适应大仰采角、宽采高范围工作面的采煤机挡料机构的制作方法

本实用新型涉及一种采煤机挡料机构，尤其适用于大仰采角、宽采高范围工作面的煤炭综合机械开采场合，属于井工采煤机械技术领域。

背景技术：

大仰采角、宽采高范围煤层工作面的开采，主要需要解决煤壁的防垮落问题、采煤机与支架的开采配套问题，因此支架通常采用带伸缩梁结构顶梁同时带有二级护帮板，以便展开后能最大限度地支撑倾斜的煤壁面。采煤机通常机面控制的很低，以适应局部较薄的煤层以及降低整机重心防止侧翻，同时采煤机又需要很大的上摆角保持摇臂能开采较厚的煤层。

然而由于支架带有伸缩及二级护帮板机构致使整个顶梁厚度很厚，在局部较薄煤层开采时，基本接近采煤机机身顶，因此采煤机机身顶面一般不设置顶护板6(参见图2)以避免增加厚度，同时也避免重心向导向滑靴处的支撑点靠近增加侧翻的可能性，即机身顶面通常没有阻挡浮煤的措施。而在实际的开采过程中，尤其是厚煤层，前滚筒开采上部煤后下半部分煤台与前滚筒浮煤远远高出采煤机机身顶面，从而在后滚筒开采前就大量通过机身顶面滑向支架立柱处的操作人员，产生严重的安全隐患。虽然业者加强了在立柱处的拉网防护，防止大块煤块造成的飞砸伤害，但不能从根本上解决操作者的人身安全问题。目前该问题在大仰采角、宽采高范围工作面条件时比较突出，尤其是仰采角超过25°，煤层厚度在2-4m的煤层工作面。

技术实现要素：

为解决现有技术的上述问题，本实用新型提供了一种适应大仰采角、宽采高范围工作面的采煤机挡料机构，能解决大采高、宽采高范围开采时下部煤与浮煤的挡料防护问题，同时兼顾采煤机的重心问题，减小采煤机侧翻可能，提高设备对大仰采角的适应性。

本实用新型的主要技术方案有：

一种适应大仰采角、宽采高范围工作面的采煤机挡料机构，包括分别安装在采煤机的机身壳体前侧和摇臂壳体前侧的机身挡料装置和摇臂挡料装置，所述机身挡料装置包括机身一级挡料板和机身二级挡料板，所述机身一级挡料板在第一伸缩机构的驱动下相对机身做上下移动，所述机身二级挡料板在第二伸缩机构的驱动下相对所述机身一级挡料板做上下移动，所述第一伸缩机构和第二伸缩机构各自有多套，且各自左右对称布置；所述摇臂挡料装置包括摇臂挡料板和第三伸缩机构，所述摇臂挡料板在所述第三伸缩机构的驱动下在平行于摇臂壳体前侧面的平面内相对摇臂做垂直于摇臂延伸方向的直线运动，所述机身挡料装置和摇臂挡料装置的最前端与采煤机滚筒的后端末齿截割面之间保持安全间隙。

所述第一伸缩机构采用第一油缸，所述第一油缸的缸筒竖直固定在所述机身壳体上的第一油缸孔内，所述第一油缸的缸杆的上端与所述机身一级挡料板的上端相对固定连接；所述第二伸缩机构采用第二油缸，所述第二油缸的缸筒竖直固定在所述机身一级挡料板上，所述第二油缸的缸杆的上端与所述机身二级挡料板的上端相对固定连接；所述第三伸缩机构采用第三油缸，所述第三油缸的缸筒沿着与摇臂延伸方向相垂直的方向固定在所述摇臂壳体上的第三油缸孔内，所述第三油缸的缸杆的上端与所述摇臂挡料板的顶端相对固定连接。

所述机身壳体前侧优选设有上下延伸的中间凹槽，所述中间凹槽为上下贯通槽，所述机身一级挡料板的后侧大面上相应设有上下延伸的凸块，所述凸块与所述中间凹槽配合并上下滑动连接。

所述机身一级挡料板内设有顶部敞口的板状空腔，所述机身二级挡料板安装在所述板状空腔内并与所述机身一级挡料板上下滑动配合连接，所述第二油缸的缸筒优选为竖直安装在所述凸块内，所述凸块内用于容纳所述第二油缸缸筒的空腔与所述板状空腔是连通的。

所述机身一级挡料板的后侧大面贴合在所述机身壳体前侧面上，所述机身一级挡料板上还以设有竖直延伸的第一长条孔，所述第一长条孔的内侧后部设有一圈第一环形凸台，所述第一环形凸台的前平面构成为第一定位台阶面，第一压板穿过所述第一长条孔固定在所述机身壳体前侧面上，所述第一压板上设有朝向所述机身壳体前侧面的第一轴向台阶面，所述第一环形凸台限位于所述第一轴向台阶面与所述机身壳体前侧面之间；所述摇臂挡料板的后侧大面贴合在所述摇臂壳体前侧面上，所述摇臂挡料板上也可以相应设有其延伸方向垂直于摇臂延伸方向的第三长条孔，所述第三长条孔的内侧后部设有一圈第三环形凸台，所述第三环形凸台的前平面构成为第三定位台阶面，第三压板穿过所述第三长条孔固定在所述摇臂壳体前侧面上，所述第三压板上设有朝向所述摇臂壳体前侧面的第三轴向台阶面，所述第三环形凸台限位于所述第三轴向台阶面与所述摇臂壳体前侧面之间。

本实用新型的有益效果是：

当采用配置有本实用新型的挡料机构的采煤机开采上限较厚煤层时，挡料装置伸出，能对下部煤台及浮煤进行有效的阻挡，直致被后滚筒截割装入刮板输送机，尤其是摇臂挡料装置与机身挡料装置的衔接，彻底避免煤块滑向机身顶面进入操作人员作业空间，因此解决了操作者的人身安全问题。

当采用配置有本实用新型的挡料机构的采煤机开采下限较薄煤层时，挡料装置缩回，此时支架伸缩梁能及时伸出支护煤壁，减小地压对煤壁的影响造成煤体外突引起采煤机的侧向倾覆力，提高采煤机的安全稳定性。

本实用新型设置于机身煤壁侧，较整机重心更远离行走处支撑点，等效增加了配重，因此大大减小了采煤机倾覆的可能，提高了采煤机的安全稳定性。

本实用新型的主体设置于滚筒后端末齿截齿面与机身煤壁侧面之间，对于采煤机斜切等正常操作不产生影响，仍可保持原有的采煤工艺；同时本实用新型也位于滚筒后端末齿截齿面与支架伸缩梁端面之间，即使支架下降至开采下限也不受影响。

附图说明

图1a为本实用新型的一个实施例的总体结构示意图；

图1b为图1a的俯视图；

图2为采煤机仰采时本实用新型的端面示意图；

图3a为所述第一伸缩机构的缩回状态剖视图；

图3b为图3a的一处横截面示意图；

图4为所述第一伸缩机构的伸出状态剖视图；

图5a为所述第二伸缩机构的缩回状态剖视图；

图5b为图5a的一处横截面示意图；

图6为所述第一伸缩机构伸出、第二伸缩机构缩回状态的剖视图；

图7为所述第一伸缩机构伸出、第二伸缩机构伸出状态的剖视图；

图8为结构型式(1)的所述机身一级挡料板各组成部分之间连接结构示意图；

图9为结构型式(1)的所述机身一级挡料板各组成部分之间连接结构俯视剖视图；

图10为结构型式(1)的所述机身二级挡料板各组成部分之间连接结构示意图；

图11为结构型式(1)的所述机身二级挡料板各组成部分之间连接结构俯视剖视图；

图12为所述第三伸缩机构缩回状态的剖视图；

图13为所述第三伸缩机构伸出状态的剖视图；

图14a为所述机身挡料装置的一个实施例的局部结构示意图；

图14b为图14a的俯视图；

图15a为所述摇臂挡料装置的一个实施例的结构示意图；

图15b为图15a的俯视图；

图16a为结构型式(2)的所述机身挡料装置的一个实施例的结构示意图；

图16b为图16a的俯视图。

附图说明：1.机身挡料装置；11.第一伸缩机构；111.第一油缸下销；112.第一油缸；113.第一油缸上销；12.机身一级挡料板；121.机身一级右挡料板；122.机身一级中挡料板；123.机身一级左挡料板；124.第一连接销；125.第一横梁；126.第一连接板；127.凸块；128.第一定位台阶面；129.空腔；130.第一长条孔；131.第一压板；1312.第一轴向台阶面；132.第一螺钉；14.第二伸缩机构；141.第二油缸下销；142.第二油缸；143.第二油缸上销；15.机身二级挡料板；151.机身二级右挡料板；152.机身二级中挡料板；153.机身二级左挡料板；154.第二连接销；155.第二连接板；161.保护块；162.上漏煤孔；163.下漏煤孔；164.辅助板；165.焊块；

2.摇臂挡料装置；21.第三伸缩机构；211.第三油缸下销；212.第三油缸；213.第三油缸上销；22.摇臂挡料板；230.第三长条孔；231.第三压板；232.第三螺钉；2312.第三定位台阶面；2’.后摇臂上的摇臂挡料装置；

3.机身壳体；31.机身壳体顶面；32.机身壳体前侧面；33.第一油缸孔；34.机身油缸连接孔；35.中间凹槽；36.机身腰型槽；

4.摇臂壳体；41.摇臂壳体顶面；42.摇臂壳体前侧面；43.第三油缸孔；44.摇臂油缸连接孔；45.摇臂腰型槽；

5.支架；51.前梁；52.二级护板；5’.高采高极限开采的支架状态；5”.低采高极限开采的支架状态；

9.机身挡料装置；91.机身右挡料装置；911.右挡料板；912.右内挡料板；92.机身中挡料装置；921.中间挡料板；922.中间内挡料板；93.机身左挡料装置；931.左挡料板；932.左内挡料板。

具体实施方式

本实用新型公开了一种适应大仰采角、宽采高范围工作面的采煤机挡料机构(简称挡料机构)，如图1-16所示，包括分别安装在采煤机的机身壳体3前侧和摇臂壳体4前侧的机身挡料装置1和摇臂挡料装置2。所述机身挡料装置包括机身一级挡料板12、机身二级挡料板15、第一伸缩机构11和第二伸缩机构14，所述机身一级挡料板在第一伸缩机构11的驱动下在平行于机身壳体前侧面32的平面内相对机身做上下移动，所述机身二级挡料板在第二伸缩机构14的驱动下在平行于机身壳体前侧面32的平面内相对所述机身一级挡料板做上下移动。所述第一伸缩机构和第二伸缩机构各自有多套，且各自左右对称布置。所述摇臂挡料装置包括摇臂挡料板22和第三伸缩机构21，所述摇臂挡料板在所述第三伸缩机构的驱动下在平行于摇臂壳体前侧面42的平面内相对摇臂做垂直于摇臂延伸方向(通常也是与摇臂壳体顶面大面相垂直的方向)的直线运动。所述机身挡料装置和摇臂挡料装置的最前端与采煤机滚筒的后端末齿截割面之间保持安全间隙。

安装支架、采煤机时，应保证所述机身挡料装置和摇臂挡料装置的可动部件的最后端与支架可能达到的最前端平面之间保持间隔，安装后的效果如图2所示，所述机身挡料装置和摇臂挡料装置的主体均设置于滚筒的后端末齿截割面与机身壳体前侧大平面之间(即a间隙内)，所述机身挡料装置和摇臂挡料装置的整体位于滚筒的后端末齿截割面与支架5前端平面之间(即b间隙内)。由于所述机身挡料装置和摇臂挡料装置的可动部件不会对所述支架的升降产生影响，因此能适应从低采高极限开采的支架状态5”到高采高极限开采的支架状态5’的各个中间状态。事实上由于采高较大时挡料板基本都远在支架的顶梁(包括护帮板)以下，因此通常不存在干涉风险，上述可动部件的最后端与支架可能达到的最前端平面之间保持间隔主要考虑的是低采高状态时的防干涉问题。

当所述第一伸缩机构和第二伸缩机构均处于完全缩回状态时，所述机身一级挡料板和机身二级挡料板整体的最高点处于略高出所述机身壳体的位置，当所述第三伸缩机构处于完全缩回状态时，所述摇臂挡料板的最高点处于略高出所述摇臂壳体的位置。当开采较低煤层时，尤其是接近最低采高范围时，各挡料装置通常无须伸出或只需要少量伸出；当开采较高煤层时，机身挡料装置需要做伸出挡料板动作，摇臂上摆同时摇臂挡料装置也同步做伸出挡料板动作，以配合将高处的煤拦截在采煤机的煤壁侧。当所述第一伸缩机构和第二伸缩机构均处于完全伸出状态时，所述机身一级挡料板和机身二级挡料板的最高点的位置根据相应采煤机最大极限采高时需要拦截的煤的高度确定，但通常低于支架5的二级护板52缩回状态时的底面。

所述摇臂挡料板靠近机身一端的上部设置有倒角，以保证所述摇臂挡料板在随摇臂上摆后，不会与机身一级挡料板干涉。倒角大小可结合摇臂上摆角的大小确定，为保证所述摇臂挡料板与所述机身一级挡料板之间留有安全距离，所述倒角可以足够大。

所述第一伸缩机构和第二伸缩机构优选为各自有多套，且各自左右对称布置。

高采高极限开采的支架状态5’时，虽然割出新煤壁可由伸出的前梁51与展开的二级护板52保护，但前滚筒割顶刀后的浮煤与煤台远高于采煤机机身顶面，则前摇臂上的摇臂挡料装置2的摇臂挡料板22和机身挡料装置1的机身一级挡料板12和/或机身二级挡料板15，以及后摇臂上的摇臂挡料装置2’的摇臂挡料板通过各相应油缸的作用伸出，对浮煤及松跨的煤台进行有效的阻挡，保持其在远离采煤机重心的煤壁侧，直至后滚筒截割装入刮板输送机，避免了浮煤或垮落的煤体通过摇臂壳体顶面41、机身壳体顶面31滑向后下方对操作人员造成安全隐患，特别是大仰采角度、较大厚度煤层开采中效果更加显著。

低采高极限开采的支架状态5”时，支架降至贴近机身壳体顶面31，但由于其与缩回的机身挡料装置1、摇臂挡料装置2有足够的安全防碰撞间隙，因此不影响支架的操作。

由于所述机身挡料装置和摇臂挡料装置的重心始终远离采煤机整机的极限(前摇臂上抬)重心并位于采煤机的煤壁侧，因此能大大增加采煤机的整体重心力距，有效防止松散煤体垮落对采煤机造成的侧翻倾覆力矩。

附图所示实施例中，所述第一伸缩机构采用第一油缸112，所述机身壳体上设有第一油缸孔33，所述第一油缸的缸筒竖直设置于所述第一油缸孔内，其下端通过设置在所述第一油缸孔下部的第一油缸下销111固定在所述机身壳体上，所述第一油缸的缸杆的上端伸出所述第一油缸孔，露在所述机身壳体顶面31的上方，通过第一油缸上销113与所述机身一级挡料板的上端相对固定连接。所述第一油缸下销垂直于所述机身壳体前侧面。所述第一油缸上销平行于所述机身壳体前侧面和所述机身壳体顶面。

所述第二伸缩机构采用第二油缸142，所述第二油缸的缸筒竖直固定在所述机身一级挡料板上，所述第二油缸的缸杆的上端与所述机身二级挡料板的上端相对固定连接。

所述第三伸缩机构采用第三油缸212，所述摇臂壳体上设有第三油缸孔43，所述第三油缸的缸筒沿着与摇臂延伸方向相垂直的方向设置于所述第三油缸孔内，其下端通过设置在所述第三油缸孔下部的第三油缸下销211固定在所述摇臂壳体上，所述第三油缸的缸杆的上端伸出所述第三油缸孔，露在所述摇臂壳体顶面41的上方，通过第三油缸上销213与所述摇臂挡料板的顶端相对固定连接。所述第三油缸下销垂直于所述摇臂壳体前侧面。所述第三油缸上销平行于所述摇臂壳体前侧面和所述摇臂壳体顶面。所述摇臂壳体上还设有摇臂油缸连接孔44，用于提供第三油缸安装固定时的操作空间。

所述机身壳体前侧设有上下延伸的中间凹槽35，所述机身一级挡料板的后侧大面上设有上下延伸的凸块127，所述凸块与所述中间凹槽配合并上下滑动连接，该连接对所述机身一级挡料板起到纵向定位和导向作用。所述中间凹槽为上下贯通槽，可以用于辅助漏煤。

所述机身一级挡料板内设有顶部敞口的板状空腔129，所述机身二级挡料板安装在所述板状空腔内并与所述机身一级挡料板上下滑动配合连接。所述第二油缸的缸筒竖直安装在所述凸块内，其下端通过第二油缸下销141连接在所述机身一级挡料板上，所述第二油缸的缸杆的上端通过第二油缸上销143与所述机身二级挡料板的上端相对固定连接。所述第二油缸下销和所述第二油缸上销均水平平行于所述机身壳体前侧面。所述凸块内用于容纳所述第二油缸缸筒的空腔与空腔129是前后连通的。所述机身壳体上还设有机身油缸连接孔34，用于提供第一油缸的接头及油管等的安装空腔以及安装固定时的操作空间。

所述机身一级挡料板的后侧大面贴合在所述机身壳体前侧面32上，所述机身一级挡料板上设有竖直延伸的第一长条孔130，所述第一长条孔的内侧后部设有一圈第一环形凸台，所述第一环形凸台的前平面构成为第一定位台阶面128。第一压板131穿过所述第一长条孔，通过第一螺钉132固定在所述机身壳体前侧面上的机身腰形槽36中，所述第一压板上设有朝向所述机身壳体前侧面的第一轴向台阶面1312，所述第一环形凸台限位于所述第一轴向台阶面与所述机身壳体前侧面之间。所述第一压板对所述机身一级挡料板主要起到垂直于煤壁方向的定位作用。

所述摇臂挡料板的后侧大面贴合在所述摇臂壳体前侧面42上，所述摇臂挡料板上设有其延伸方向垂直于摇臂延伸方向的第三长条孔230，所述第三长条孔的内侧后部设有一圈第三环形凸台，所述第三环形凸台的前平面构成为第三定位台阶面2312，第三压板231穿过所述第三长条孔，通过第三螺钉232固定在所述摇臂壳体前侧面上的摇臂腰形槽45中，所述第三压板上设有朝向所述摇臂壳体前侧面的第三轴向台阶面，所述第三环形凸台限位于所述第三轴向台阶面与所述摇臂壳体前侧面之间。所述第三压板对所述摇臂挡料板起到垂直于煤壁方向的定位作用和所述摇臂挡料板的直线移动导向作用。

所述挡料机构还优选设置以下一种或多种辅助结构：

1、所述机身一级挡料板上可以设有上漏煤孔162，所述上漏煤孔与所述板状空腔相通。当所述机身二级挡料板伸出时，由于一级挡料板对应处形成开口并可能进入煤料，当机身二级挡料板回缩时，可将内部的煤料通过所述上漏煤孔挤压出去。

所述机身一级挡料板位于所述板状空腔前后两侧的部分分别为前侧板和后侧板，所述前侧板和后侧板的底部可通过若干间隔排列的筋条相连，相邻两根所述筋条之间形成下漏煤孔163。由于机身二级挡料板装于机身一级挡料板内并可上下伸缩，势必有煤粉进入板状空腔的可能性，一旦有煤粉进入，可以通过所述下漏煤孔漏出。另外，所述筋条将所述机身一级挡料板前后侧板连接起来，也提高了机身一级挡料板的强度。为了减少煤粉进入板状空腔，还可以在机身一级挡料板的顶部、靠近两级挡料板相互配合的缝隙边缘设置毛毡等密封结构。

2、所述机身一级挡料板的左右边缘各自固定有辅助板164，所述辅助板贴合在所述机身一级挡料板的前侧面，同时遮挡在相应摇臂挡料板的邻接端的前方，用于在低采高状态下阻挡煤粉从机身一级挡料板与摇臂挡料板之间的缝隙挤入或越过采煤机，防止漏煤。

3、所述摇臂壳体的前侧还安装有条形的焊块165，所述焊块左右方向上位于相应摇臂上的滚筒与所述摇臂挡料板之间，并与二者保持间隔，所述焊块遮挡在所述摇臂挡料板的相应端部，用于防止滚筒旋转将煤粉挤入摇臂挡料板与摇臂壳体侧面之间。

4、所述挡料机构还可以设有若干保护块161，所述保护块分散固定安装在所述机身壳体和摇臂壳体的顶面上，靠近相应挡料板的后侧，其最高点分别略高于相应的所述机身挡料装置和摇臂挡料装置缩回状态下的最高点。所述保护块可以在最低采高状态时防止相应挡料板因支架前后错位被支架撞到。

所述机身挡料装置的结构型式可以有以下两种选择：

(1)如图1、8、9所示，所述机身一级挡料板12由机身一级左挡料板123、机身一级中挡料板122、机身一级右挡料板121左右依次拼接固定而成，它们两两之间边缘处凹凸嵌合，再通过上下间隔布置的多个第一连接销124连接。所述机身一级挡料板12的后侧上端部边缘通过连接第一横梁125进行整体加固。本实施例中，所述第一横梁上连接有第一连接板126，所述第一连接板为向后悬伸的双凸耳结构，双凸耳上均设有左右水平延伸的销孔，所述第一油缸的缸杆的上端位于所述第一连接板的双凸耳之间，同时穿设所述第一油缸上销，所述第一横梁、第一连接板、第一油缸上销参与共同实现了所述第一油缸的缸杆的上端与所述机身一级挡料板的上端的连接。

所述第一伸缩机构有左右对称的两套，同时驱动所述机身一级挡料板实现升降。所述凸块与相应的所述中间凹槽配合也有左右对称的两套，两个凸块分别布置在所述机身一级左挡料板和机身一级右挡料板上，且每个凸块内均设置一套所述第二油缸。

如图1、10、11所示，所述机身二级挡料板15由机身二级左挡料板153、机身二级中挡料板152、机身二级右挡料板151左右依次拼接固定而成，它们两两之间边缘处凹凸嵌合，再通过上下间隔布置的多个第二连接销154连接。所述机身二级挡料板15的后侧上端部边缘连接有第二连接板155，所述第二连接板的结构同第一连接板，通过所述第二连接板、第二油缸上销实现了所述第二油缸的缸杆的上端与所述机身二级挡料板的上端的连接。

(2)如图16所示，所述机身挡料装置9包括相互分体的机身左挡料装置93、机身中挡料装置92和机身右挡料装置91，且每个分体的装置都各自设有所述机身一级挡料板、机身二级挡料板、第一伸缩机构和第二伸缩机构。图中所示的所述机身左挡料装置93中左挡料板931为其机身一级挡料板，左内挡料板932为其机二级挡料板；所述机身中挡料装置中中间挡料板921为其机身一级挡料板，中间内挡料板922为其机二级挡料板；所述机身右挡料装置中右挡料板911为其机身一级挡料板，右内挡料板912为其机二级挡料板。这种结构型式下所述机身左挡料装置、机身中挡料装置和机身右挡料装置相互独立，操作灵活，也有利于提高本身的连接强度和作业方便性。

以采煤机为参照，本文中所称的“前”是指靠近煤壁的方向，“后”指远离煤壁的方向。

本实用新型能在大采高状态对前滚筒的浮煤进行防护，有效阻挡煤越过采煤机机身滑落到后方操作者所处空间，同时也能实现支架低采高状态的极限开采，还减少了采煤机侧翻的风险，尤其在20-30°的大仰采角、宽采高范围工作面开采时具有明显优势。