专利名称：立轴式扒斗输送机及其无人工作面采煤方法
技术领域：
本发明涉及一种薄煤层开采技术，尤其涉及一种立轴式扒斗输送机及其无人工作面采 煤方法。
背景技术：
在煤矿地下开采中，煤层赋存条件复杂，煤层厚度大于lm的煤层已有成熟的开采方 法，有炮采、综合机械化开采、放顶煤开采等方法。煤层厚度小于lm的薄煤层难以实现机 械化开采， 一般沿用厚煤层的炮采法，由于煤层薄、采煤工作面高度低，在采煤工作面内 工人无法站立，劳动环境差、强度大，工作效率低。目前已有关于薄煤层机械化开采方法 需要进行采场支护，设备笨重，开采成本高，生产效率低，安全性不高。发明内容本发明的目的是提供一种开采成本低、生产效率高、安全性高的立轴式扒斗输送机及 其无人工作面采煤方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的立轴式扒斗输送机，包括机头、机尾，所述机头设有主动立轴，所述主动立 轴连接有驱动装置，所述机尾设有从动立轴，所述主动立轴与从动立轴之间设有传动装 置，所述的传动装置上设有多个扒斗。本发明的无人工作面采煤方法，包括步骤首先，在预定采区沿煤层走向布置上顺槽和下顺槽，并在预采工作面开掘切眼；然后，在所述切眼的两端分别布置上述的立轴式扒斗输送机的机头和机尾，所述立轴 式扒斗输送机的传动装置及扒斗穿过所述切眼。之后，爆破煤层，开启所述立轴式扒斗输送机，扒斗将工作面内的煤炭分别输送至上 顺槽和下顺槽中，再由上顺槽和下顺槽中的输送机送出。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的立轴式扒斗输送机及其无人工 作面采煤方法，由于立轴式扒斗输送机的机头和机尾分别设有主动立轴和从动立轴，主动 立轴与从动立轴之间设有传动装置，传动装置上设有多个扒斗。在对薄煤层进行开采时，可以在预采工作面的上顺槽和下顺槽之间开掘切眼，并在切 眼的两端分别布置立轴式扒斗输送机的机头和机尾，立轴式扒斗输送机的传动装置及扒斗 穿过所述切眼，由扒斗将工作面内的煤炭分别输送至上顺槽和下顺槽中，再由上顺槽和下 顺槽中的输送机送出。可以在工作面无人操作的情况下，由立轴式扒斗输送机完成工作面内的采煤工作，开 采成本低、生产效率高、安全性高。
图l为本发明的立轴式扒斗输送机的具体实施例的结构示意图；图2为本发明中扒斗的具体实施例一的结构示意图； 图3为本发明中扒斗的具体实施例二的结构示意图； 图4为本发明的薄煤层无人开采工作面设备布置示意图。
具体实施方式
本发明的立轴式扒斗输送机，其较佳的具体实施方式
如图l所示，包括机头、机尾， 机头设有主动立轴IO，机尾设有从动立轴5，主动立轴10与从动立轴5之间设有传动装置， 传动装置上设有多个扒斗7。传动装置可以为链条或钢丝绳8，也可以是其它的软连接装 置，扒7斗的一侧固定在所述链条或钢丝绳8上。主动立轴10连接有驱动装置，可以是电机、减速器等。主动立轴10及从动立轴5可以 为铅垂方向布置的立轴。传动链条或钢丝绳8上，每隔一定间距连接着一个扒斗7，工作时由扒斗将爆破落煤输 送到工作面两端的上、下顺槽。还包括检测装置，所述的检测装置包括检测探头30和显示器，检测探头30可以设置在 传动装置或扒斗7上。显示器可以设置在机头或机尾上，也可以设置在其它的地方，也可以 在机头和机尾同时设置。扒斗7的具体实施例一如图2所示，包括内侧板23、外侧板16、后帮板19、底板21，底 板21的前端设有底齿24，所述外侧板16的前端设有侧齿25。底板21为自卸式底板。扒斗7的后端设有可伸縮后帮板17，所述可伸縮帮板17与所述扒斗7铰接，并与扒斗7 之间设有弹性支撑18。扒斗7的形状可以做成类似挖掘机的扒斗，采用以下具体的技术特征-扒斗7的几何形状沿运行方向长度较长，宽度次之，高度最小，这样运行阻力小，能适应煤层顶底板间距小的工作环境；扒斗7前端设有底齿24与侧齿25，侧齿25与前进方向设有一定的角度(一般与前进方 向的夹角小于30。)；扒斗7的后端底部设计有底轮20，以便减少扒斗输送机的运行阻力；扒斗7的底板21中设计有自卸板，以便当扒斗运行到采煤工作面两端的顺槽时，扒斗7 悬空，能将扒斗7内的煤炭自动卸到顺槽内的输送机上；扒斗两侧板不等高，外侧板16低内侧板23高，倾斜的角度为IO。 30° ，以便适应工 作面顶板的倾斜；在扒斗7后端上部设有可縮性后帮板17，在不平整的采煤工作面，当煤层顶底板之间 的垂向间距较小时，可縮性后帮板17就会被压縮，以便扒斗顺利通过；内侧板23前端设计为向扒斗7内弯曲的弧形，以避免或减轻在采煤工作面内向上与向 下运行扒斗7之间的碰撞或摩擦。内侧板23上设有通孔22用于固定扒斗。扒斗7的具体实施例二如图3所示，所述的扒斗7包括内侧板23、后帮板19，所述后帮 板19的下部设有底齿24，所述后帮板19的外侧设有侧齿25。扒斗7的底齿24和侧齿25都直接连接后帮板19上，便于推行大煤块前进，解决大煤块 的运输问题。扒斗7的材料均选用耐磨性好的高锰钢，也可进行淬火处理，以便提高扒斗的耐磨性能。扒斗的底板、内侧板、外侧板和后帮板，都设计有较大的厚度，因而具有一定的重量 与传动链条连接后，扒斗能保持自身的稳定状态，不至于侧翻。本发明的无人工作面采煤方法，其较佳的具体实施方式
如图4所示，包括步骤 首先，在预定采区沿煤层走向布置上顺槽1和下顺槽14，并在预采工作面开掘切眼； 然后，在所述切眼的两端分别布置上述的立轴式扒斗输送机的机头9和机尾6，立轴式扒斗输送机的传动装置(链条或钢丝绳8)及扒斗7穿过所述切眼。之后，爆破煤层，开启所述立轴式扒斗输送机，扒斗7将工作面内的煤炭分别输送至上顺槽1和下顺槽14中，再由上顺槽1和下顺槽14中的输送机送出。工作面顺槽内的设备系统主要包括上、下顺槽l、 14内的输送机3、 12，可以是刮板 输送机或皮带输送机，上、下顺槽两巷能够同时出煤，下顺槽为主，上顺槽为辅。在上、下顺槽内布置牵引设备2、 13，例如绞车等。在下顺槽14内使用绞车牵引立轴 式扒斗输送机的机头9，在上顺槽1内使用绞车牵引立轴式扒斗输送机的机尾6。上顺槽1和下顺槽14中还分别布置转载机4、 11，用于在扒斗7与输送机3、 12之间转载 煤炭。开采煤层时，在上、下顺槽中，平行于工作面在煤层中钻深孔炮眼15，并向炮眼中装 炸药巻；爆破落煤后，开启机头IO，将工作面内的煤炭分别输送至上顺槽1和下顺槽14中； 视情况不断开动机尾6和机头9的运载车，将立轴式扒斗输送机向前不断推进，直到将 全部落煤输送完毕，完成第一个工作循环；重复上述工作过程，直至采完整个设计区段。爆破钻孔可以一孔多用。爆破钻孔孔口在上、下顺槽内，钻孔施工早，而且钻孔较 长。这就为钻孔一孔多用提供了条件。在爆破钻孔打好之后，在实施煤层爆破之前，爆破 钻孔的其他用途主要有两项 一是抽放瓦斯，二是煤层注水软化① 抽放瓦斯，既可以获得煤层气(瓦斯)资源，对于有瓦斯突出危险的煤层还可以降 低或解除瓦斯突出的危险性，同时能够降低采煤工作面内的瓦斯含量。② 煤层注水，既能降低煤层的硬度，对于有冲击地压危险的煤层可以降低或解除冲击 地压的危险性，同时能够降低工作面内的煤尘含量。在采煤工作面内，本发明的工作面可以实现无人开采方法，采煤工作面内没有人员进 入，采煤工作面的宽度只需0.5m左右，所以对于稳定性中等以上的顶板无需进行支护，可 省去顶板支护设备与顶板支护的操作劳动。本发明在工作面无人操作的情况下，由立轴式扒斗输送机全部完成工作面内的破煤、 装煤、运煤等各个工序；工作面不用支架或支柱支护，而且工作面的设备检修也都在工作 面以外的巷道中进行；顶板在采空区滞后垮落，不留煤柱，从而解决了薄煤层的开采问 题，减轻了工人的劳动强度，改善了工人的作业环境，回采率高、生产效率高，开采成本 低，确保了井下安全，社会效益及经济效益显著。本发明还具有以下优点设备简单投资少，生产工艺简单，生产效率高，开采成本低； 将采煤工人从薄煤层小空间作业环境和繁重的采煤体力劳动中解放出来； 采煤工人大幅度减少，工人只是在上、下顺槽内操作，无需进入采煤工作面内部，能 够完全避免因顶板垮落引起的伤亡事故，属于本质安全型采煤工作面；能够开采O. 5m甚至更薄的煤层，使过去不能开采的极薄煤层变为可开采煤层； 爆破钻孔可以一孔多用 一抽放瓦斯，降低瓦斯突出的危险性；二煤层注水软化，降低发生冲击地压的危险性。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种立轴式扒斗输送机，包括机头、机尾，其特征在于，所述机头设有主动立轴，所述主动立轴连接有驱动装置，所述机尾设有从动立轴，所述主动立轴与从动立轴之间设有传动装置，所述的传动装置上设有多个扒斗。
2、 根据权利要求l所述的立轴式扒斗输送机，其特征在于，所述的传动装置为链条或 钢丝绳，所述的扒斗的一侧固定在所述链条或钢丝绳上。
3、 根据权利要求l所述的立轴式扒斗输送机，其特征在于，还包括检测装置，所述的 检测装置包括检测探头和显示器，所述的检测探头设置在所述的传动装置或扒斗上。
4、 根据权利要求3所述的立轴式扒斗输送机，其特征在于，所述的机头和机尾至少一 处设有所述显示器。
5、 根据权利要求l所述的立轴式扒斗输送机，其特征在于，所述的扒斗包括内侧板、 外侧板、后帮板、底板，所述底板的前端设有底齿，所述外侧板的前端设有侧齿。
6、 根据权利要求5所述的立轴式扒斗输送机，其特征在于，所述的底板为自卸式底板。
7、 根据权利要求5所述的立轴式扒斗输送机，其特征在于，所述的扒斗的后端设有可 縮性后帮板，所述可縮性后帮板与所述扒斗铰接，并与扒斗之间设有弹性支撑。
8、 根据权利要求5所述的立轴式扒斗输送机，其特征在于，所述的扒斗的后端底部设 计有底轮。
9、 根据权利要求l所述的立轴式扒斗输送机，其特征在于，所述的扒斗包括内侧板、 后帮板，所述后帮板的下部设有底齿，所述后帮板的外侧设有侧齿。
10、 一种无人工作面采煤方法，其特征在于，包括步骤首先，在预定釆区沿煤层走向布置上顺槽和下顺槽，并在预采工作面开掘切眼； 然后，在所述切眼的两端分别布置权利要求1至9所述的立轴式扒斗输送机的机头和机尾，所述立轴式扒斗输送机的传动装置及扒斗穿过所述切眼。之后，爆破煤层，开启所述立轴式扒斗输送机，扒斗将工作面内的煤炭分别输送至上顺槽和下顺槽中，再由上顺槽和下顺槽中的输送机送出。
全文摘要
本发明公开了一种立轴式扒斗输送机及其无人工作面采煤方法，立轴式扒斗输送机包括机头、机尾，分别设有主动立轴和从动立轴，主动立轴与从动立轴之间设有链条或钢丝绳，上面设有多个扒斗。开采薄煤层时，首先，在预定采区沿煤层的上顺槽和下顺槽之间开掘切眼；然后，在切眼中穿入立轴式扒斗输送机，通过立轴式扒斗输送机的扒斗将工作面内的煤炭分别输送至上顺槽和下顺槽中，再由上顺槽和下顺槽中的输送机送出。可以在工作面无人操作的情况下，由立轴式扒斗输送机完成工作面内的采煤工作，开采成本低、生产效率高、安全性高。
文档编号E21F13/06GK101245710SQ20071015239
公开日2008年8月20日 申请日期2007年9月29日 优先权日2007年9月12日
发明者高延法 申请人:中国矿业大学(北京)