采煤用支护支架设备及其采煤方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿采煤技术领域，尤其涉及一种采煤用支护支架设备及其采煤方法。
【背景技术】
[0002]一个综采工作面基本上由采煤机、运输机、转载机、破碎机、胶带输送机等组成。在采煤时需要支护设备支护顶板，避免煤层垮落，施工危险。
[0003]综采工作面靠近胶带机一侧的常称为“机头”，另一侧称为“机尾”。目前采用的支护设备一般为在机尾侧平缓过渡或垂直过渡，从而造成顺槽顶板上的部分煤无法开采。
[0004]目前国际上针对工作面采高大于顺槽高度的实际，机尾侧割煤的工艺有两种，分别是平缓过渡工艺和垂直过渡工艺，下面以7m采高工作面为例说明(工作面采高7m，顺槽高度4.2m) ο
[0005]平缓过渡工艺:根据煤矿质量标准化规定，相邻支架侧护板错茬不得大于侧护板高度的2/3，因此采煤机割煤到距端头支架8架开始，逐步降低采高，每架降低幅度为350mm(重叠部分大于0.6m)，与顺槽贯通时采高由7m降低到4.2m。如采用平缓过渡工艺，每进刀Im损失煤炭资源125t。
[0006]垂直过渡工艺:机尾侧一般按照四架端头支架、两架过渡支架布置，在贴近端头支架的过渡架上安装大的侧护板，使过渡架的采高比端头架的采高高出1.5m，工作面正常采高为6.Sm，截割到大护板位置时直接降到4.2m与顺槽贯通。如采用垂直过渡工艺，每进刀Im损失煤炭资源25t。
[0007]由于顺槽遗留过多的煤，给采空区自燃埋下隐患。煤矿采空区一旦发火则需要投入巨大的人力、物力、财力进行治理，而采空区自燃的必备条件是在开采过程中煤炭资源没有回收净，遗留在采空区内，在合适的温度、氧气浓度条件下就会发生自燃。尤其是顺槽顶煤，其以破碎状态遗留在采空区，且顺槽处是热量最易积聚、采空区漏风最大的地点，最容易发生自燃，存在巨大隐患。
[0008]目前国内各大煤炭企业陆续布置大采高工作面，逐渐出现了 3.5m、4.0m、4.5m、
5.0m, 5.5m,6.3m、7m、7.2m等大采高综采工作面，此类大采高综采工作面顺槽掘进时基本都是沿煤层底板掘进，巷道掘进高度没有煤层厚度大，在回采过程中顺槽顶煤无法回收，垮落后全部遗留到采空区，一方面造成了煤炭资源的浪费，另一方面给采空区高温自然埋下了隐患。
【发明内容】
[0009]本发明的发明目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种支护效果好，利于开采顺槽顶煤的采煤用支护支架设备及其采煤方法。
[0010]本发明技术方案提供一种采煤用支护支架设备，包括安装在采煤巷道中，用于支护采煤工作面顶板的中间液压支架装置和位于所述采煤巷道两端的顺槽内，用于支护顺槽顶板的端头液压支架装置，所述中间液压支架装置的两端分别设置有一个所述端头液压支架装置，每端的所述端头液压支架装置与所述中间液压支架之间均设置有过渡液压支架装置，其中，所述中间液压支架装置的中间液压支架支护顶端、所述过渡液压支架装置的过渡液压支架支护顶端和所述端头液压支架装置的端头液压支架支护顶端都能够在垂直方向上调节高度，且所述中间液压支架支护顶端与所述端头液压支架支护顶端相平齐设置。
[0011]进一步地，所述中间液压支架装置、所述过渡液压支架装置和所述端头液压支架装置分别由至少两个液压支架组成。
[0012]进一步地，所述液压支架包括底座、第一支臂、第二支臂、第三支臂、支护顶板和第一驱动油缸装置，其中，所述第一支臂的一端铰接在所述底座的一端，所述第一支臂的另一端与所述第二支臂的一端铰接在一起，所述第二支臂的另一端与所述支护顶板的一端铰接在一起，所述支护顶板的另一端为支护顶板自由端，所述第三支臂的一端铰接在所述底座上，所述第三支臂的另一端与所述第二支臂铰接在一起，所述第一驱动油缸装置安装在所述底座上，其输出端与所述支护顶板连接，所述第二支臂上还设置有第二驱动油缸，所述第二驱动油缸的输出端与所述支护顶板连接。
[0013]进一步地，所述支护顶板自由端上还铰接有前护板，所述支护顶板的一侧铰接有侧护板，所述支护顶板的下方设置有前护板驱动油缸和侧护板驱动油缸，所述前护板驱动油缸的输出端与所述前护板连接，所述侧护板驱动油缸的输出端与所述侧护板连接。
[0014]进一步地，所述第一驱动油缸装置包括两个第一驱动油缸，两个所述第一驱动油缸并排安装在所述底座上，两个所述第一驱动油缸的输出端分别与所述支护顶板连接。
[0015]进一步地，该采煤用支护支架设备还包括用于安装在所述顺槽内进行超前支护的超前支护支架装置。
[0016]进一步地，所述超前支护支架装置包括支架底座、支架梁、支架顶梁、液压支柱和超前支架装置，所述支架梁的一端铰接在所述支架底座的一端，所述支架梁的另一端与所述支架顶梁铰接在一起，所述支架顶梁的另一端向下沿伸形成支架顶梁自由端，所述超前支架装置布置在所述支架顶梁自由端的后侧，且所述支架顶梁自由端的下方与所述超前支架装置之间设置有挡煤板，所述液压支柱的一端安装在所述支架底座上，其输出端与所述支架顶梁连接。
[0017]进一步地，所述超前支架装置包括多个顺次连接在一起的超前支架，所述超前支架包括超前支架底座、支架液压油缸和超前支架支护端，所述支架液压油缸安装在所述超前支架底座上，其输出端与所述超前支架支护端连接。
[0018]本发明技术方案还提供一种采用上述采煤用支护支架设备开采综采工作面中顺槽顶煤的采煤方法，包括如下步骤:步骤1:将中间液压支架装置安装在采煤巷道中以支护采煤工作面顶板，将端头液压支架装置安装在所述采煤巷道两端的顺槽内以支护顺槽顶板；步骤2:将端头液压支架支护顶端的支护高度调整为与中间液压支架支护顶端平齐，将中间液压支架支护顶端顶紧在工作面顶板上，将端头液压支架支护顶端顶紧在顺槽顶板上；步骤3:在所述顺槽内布置超前支护支架装置；步骤4:使用采煤机向顺槽侧采煤，推动刮板机，在采煤机前移至所述顺槽时，将所述超前支护支架装置中的多个超前支架升紧，使其超前支架支护端顶紧在顺槽顶板上；步骤5:所述采煤机通过其切割滚筒对顺槽处的顺槽顶煤进行切割，被开采的顺槽顶煤通过刮板机输送至外部指定位置；步骤6:重复步骤4-5，直至完成所述顺槽内顺槽顶煤开采。
[0019]进一步地，所述采煤机的两端分别设置有一个所述切割滚筒，每个所述切割滚筒通过驱动臂可转动地连接在所述采煤机的端部上，所述采煤机的端部上分别设置有一个驱动装置，所述驱动装置的输出端与所述驱动臂连接，所述驱动臂的一端铰接在所述采煤机的端部上，其另一端与所述切割滚筒连接，所述驱动臂内还设置有用于驱动所述切割滚筒转动的驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述切割滚筒的转轴连接，在进行切割采煤时，两个所述驱动臂同向同步转动，且两个所述切割滚筒也保持同向同步转动采煤。
[0020]采用上述技术方案，具有如下有益效果:
[0021]该采煤用支护支架设备，包括中间液压支架装置、端头液压支架装置和过渡液压支架装置，将中间液压支架装置安装在采煤巷道中用于支护采煤工作面顶板，将端头液压支架装置安装在所述采煤巷道两端的顺槽内，用于支护顺槽顶板，将过渡液压支架装置安装在中间液压支架装置和端头液压支架装置之间用于连接上述两装置。其中中间液压支架支护顶端、过渡液压支架支护顶端和端头液压支架支护顶端都能够在垂直方向上调节高度，将过渡液压支架支护顶端与端头液压支架支护顶端相平齐设置，从而可以使得顺槽采煤高度与工作面采煤高度平齐，减少顺槽顶煤遗留，减少了资源浪费。
[0022]由此，本发明提供的采煤用支护支架设备其支护强度高，利于采煤机开采顺槽顶煤，避免了资源浪费。本发明提供的综采工作面中顺槽顶煤的采煤方法，可以通过上述采煤用支护支架设备，顺利开采顺槽顶煤，提高了煤层的开采量，避免顺槽顶煤遗漏过多，避免了资源浪费，也避免了高温自然现象的发生。
【附图说明】
[0023]图