叠装式变半径采煤滚筒的制作方法

本发明属于煤矿采煤机械技术领域，特别涉及一种适用于急倾斜煤层的叠装式变半径采煤滚筒及采用此滚筒的采煤机。

背景技术：

急倾斜煤层是指地下开采时煤层倾角大于60°的煤层，南方地区80%的矿区存有急倾斜煤层。急倾斜煤层开采方法一直是采矿技术中的难题，已经引起国家矿业部门的重视。长期以来，经研究人员不懈的努力，已取得了可喜的进展。然而，由于急倾斜煤层开采条件的特殊性，开采方法仍然是这类矿井改善技术经济面貌的主要障碍。如图1所示，一般的，在急倾斜煤层机械化采煤过程中，采煤滚筒上方设有保护架，这种支架可以在急倾斜煤层采取俯伪斜的布置方式为开采提供支护，用以保护采煤工人人身安全以及采煤滚筒的安全，随着采煤滚筒沿采煤工作面移动，柔性掩护支架同步下落，从而实现保护功能。此种方式普通应用在急倾斜煤层的开采中，结构简单，安装拆卸方便，经济适用，但也存在采煤滚筒与掩护支架发生干涉碰撞，造成设备的损坏，影响工作效率，且采煤滚筒与掩护支架存在一定厚度的三角煤层无法开采，增加人工落架的劳动强度。

技术实现要素：

针对上述情况，本发明的目的在于提供叠装式变半径采煤滚筒及采用此滚筒的采煤机，适用于急倾斜煤层的开采，提高采煤效率，提高采煤产量，减少设备故障，本发明提供的装置结构紧凑，制作容易，叠装性强，工作效率高，劳动强度降低，开采过程中煤炭资源无浪费，便于在中小型煤矿中普及推广。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

叠装式变半径采煤滚筒，包括采煤滚筒、叠装式变径采煤滚筒、内六角沉头螺钉，所述的变径采煤滚筒由叠装式变径采煤刀组合叠加而成，所述的变径采煤滚筒设在采煤滚筒外侧，采煤滚筒与叠装式变径采煤滚筒在同一轴线上，所述的叠装式变径采煤刀通过内六角沉头螺钉固定于采煤滚筒外侧。

进一步地，所述的叠装式变径采煤刀为可置换式变径采煤刀。

进一步地，所述的叠装式变径采煤滚筒侧面设有均布的安装通孔。

进一步地，所述的采煤滚筒侧面设有用于安装叠加的叠装式变径采煤刀的均布螺纹通孔。

进一步地，所述的叠装式变径采煤刀采用均布刀齿设计，刀尖连线约为阿基米德螺旋线,叠装后的刀片在滚筒一侧。

进一步地，为保证叠装式变径采煤刀刀尖连线约为阿基米德螺旋线，所述的叠装式变径采煤刀侧面设有的均布安装通孔位置需以一定夹角均匀分布，通常为30~35°。

进一步地，所述的叠装式变径采煤刀一端设有沉台，所述的沉台深度大于内六角沉头螺钉头部长度；另一端设有与沉台间隙配合的芯轴，所述的芯轴长度大于沉台深度。

本发明相比现有技术所产生的有益效果：

(I)本发明采用叠装式变半径采煤滚筒的技术方案，使柔性掩护支架左右两端支脚落在采煤滚筒两侧的变径采煤滚筒上方，变径采煤机滚筒，使滚筒与掩护支架之间留有的煤层，较好地解决了在架设掩护支架时设置与采煤滚筒间的安全距离的难题，有效保护了采煤滚筒和掩护支架的设备安全，工作效率得到提升；且消除了原结构形式中易产生的三角煤层，提高了煤层的开采效率。

(Ⅱ)本发明采用叠装式变径采煤滚筒设计，根据不同煤层宽度确定变径采煤滚筒的直径和长度，从而确定叠装式变径采煤刀需要叠加的数量，采煤滚筒及叠装式变径采煤刀均为模块化、标准化设计，因而本发明的应用前景非常广泛。

(Ⅲ)本发明叠装式变径采煤刀采用均布刀齿设计，刀尖连线约为阿基米德螺旋线，螺旋角为30~35°，排煤性能较好，刚性较好。

(Ⅳ)本发明采用内六角沉头螺钉紧固的方式，安装及拆卸方便；

(Ⅴ)本发明的变径采煤刀外侧端面设有沉台，沉台深度大于内六角沉头螺钉头部长度，叠装变径采煤刀后可防止在采煤过程中内六角沉头螺钉与巷道壁发生碰撞而造成内六角沉头螺钉损坏，有效保证变径采煤刀的更换和维修的便利性；

(Ⅵ)本发明的变径采煤刀一端设有沉台，另一端设有与沉台间隙配合的芯轴，芯轴长度大于沉台深度，叠装时只需将外侧的变径采煤刀芯轴与内侧的变径采煤刀沉台相配合，对准均布的安装通孔，紧固内六角沉头螺钉即可实现，极大提高了设备安装装配效率。

(Ⅶ)本发明结构简化、紧凑、加工工艺性佳，安装及拆卸方便，产煤率高，能有效保护设备及采煤工作人员人身安全，特别适合急倾斜煤层的采掘。

附图说明

图1为原采煤滚筒工作状态示意图，图中，101表示采煤滚筒，102表示掩护支架，103表示煤层。

图2为叠装式变半径采煤滚筒工作状态示意图，图中，201表示采煤滚筒，202表示变径采煤滚筒，203表示掩护支架，204表示煤层。

图3为叠装式变半径采煤滚筒结构示意图。

图4为叠装式变半径采煤滚筒剖面图。

图5为本发明的变径采煤刀结构示意图。

图6为叠装后的变径采煤刀结构示意图。

图7为本发明的叠装式变径采煤滚筒作业现场示意图，图中，701表示采煤机，702表示掩护支架，703表示煤层，704表示提升机，705表示采煤巷道，706表示主巷道，707表示辅助巷道，左下角的箭头代表已开采煤移动方向，右上角的箭头代表采煤机移动方向。

上述图中: 1-采煤滚筒，2-叠装式变径采煤滚筒，3-内六角沉头螺钉4-刀齿，5-沉台，6-通孔，7-芯轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

由图3、图4所示，本发明的叠装式变半径采煤滚筒，包括采煤滚筒1、叠装式变径采煤滚筒2、内六角沉头螺钉3，叠装式变径采煤滚筒2设在采煤滚筒1外侧，采煤滚筒1与叠装式变径采煤滚筒2在同一轴线上，叠装式变径采煤滚筒2通过内六角沉头螺钉3紧固在采煤滚筒1外侧。

如图5所示，叠装式变径采煤刀一端设有沉台5，沉台5深度大于内六角沉头螺钉3头部长度，另一端设有与沉台5间隙配合的芯轴7，芯轴7长度大于沉台5深度。

如图6所示，叠装式变径采煤滚筒2侧面设有均布的安装通孔6，叠装式变径采煤刀采用均布刀齿4设计，刀尖连线约为阿基米德螺旋线，螺旋角约为30°。

结合图3、图4、图5及图6，为方便叠装式变径采煤滚筒2的安装及拆卸，需保护内六角沉头螺钉3在采煤过程中不被损坏，内六角沉头螺钉3安装后，其头部低于沉台5上表面，有效避免内六角沉头螺钉3在采煤过程中与巷道碰撞而损坏。

参照图7，叠装式变半径采煤滚筒的工作原理和工况：

工作时，在采煤前根据煤层宽度选择叠装式变径采煤滚筒2的外径、长度等规格型号，然后加装在采煤滚筒1侧并对称分布，采煤过程中，采煤滚筒1旋转带动叠加式可变径采煤滚筒2做旋转运动进行采煤，叠装式变径采煤滚筒2与掩护支架有一定厚度煤层，采煤过程中，此煤层厚度基本保持不变，作为采煤滚筒1的保护层。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参考上述实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。