专利名称：一种急倾斜煤层综采方法及配套设施的制作方法
技术领域：
本发明涉及地下煤矿综合机械化采煤技术，特别是一种急倾斜煤层综采方法及配套设施。
背景技术：
急倾斜煤层是指一种倾角大于45°煤层，其具有在我国的分布较广、赋存条件复杂、开采难度大等特点。由于现有开采技术落后，且国内矿井数量多。因此，近年来，我国发生了多起重大事故。由于急倾斜煤层开采空间狭小、作业空间倾斜角度大、设备倒滑危险性大、煤矿矸石飞溅等潜在威胁大，人员操作困难大。同时，其煤层构造复杂、褶曲、断层兼而有之，作业环境恶劣、生产安全隐患多、综采难度大、对机械设备适应性要求特别高。因此，采用现有的综采工艺和设备，综采配套设备因受设备自身重力影响而下滑是困扰综采技术实际应用于急倾斜煤层的一大难题，即使按伪倾斜布置综采工作面改变配套设备的实际倾斜角度，减少下滑分力以减缓下滑趋势，但仍难以从根本上解决综采配套设备的下滑问题。为此，需要对现有地下急倾斜煤层的综采方法及设备进行改进，以适应急倾斜煤层的综采要求，确保人员安全、提高其产量。
发明内容
本发明第一的目的就是针对现有技术的不足，提供一种急倾斜煤层的综合机械化采煤方法，以有效防止综采配套设备的下滑问题。本发明的第二目的是提供一种用于急倾斜煤层综合机械化采煤的割煤机、刮板输送机和液压支架的三机配套设施，以克服现有配套设施在用于综采时存在严重下滑的缺陷。为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。一种急倾斜煤层综采方法，包括以下步骤
a、准备在急倾斜煤层的上下端分别开掘两条平行的回风顺槽和运输顺槽，在回风顺槽和运输顺槽之间掘开切眼并形成一综采工作面，综采工作面的煤层底板上形成有至少一沿工作面推进方向延伸的沟槽；在综采工作面内布置由电控系统控制的刮板输送机和由多个第一液压支架和至少一个第二液压支架构成的支护系统，刮板输送机和第二液压支架可利用所述沟槽防止下滑，将第二液压支架下方的第一液压支架与所述第二液压支架连接固定为一体；在综采工作面内安设割煤机；在运输顺槽内安设运煤机；
b、采煤割煤机切割煤层，并在煤层底板上的设定位置形成一段沟槽以构成工作面中已形成沟槽的朝工作面推进方向延伸的部分；
C、移架沿工作面推进方向推移；
d、推溜刮板输送机由液压支架推动前进；
e、运煤运输顺槽内的运煤机向外运煤。采用前述方案本发明，由于在综采工作面的煤层底板上形成有沿工作面推进方向设置的沟槽，刮板输送机以及支护系统通过利用所述沟槽防止其下滑。可通过在现有技术的刮板输送机及现有技术的液压支架的机座下支撑面上突起崁合在所述沟槽内的阻挡部件实现防滑，在割煤、移架和推溜过程中，阻挡部件始终崁合在沟槽内，刮板输送机和支护系统利用沟槽和阻挡部件可有效阻止其下滑。在常见的综采工作面的三机配套中，割煤机的机座是与刮板输送机固定连接在一起到，因此，无论割煤机的机座即使不设置防护结构，其也可利用刮板输送机的机座进行防滑。这样，无论将综采工作面布置成真倾斜或伪倾斜方式，都可实现良好的防滑效果。当然对于倾角特别大的煤层而言，利用伪倾斜方式布置综采工作面效果更佳明显，同时，也便于工作面内操作人员行走和操作。其中沟槽的断面形状可为圆弧形、三角形、矩形、菱形等其他形状，沟槽沿工作面推进的延伸部分可在割煤机切割煤层时切割，也可在煤层切割完成后再采用其他如切割工具切割等方式单独形成。优选的技术方案，在所述割煤步骤中，割煤机在割煤至设定位置时，割煤机的下切割头再向煤层底板下方切割煤层底板，以使煤层底板上形成按工作面推进方向随割煤进程延伸的沟槽；所述沟槽为圆弧槽。便于割煤机直接在煤层底板上割出，提高综采效率。优选的技术方案，所述沟槽下边缘距工作面下出口至少5m。以确保沟槽下侧的煤层底板具有不被割煤机、刮板输送机和液压支架的下滑推力剪切掉的支撑强度。前述技术方案中的沟槽数量可为2个以上的多个，相应刮板输送机以及支护系统通过利用多个沟槽防止其下滑。为实现第二目的，本发明分别采用如下技术方案的割煤机、刮板输送机和液压支架。一种割煤机，包括机座、上切割头、下切割头、控制系统，所述机座的下支撑面上凸出有至少一棱柱，棱柱沿割煤机在综采工作面的推进方向延伸；所述控制系统还用于控制割煤机在割煤至设定位置时，割煤机的下切割头再向煤层底板下方切割煤层底板，以使煤层底板上形成按工作面推进方向随割煤进程延伸的沟槽。本方案是在现有技术的割煤机的机座的下支撑面上增设棱柱，利用其机座下支撑面上凸出的棱柱及煤层底板上的沟槽可有效防止其下滑。优选的技术方案，所述棱柱为圆弧棱柱。便于割煤机直接在煤层底板上割出圆弧槽时，圆弧棱柱与所述圆弧槽相吻合。一种刮板输送机，包括机座、控制系统，所述机座的下支撑面上凸出有至少一棱柱，棱柱沿刮板输送机在综采工作面的推进方向延伸。本方案是在现有技术的刮板输送机的机座的下支撑面上增设棱柱，利用其机座下支撑面上凸出的棱柱及煤层底板上的沟槽可有效防止其下滑。优选的技术方案，所述棱柱为圆弧棱柱。便于割煤机直接在煤层底板上割出圆弧槽时，圆弧棱柱与所述圆弧槽相吻合。一种液压支架，包括机座、顶梁、控制系统，所述机座下支撑面上凸出有棱柱，棱柱沿液压支架在综采工作面的推进方向延伸。液压支架利用其机座下支撑面上凸出的棱柱及煤层底板上的沟槽可有效防止其下滑。优选的技术方案，所述棱柱为圆弧棱柱。便于割煤机直接在煤层底板上割出圆弧槽时，圆弧棱柱与所述圆弧槽相吻合。利用上述割煤机、刮板输送机以及由多个现有技术的液压支架和至少一个本发明提供的液压支架构成的支护系统，形成三机配套设施用于急倾斜煤层机械化采煤的综采工作面，其中，支护系统中的第一液压支架为现有中的液压支架，位于煤层底板沟槽处的第二液压支架采用本发明提供的液压支架，并采用实现本发明第一目的的采煤方法，以实现急倾斜煤层的综合机械化采煤并能有效防止三机配套设备下滑，消除了下滑隐患，确保采煤安全、高效。当前述方案中的割煤机利用刮板输送机的机座时，可省去割煤机机座。本发明与现有技术相比的有益效果是，采煤方法简单且为三机防滑创造了良好条件，三机配套设施无下滑隐患，采煤安全、高效。
图1是本发明中的综采工作面俯视图。图2是本发明中的综采工作面内煤层底板8及其沟槽3的结构示意图。图3是本发明中的综采工作面内煤层底板8的截面示意图。图4是本发明中的割煤机6、刮板输送机4及第二液压支架52用于综采工作面内的布置关系示意图。图5是本发明中的刮板输送机4机座41侧部结构局部示意图。图6是图5的仰视图。图7是本发明中的第二液压支架52机座521侧部结构局部示意图。图8是图7的仰视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。实施例1参见图1、图2、图3，一种急倾斜煤层综采方法，包括以下步骤
a、准备在急倾斜煤层的上下端分别开掘两条平行的回风顺槽I和运输顺槽2，在回风顺槽I和运输顺槽2之间掘开切眼并形成一综采工作面，综采工作面的煤层底板8上形成有至少一沿工作面推进方向延伸的沟槽3 ;在综采工作面内布置由电控系统控制的刮板输送机4和由多个第一液压支架51和至少一个第二液压支架52构成的支护系统5，刮板输送机4和第二液压支架52可利用所述沟槽3防止下滑，将第二液压支架52下方的第一液压支架51与所述第二液压支架52连接固定为一体；在综采工作面内安设割煤机6 ;在运输顺槽2内安设运煤机7 ；
b、采煤割煤机6切割煤层，并在煤层底板8上的设定位置形成一段沟槽以构成工作面中已形成沟槽3的朝工作面推进方向延伸的部分；
C、移架沿工作面推进方向推移；
d、推溜刮板输送机4由液压支架推动前进；
e、运煤运输顺槽内的运煤机7向外运煤。在所述割煤步骤中，割煤机6在割煤至设定位置时，割煤机6的下切割头再向煤层底板8下方切割煤层底板8，以使煤层底板8上形成按工作面推进方向随割煤进程延伸的沟槽3 ;所述沟槽3为圆弧槽。所述沟槽3下边缘距工作面下出口至少5m。
实施例2参见图1、图4、图5、图6，一种刮板输送机，包括机座41、控制系统，所述机座41的下支撑面上凸出有至少一棱柱411，棱柱411沿刮板输送机在综采工作面的推进方向延伸。所述棱柱411为圆弧棱柱。实施例3参见图1、图4，一种割煤机，包括机座、上切割头61、下切割头62、控制系统，所述机座的下支撑面上凸出有至少一棱柱，棱柱沿割煤机在综采工作面的推进方向延伸；所述控制系统还用于控制割煤机在割煤至设定位置时，割煤机的下切割头62再向煤层底板下方切割煤层底板8，以使煤层底板8上形成按工作面推进方向随割煤进程延伸的沟槽。所述棱柱为圆弧棱柱。本实施例中的机座利用实施例2中刮板输送机的机座41，从而省却了割煤机的机座。实施例4参见图1、图4、图7、图8，一种液压支架，包括机座521、顶梁522、控制系统，所述机座521下支撑面上凸出有棱柱521a，棱柱521a沿液压支架在综采工作面的推进方向延伸。所述棱柱521a为圆弧棱柱。本发明利用实施例2、3、4中的刮板输送机、割煤机的液压支架对应构成本发明实施例I中三机配套设施的刮板输送机、割煤机及第二液压支架52，同时，利用现有技术中的液压支架构成第一液压支架51，从而形成综采工作面中的三机配套设施。以上虽然结合了附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，这些修改和变化应理解为是在本发明的范围和意图之内的。
权利要求
1.一种急倾斜煤层综采方法，其特征在于，包括以下步骤: a、准备:在急倾斜煤层的上下端分别开掘两条平行的回风顺槽(I)和运输顺槽(2)，在回风顺槽(I)和运输顺槽(2)之间掘开切眼并形成一采煤工作面，综采工作面的煤层底板(8)上形成有至少一沿工作面推进方向延伸的沟槽(3);在采煤工作面内布置由电控系统控制的刮板输送机(4)和由多个第一液压支架(51)和至少一个第二液压支架(52)构成的支护系统(5)，刮板输送机(4)和第二液压支架(52)可利用所述沟槽(3)防止下滑，将第二液压支架(52)下方的第一液压支架(51)与所述第二液压支架(52)连接固定为一体；在综采工作面内安设割煤机(6);在运输顺槽(2)内安设运煤机(7)； b、采煤:割煤机(6)切割煤层，并在煤层底板(8)上的设定位置形成一段沟槽以构成工作面中已形成沟槽(3)的朝工作面推进方向延伸的部分； C、移架:沿工作面推进方向推移； d、推溜:刮板输送机(4)由液压支架推动前进； e、运煤:运输顺槽内的运煤机(7)向外运煤。
2.根据权利要求1所述的急倾斜煤层综采方法，其特征在于，在所述割煤步骤中，割煤机(6)在割煤至设定位置时，割煤机(6)的下切割头(62)再向煤层底板(8)下方切割煤层底板(8)，以使煤层底板(8)上形成按工作面推进方向随割煤进程延伸的沟槽(3);所述沟槽(3)为圆弧槽。
3.根据权利要求1或2所述的急倾斜煤层综采方法，其特征在于，所述沟槽(3)下边缘距工作面下出口至少5m。
4.一种割煤机，包括 机座、上切割头(61)、下切割头(62)、控制系统，其特征在于:所述机座的下支撑面上凸出有至少一棱柱，棱柱沿割煤机在综采工作面的推进方向延伸；所述控制系统还用于控制割煤机在割煤至设定位置时，割煤机的下切割头(62)再向煤层底板下方切割煤层底板(8)，以使煤层底板(8)上形成按工作面推进方向随割煤进程延伸的沟槽。
5.根据权利要求4所述割煤机，其特征在于，所述棱柱为圆弧棱柱。
6.一种刮板输送机，包括机座(41)、控制系统，其特征在于:所述机座(41)的下支撑面上凸出有至少一棱柱(411)，棱柱(411)沿刮板输送机在综采工作面的推进方向延伸。
7.根据权利要求6所述刮板输送机，其特征在于，所述棱柱(411)为圆弧棱柱。
8.一种液压支架，包括机座(521)、顶梁(522)、控制系统，其特征在于:所述机座(521)下支撑面上凸出有棱柱(521a)，棱柱(521a)沿液压支架在综采工作面的推进方向延伸。
9.根据权利要求8所述液压支架，其特征在于，所述棱柱(521a)为圆弧棱柱。
全文摘要
本发明公开了一种急倾斜煤层综采方法及配套设施，综采方法包括准备、采煤、移架、推溜、运煤等工作步骤；在准备工作中，首先在工作面的煤层底板上形成一沟槽，再在工作面内设置刮板输送机和由多个第一液压支架和至少一个第二液压支架构成的支护系统，刮板输送机和第二液压支架可利用所述沟槽防止下滑，将第二液压支架下方的第一液压支架与所述第二液压支架连接固定为一体；并安设割煤机；在割煤进程中或割煤后使沟槽形成延伸段。配套设施中的刮板输送机及第二液压支架的机座下支撑面上设有与沟槽相嵌合的凸棱，割煤机共用刮板输送机的机座。本发明的有益效果是，采煤方法简单，为设施防滑创造了条件，配套设施无下滑隐患，采煤安全、高效。
文档编号E21C41/16GK103075155SQ201310006730
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月9日 优先权日2013年1月9日
发明者秦玄, 邹开科 申请人:秦玄