位空间进行煤层割缝。按照本发明提供高压水射流割缝滚筒落煤双动力采煤机中，所述滚筒采煤机为目 前世界各国机械化采煤通常所采用的采煤机，滚筒式采煤机有各种类型及各种型号的滚筒 采煤机，适合于不同煤层地质条件及生产技术工艺情况及各煤层分布及厚薄程度和深度以 及开采机械化程度等来选择滚筒采煤机，有单滚筒采煤机和双滚筒采煤机等。单滚筒(单 摇臂)采煤机机身较短，重量较轻，但切口性能较差，适宜在高档普采及较薄煤层工作面中 使用。双滚筒(双摇臂)采煤机调高范围大，生产效率高，适用范围广。目前世界各国有市 售各种型号的滚筒式采煤机，特别是自动、联合、高效运作的大型綜合采煤机械化设备。滚 筒采煤机变化范围很大，滚筒采煤机采高最低采高为0. 5-0. 9m，最高达5-6m，甚至更高；滚 筒采煤机滚筒直径有各种规格例如500至2300mm范围内变化等等。上述所涉及的各种类 型及型号的滚筒采煤机都可市售或订购所得，例如鸡西煤矿机械厂生产出售。所述高压水射流割缝装置(图2)根据煤层生产的地质条件等来选择，以采用 1000-4000kg/C m2压力为例，高压水泵体积长X宽X高为1. 75米X 0. 75米X 0. 6米，电 机为三相电机，功率为150-300KW。高压水射流割缝装置安装在滚筒采煤机的机体前端和后 端。如采用双滚筒采煤机，在双滚筒采煤机机体的二滚筒的前端和后端各设置一台高压水 射流割缝装置，在滚筒落煤前机落煤后都进行割缝，即割多次(条)割缝(图1)；如果是单 滚筒采煤机，在单滚筒采煤机机体的一个滚筒的前端设置一台高压水射流割缝装置，在滚 筒落煤前割一次缝。割缝宽度为2. 5-10mm，深度大于滚筒深度，并可全方位采取各种割缝 布置(如图，1，3，4)等，按采煤生产技术需要及滚筒采煤机在地下煤层坑道采煤工作面、空 间以及滚筒采煤机类型及牵弓I轨迹而定。目前市售自动、联合、高效运作的大型綜合机械化采煤设备包括采煤机、液压支架 及刮板输送机等联合成套装置。本发明提供的高压水射流割缝滚筒落煤双动力采煤机特点为1、高压水射流割缝装置设置在滚筒采煤机机体的滚筒前端和后端，无需改变整体 滚筒采煤机的布局，仅在滚筒前后端作设置高压水射流割缝装置，其所用高压水可使用滚 筒采煤机的喷雾水系统，增设装置投资少，成本低，效益高，具有显著经济效益和社会效益。2、仍能充分发挥各种滚筒采煤机的高产出、高效率、安全、低耗以及劳动强度小的 优点，并提高产出块煤率，降低采煤工作面煤尘浓度，通过高压水射流割缝装置在滚筒落煤 前将被开采的煤层割缝，使煤层呈割缝状态，被开采煤层被高压水浸湿(割缝处水等于先 浸湿)，等于先给被采煤层注水，明显提高产出块煤率，降低工作面尘煤产出率，直降至国家标准的安全指标10mg/m3，，显著降低尘煤爆炸的危险性，改善采煤工作面的环境条件，有益 采煤工人身体健康，具有显著经济效益和社会效益。3、适用性强，可适用于目前各煤矿采用滚筒采煤机的煤矿中
图1为高压水射流割缝滚筒落煤双动力采煤机结构示意图图示说明1.双滚筒采煤机，2.滚筒，3.高压水射流割缝装置，4.割缝，5.巷道， 6.采煤工作面煤体，7.采空区。图2为高压水射流割缝装置结构示意示说明8.电机，9.高压水泵，10.高压水旋转密封器，11.高压水软管，12.喷嘴。图3、4为高压水射流割缝布置示意示说明13.顶板，14.底板，4.割缝。
具体实施例方式本发明用下列实施例结合附图来更进一步说明本发明，但本发明保护范围并非限 于下下列实施例实施例1本发明提供的高压水射流割缝滚筒落煤双动力采煤机包括MG2X300-W双滚筒采 煤机1 (鸡西煤矿机械厂生产销售)，其各件参数为机面高度1600mm，开采范围2. O 3. 7m，倾角彡35°C，普氏硬度彡3f，牵引力400KN，主油泵工作流量275L分及工作压力 16MPa ；液压马达额定转矩1300及工作转速88. 26r/分；截割机构滚筒直径1600-2000mm， 截深630mm，最大截割转矩83000 (N，M)，摇臂回转中心矩6200mm，滚筒转速25 45. 6 (r/ 分)，卧底量135 335 (mm)；配套电机功率2X300KW，电压1140V，转速1472r/分；电缆 UCPQ3X70+1X 16+3X6 ；；设内外喷雾，其量44吨，高压水射流割缝装置3包括高压水泵9 为1400kg/c m2，体积长X宽X高=1. 75X0. 75X0. 6m,电机8为三相电机功率1500KW 与高压水泵相连，为高压水泵动力源，高压水旋转密封器10，高压水管11及喷嘴12 (割缝喷 嘴)为配套市售产品(图2)，二水射流割缝装置分别安装在双滚筒采煤机前后二滚筒的前 端和后端(图1)，在落煤前和落煤后各割缝多次，根据采煤要求可全方位如图1中任意形式 或其他割缝型式，割缝深0. 65米，割缝宽度为10mm，割缝布置如图1中所示。
权利要求
高压水射流割缝滚筒落煤双动力采煤机，其特征在于包括滚筒采煤机和高压水射流割缝装置，高压水射流割缝装置设置在滚筒采煤机机体滚筒前端和后端。
2.根据权利要求1的高压水射流割缝滚筒落煤双动力采煤机，其特征在于所述滚筒采 煤机主要包括截割部构件、牵引机构、电机及电气系统以及辅助装置，所述截割部构件包括 固定减速箱、摇臂及滚筒；所述牵引机构包括牵引驱动装置和牵引机构件；所述辅助装置 包括挡煤版、底托架、电缆拖曳装置、供水喷雾降尘冷却装置及调高调斜装置。
3.根据权利要求1的高压水射流割缝滚筒落煤双动力采煤机，其特征在于所述高压水 射流割缝装置包括电机、高压水泵、高压水软管和喷嘴、以及高压水旋转密封器，其中电机 与高压水泵相连接，高压水泵出口端与高压水旋转密封器相连接，高压水旋转密封器通过 高压水软管与喷嘴相连通，构成高压水射流割缝装置。
全文摘要
本发明涉及高压水射流割缝滚筒落煤双动力采煤机，其特征在于包括滚筒采煤机和高压水射流割缝装置，高压水射流割缝装置设置在滚筒采煤机机体滚筒前端和后端。该采煤机能显著提高落煤出块煤率，大大减少煤尘生成率，减少煤尘爆炸危险性和尘肺病危害，有极大的经济效益和社会效益。该采煤机可适用于通常采用滚筒采煤机的煤矿中。
文档编号E21C25/60GK101985877SQ201010276039
公开日2011年3月16日 申请日期2010年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者王逢旦, 芮素生 申请人:王逢旦