不可采薄保护煤层的连续油管水采装备及工艺的制作方法

文档序号:26902402发布日期:2021-10-09 13:27阅读:来源:国知局

技术特征:
1.不可采薄保护煤层的连续油管水采装备,其特征在于:包括掘进上顺槽(100)、掘进下顺槽(200)、上端头转动轮固定撬(170)、下端头转动轮固定撬(172)、连续油管工作系统固定撬(180)、高压水系统撬(19)、矿用绞车撬(14)和控制系统,上端头为煤层底板标高较高的工作面端头,下端头为煤层底板标高较低的工作面端头,所述上端头转动轮固定撬(170)的外壁固定装配有上端头转动轮固定撬固定油缸组(16),且上端头转动轮固定撬(170)的上下左右四侧通过上端头转动轮固定撬固定油缸组(16)固定于掘进上顺槽(100)内,所述上端头转动轮固定撬(170)的前表面左侧固定装配有上端头转动轮(3),所述连续油管工作系统固定撬(180)的外壁固定装配有连续油管工作系统固定撬固定油缸组(20),且连续油管工作系统固定撬(180)的上下左右四侧通过连续油管工作系统固定撬固定油缸组(20)固定于掘进上顺槽(100)内,所述连续油管工作系统固定撬(180)与上端头转动轮固定撬(170)之间固定安装有上端头转动轮固定撬行走液压缸(13),所述连续油管工作系统固定撬(180)的前壁依次固定安装有连续油管驱动器(5)、连续油管缠绕器(6)、连续油管盘管器(7)和上端头电机(18),所述连续油管驱动器(5)的上端固定安装有连续油管驱动器液压马达(30),所述连续油管缠绕器(6)的左端固定安装有连续油管缠绕器液压马达(23),所述连续油管盘管器(7)的上端固定安装有上端头连续油管盘管器液压马达(22),所述上端头电机(18)的输出端固定安装有上端头液压泵(17),所述高压水系统撬(19)的前表面固定装配有高压供水系统(191),所述高压供水系统(191)的左端固定连通有高压水管(12),所述高压水管(12)通过连续油管盘管器(7)的空心轴连通有连续油管(1),且连续油管(1)依次通过连续油管缠绕器(6)、连续油管驱动器(5)和上端头转动轮(3),所述连续油管(1)的左下端外表面四周间隔固定连通有高压水力喷嘴(2),所述下端头转动轮固定撬(172)的外壁固定装配有下端头转动轮固定撬固定油缸组(161),且下端头转动轮固定撬(172)的上下左右四侧通过下端头转动轮固定撬固定油缸组(161)固定于掘进下顺槽(200)内,所述下端头转动轮固定撬(172)的前表面左侧固定装配有下端头转动轮(103),所述矿用绞车撬(14)的外壁固定装配有矿用绞车撬固定油缸组(120),且矿用绞车撬(14)的上下左右四侧通过矿用绞车撬固定油缸组(120)固定于掘进下顺槽(200)内,所述矿用绞车撬(14)与下端头转动轮固定撬(172)之间固定装配有下端头转动轮固定撬行走油缸(131),所述矿用绞车撬(14)的前表面固定安装有下端头低速矿用绞车盘(221)和下端头电机(181),所述下端头低速矿用绞车盘(221)的下端固定装配有下端头低速矿用绞车液压马达(220),所述下端头电机(181)的输出端固定安装有下端头液压泵(171),所述下端头低速矿用绞车盘(221)的外表面缠绕有钢丝绳(21),且钢丝绳(21)通过下端头转动轮(103)后与连续油管(1)的左下端相连接,所述掘进下顺槽(200)的内部设置有刮板运输机(40);所述控制系统包括plc、触摸屏和上下端头语音通话系统,所述plc分别与连续油管驱动器液压马达(30)、连续油管缠绕器液压马达(23)、上端头连续油管盘管器液压马达(22)、上端头电机(18)、高压供水系统(191)、下端头低速矿用绞车液压马达(220)、下端头电机(181)、触摸屏及上下端头语音通话系统电连接,所述触摸屏包括上端头触摸屏和下端头触摸屏。2.根据权利要求1中所述的不可采薄保护煤层的连续油管水采装备,其特征在于:所述上端头液压泵(17)为上端头转动轮固定撬固定油缸组(16)、上端头转动轮固定撬行走液压缸(13)、连续油管工作系统固定撬固定油缸组(20)提供液压,所述下端头液压泵(171)为下
端头转动轮固定撬固定油缸组(161)、下端头转动轮固定撬行走油缸(131)、矿用绞车撬固定油缸组(120)提供液压。3.根据权利要求2中所述的不可采薄保护煤层的连续油管水采装备,其特征在于:所述上端头转动轮(3)的中轴内腔固定装配有上端头转动轮高度调节油缸(15),且上端头液压泵(17)为上端头转动轮高度调节油缸(15)提供液压,所述下端头转动轮(103)的中轴内腔固定装配有下端头转动轮高度调节油缸(151),且下端头液压泵(171)为下端头转动轮高度调节油缸(151)提供液压。4.根据权利要求1

3中所述的任一种不可采薄保护煤层的连续油管水采装备,其特征在于:所述上端头转动轮固定撬(170)与上端头转动轮(3)的轴承外套之间固定安装有上端头调距油缸(9),所述下端头转动轮固定撬(172)与下端头转动轮(103)的轴承外套之间固定安装有下端头调距油缸(90),所述上端头调距油缸(9)与下端头调距油缸(90)的行程相等,且行程均为一次采宽距离(0.25

0.6米)整数倍(2至4倍)的长度,所述上端头转动轮(3)的轴承外套插接于上端头转动轮固定橇(170)的沟槽中,且下端头转动轮(103)的轴承外套插接于下端头转动轮固定橇(172)的沟槽中。5.根据权利要求1

3中所述的任一种不可采薄保护煤层的连续油管水采装备的水采工艺,其特征在于,包括以下步骤:第一步,装备固定,用钻机从掘进上顺槽(100)的工作面上端头打穿工作面后,将钢丝绳(21)连接在钻头上并拉出钻杆,将钢丝绳(21)连接设置有高压水力喷嘴(2)的连续油管(1)后,启动上端头电机(18)驱动上端头液压泵(17)工作,用上端头转动轮固定橇固定油缸组(16)将上端头转动轮固定橇(170)从上下左右四侧固定在掘进上顺槽(100)内,用连续油管工作系统固定橇固定油缸组(20)将连续油管工作系统固定橇(180)从上下左右四侧固定在掘进上顺槽(100)内,使上端头转动轮固定橇(170)与连续油管工作系统固定橇(180)间隔一次采宽距离整数倍(2

4倍)的距离,启动下端头电机(181)驱动下端头液压泵(171)工作,用下端头转动轮固定橇固定油缸组(161)将下端头转动轮固定橇(172)从上下左右四侧固定在掘进下顺槽(200)内,用矿用绞车橇固定油缸组(120)将矿用绞车橇(14)从上下左右四侧固定在掘进下顺槽(200)内,使下端头转动轮固定橇(172)与矿用绞车橇(14)间隔一次采宽距离整数倍(2

4倍)的距离;第二步,完成工作面长度一次采宽距离的水采工作,用上端头转动轮高度调节油缸(15)调整上端头转动轮(3)高度,用下端头转动轮高度调节油缸(151)调整下端头转动轮(103)高度,启动下端头低速矿用绞车液压马达(220)使下端头低速矿用绞车盘(221)工作,拉紧钢丝绳(21)使连续油管(1)上的高压水力喷嘴(2)处在工作面下端头出口位置、启动连续油管缠绕器液压马达(23)使连续油管缠绕器(6)工作、启动连续油管驱动器液压马达(30)使连续油管驱动器(5)工作,启动上端头连续油管盘管器液压马达(22)使连续油管盘管器(7)工作,拉紧连续油管(1)后暂停,确认此水采装备正常,启动高压供水系统(191),并启动掘进下顺槽(200)内设置的刮板运输机(40),同步启动下端头低速矿用绞车液压马达(220)使下端头低速矿用绞车盘(221)工作、启动上端头连续油管盘管器液压马达(22)使连续油管盘管器(7)工作、启动连续油管缠绕器液压马达(23)使连续油管缠绕器(6)工作、启动连续油管驱动器液压马达(30)使连续油管驱动器(5)工作,使高压水力喷嘴(2)从下端头向上端头进行水采l

距离的正向移动和水采后,再进行水采l

距离的反向移动和水采,之
后进行水采2l

距离的正向移动和水采后,进行水采2l

距离的反向移动和水采,再进行水采3l

距离的正向移动和水采后,进行水采3l

距离的反向移动和水采,不断重复直至完成一次采宽距离的工作面长度的全部水采后,将此水采装备全部停机;第三步,完成工作面长度一次采宽距离整数倍(2

4倍)距离的水采工作,启动上端头电机(18)驱动上端头液压泵(17)工作,用上端头转动轮固定橇固定油缸组(16)将上端头转动轮固定橇(170)在掘进上顺槽(100)上解除固定,用上端头转动轮固定橇行走液压缸(13)拉动上端头转动轮固定橇(170)行走一次采宽距离后,用上端头转动轮固定橇固定油缸组(16)将上端头转动轮固定橇(170)从上下左右四侧固定在掘进上顺槽(100)内,启动下端头电机(181)驱动下端头液压泵(171)工作,用下端头转动轮固定橇固定油缸组(161)将下端头转动轮固定橇(172)在掘进下顺槽(200)上解除固定,用下端头转动轮固定橇行走油缸(131)拉动下端头转动轮固定橇(172)行走一次采宽距离后,用下端头转动轮固定橇固定油缸组(161)将下端头转动轮固定橇(172)从上下左右四侧固定在掘进下顺槽(200)内,重复第二步、第三步完成一次采宽距离的整数倍(2

4倍)距离的工作面的开采后,将此水采装备全部停机;第四步,完成整个工作面的水采工作,启动上端头电机(18)驱动上端头液压泵(17)工作,用连续油管工作系统固定橇固定油缸组(20)将连续油管工作系统固定橇(180)在掘进上顺槽(100)上解除固定,用上端头转动轮固定橇行走液压缸(13)推动连续油管工作系统固定橇(180)行走一次采宽距离整数倍(2

4倍)的距离后,用连续油管工作系统固定橇固定油缸组(20)将连续油管工作系统固定橇(180)从上下左右四侧固定在掘进上顺槽(100)内后,用上端头转动轮固定橇固定油缸组(16)将上端头转动轮固定橇(170)在掘进上顺槽(100)上解除固定,用上端头转动轮固定橇行走液压缸(13)拉动上端头转动轮固定橇(170)行走一次采宽距离后,用上端头转动轮固定橇固定油缸组(16)将上端头转动轮固定橇(170)从上下左右四侧固定在掘进上顺槽(100)内,启动下端头电机(181)驱动下端头液压泵(171)工作,用矿用绞车橇固定油缸组(120)将矿用绞车橇(14)在掘进下顺槽(200)上解除固定,用下端头转动轮固定橇行走油缸(131)推动矿用绞车橇(14)行走一次采宽距离整数倍(2

4倍)的距离后,用矿用绞车橇固定油缸组(120)将矿用绞车橇(14)从上下左右四侧固定在掘进下顺槽(200)内,用下端头转动轮固定橇固定油缸组(161)将下端头转动轮固定橇(172)在掘进下顺槽(200)上解除固定,用下端头转动轮固定橇行走油缸(131)拉动下端头转动轮固定橇(172)行走一次采宽距离后,用下端头转动轮固定橇固定油缸组(161)将下端头转动轮固定橇(172)从上下左右四侧固定在掘进下顺槽(200)内,重复第二步、第三步、第四步完成整个工作面的开采,之后将此水采装备全部停机。6.根据权利要求5中所述的不可采薄保护煤层的连续油管水采装备的水采工艺,其特征在于:所述连续油管工作系统固定橇固定油缸组(20)、上端头转动轮固定橇固定油缸组(16)、下端头转动轮固定橇固定油缸组(161)和矿用绞车橇固定油缸组(120)的油缸通过手动控制。7.根据权利要求6中所述的不可采薄保护煤层的连续油管水采装备的水采工艺,其特征在于:一次采宽距离为0.25

0.6米,l

为一次实际水采长度,l

=工作面长度/n,n为以一次初设水采长度l进行水采时,完成整个工作面长度所需的水采次数,n=[工作面长度/l]。8.根据权利要求5

7中所述的任一种不可采薄保护煤层的连续油管水采装备的水采工
艺,其特征在于:煤层厚度小于等于0.5米时,煤层一次开采,煤层厚度大于0.5米小于0.8米时,煤层二次开采,首采层为煤层上半部分。9.根据权利要求4中所述的不可采薄保护煤层的连续油管水采装备的水采工艺,其特征在于,包括以下步骤:第一步,装备固定,用钻机从掘进上顺槽(100)的工作面上端头打穿工作面后,将钢丝绳(21)连接在钻头上拉出钻杆后,将钢丝绳(21)连接设置有高压水力喷嘴(2)的连续油管(1)后,启动上端头电机(18)驱动上端头液压泵(17)工作,用上端头转动轮固定橇固定油缸组(16)将上端头转动轮固定橇(170)从上下左右四侧固定在掘进上顺槽(100)内,用连续油管工作系统固定橇固定油缸组(20)将连续油管工作系统固定橇(180)从上下左右四侧固定在掘进上顺槽(100)内,使上端头调距油缸(9)行程为一次采宽距离整数倍(2

4倍)的长度,使上端头转动轮固定橇(170)与连续油管工作系统固定橇(180)间隔一次采宽距离整数倍(2

4倍)的距离,启动下端头电机(181)驱动下端头液压泵(171)工作,用下端头转动轮固定橇固定油缸组(161)将下端头转动轮固定橇(172)从上下左右四侧固定在掘进下顺槽(200)内,用矿用绞车橇固定油缸组(120)将矿用绞车橇(14)从上下左右四侧固定在掘进下顺槽(200)内,下端头调距油缸(90)行程为一次采宽距离整数倍(2

4倍)的长度,使下端头转动轮固定橇(172)与矿用绞车橇(14)间隔一次采宽距离整数倍(2

4倍)的距离;第二步,完成工作面长度一次采宽距离的水采工作,用上端头转动轮高度调节油缸(15)调整上端头转动轮(3)高度,用下端头转动轮高度调节油缸(151)调整下端头转动轮(103)高度,启动下端头低速矿用绞车液压马达(220)使下端头低速矿用绞车盘(221)工作,拉紧钢丝绳(21)使连续油管(1)上的高压水力喷嘴(2)处在工作面下端头出口位置,启动上端头连续油管盘管器液压马达(22)使连续油管盘管器(7)工作、启动连续油管缠绕器液压马达(23)使连续油管缠绕器(6)工作、启动连续油管驱动器液压马达(30)使连续油管驱动器(5)工作,拉紧连续油管(1)后暂停,确认此水采装备正常,启动高压供水系统(191)后,启动掘进下顺槽(200)内设置的刮板运输机(40)工作,同步启动下端头低速矿用绞车液压马达(220)使下端头低速矿用绞车盘(221)工作、启动上端头连续油管盘管器液压马达(22)使连续油管盘管器(7)工作、启动连续油管缠绕器液压马达(23)使连续油管缠绕器(6)工作、启动连续油管驱动器液压马达(30)使连续油管驱动器(5)工作,使高压水力喷嘴(2)从下端头向上端头进行水采l

距离的正向移动和水采,再进行水采l

距离的反向移动和水采,之后进行水采2l

距离的正向移动和水采,进行水采2l

距离的反向移动和水采,再进行水采3l

距离的正向移动和水采,进行水采3l

距离的反向移动和水采,不断重复直至工作面长度一次采宽全部水采完成后,将此水采装备全部停机;第三步,完成工作面长度一次采宽距离整数倍(2

4倍)距离的水采工作,启动上端头电机(18)驱动上端头液压泵(17)工作,使用上端头调距油缸(9)拉动上端头转动轮(3)的轴承外套使上端头转动轮(3)移动一次采宽距离(0.25

0.6米),使用下端头调距油缸(90)拉动下端头转动轮(103)的轴承外套使下端头转动轮(103)移动一次采宽距离(0.25

0.6米),重复第二步、第三步完成一次采宽距离的整数倍(2

4倍)工作面的开采后,将此水采装备全部停机;第四步,再次完成工作面长度一次采宽距离整数倍(2

4倍)距离的水采工作,启动上端头电机(18)驱动上端头液压泵(17)工作,用上端头转动轮固定橇固定油缸组(16)将上端头
转动轮固定橇(170)在掘进上顺槽(100)上解除固定,用上端头转动轮固定橇行走液压缸(13)拉动上端头转动轮固定橇(170)行走一次采宽距离整数倍(2

4倍)的距离后,用上端头转动轮固定橇固定油缸组(16)将上端头转动轮固定橇(170)从上下左右四侧固定在掘进上顺槽(100)内,使上端头调距油缸(9)行程为一次采宽距离整数倍(2

4倍)的长度,同时启动下端头电机(181)驱动下端头液压泵(171)工作,用下端头转动轮固定橇固定油缸组(161)将下端头转动轮固定橇(172)在掘进下顺槽(200)上解除固定,用下端头转动轮固定橇行走油缸(131)拉动下端头转动轮固定橇(172)行走一次采宽距离整数倍(2

4倍)的距离,之后用下端头转动轮固定橇固定油缸组(161)将下端头转动轮固定橇(172)从上下左右四侧固定在掘进下顺槽(200)内,使下端头调距油缸(90)行程为一次采宽距离整数倍(2

4倍)的长度,之后使用上端头调距油缸(9)拉动上端头转动轮(3)的轴承外套使上端头转动轮(3)移动一次采宽距离(0.25

0.6米),使用下端头调距油缸(90)拉动下端头转动轮(103)的轴承外套使下端头转动轮(103)移动一次采宽距离(0.25

0.6米),重复第二步、第三步再次完成工作面长度一次采宽距离整数倍(2

4倍)距离的水采工作,将此水采装备全部停机;第五步,完成整个工作面的水采工作,启动上端头电机(18)驱动上端头液压泵(17)工作,用连续油管工作系统固定橇固定油缸组(20)将连续油管工作系统固定橇(180)在掘进上顺槽(100)上解除固定,用上端头转动轮固定橇行走液压缸(13)推动连续油管工作系统固定橇(180)行走一次采宽距离整数倍(2

4倍)2倍的距离,用连续油管工作系统固定橇固定油缸组(20)将连续油管工作系统固定橇(180)从上下左右四侧固定在掘进上顺槽(100)内后,用上端头转动轮固定橇固定油缸组(16)将上端头转动轮固定橇(170)在掘进上顺槽(100)上解除固定,用上端头转动轮固定橇行走液压缸(13)拉动上端头转动轮固定橇(170)行走一次采宽距离整数倍(2

4倍)的距离后,用上端头转动轮固定橇固定油缸组(16)将上端头转动轮固定橇(170)从上下左右四侧固定在掘进上顺槽(100)内,使上端头调距油缸(9)行程为一次采宽距离整数倍(2

4倍)的长度,同时启动下端头电机(181)驱动下端头液压泵(171)工作,用矿用绞车橇固定油缸组(120)将矿用绞车橇(14)在掘进下顺槽(200)上解除固定,用下端头转动轮固定橇行走油缸(131)推动矿用绞车橇(14)行走一次采宽距离整数倍(2

4倍)2倍的距离,用矿用绞车橇固定油缸组(120)将矿用绞车橇(14)从上下左右四侧固定在掘进下顺槽(200)内后,用下端头转动轮固定橇固定油缸组(161)将下端头转动轮固定橇(172)在掘进下顺槽(200)上解除固定,用下端头转动轮固定橇行走油缸(131)拉动下端头转动轮固定橇(172)行走一次采宽距离整数倍(2

4倍)的距离,之后用下端头转动轮固定橇固定油缸组(161)将下端头转动轮固定橇(172)从上下左右四侧固定在掘进下顺槽(200)内,使下端头调距油缸(90)行程为一次采宽距离整数倍(2

4倍)的长度,重复第二步、第三步、第四步、第五步完成整个工作面的开采,之后将此水采装备全部停机。10.根据权利要求9中所述的不可采薄保护煤层的连续油管水采装备的水采工艺,其特征在于:所述连续油管工作系统固定橇固定油缸组(20)、上端头转动轮固定橇固定油缸组(16)、下端头转动轮固定橇固定油缸组(161)、矿用绞车橇固定油缸组(120)、上端头调距油缸(9)和下端头调距油缸(90)的油缸通过手动控制;一次采宽距离为0.25

0.6米,l

为一次实际水采长度,l

=工作面长度/n,n为以一次初设水采长度l进行水采时,完成整个工作面长度所需的水采次数,n=[工作面长度/l];煤层厚度小于等于0.5米时,煤层一次开采,煤层厚度大于0.5米小于0.8米时,煤层二
次开采,首采层为煤层上半部分。

技术总结
本发明公开了不可采薄保护煤层的连续油管水采装备及工艺,包括掘进上顺槽、掘进下顺槽、上端头转动轮固定撬、下端头转动轮固定撬、连续油管工作系统固定撬、高压水系统撬、矿用绞车撬和控制系统,本发明提供了不可采薄保护煤层的连续油管水采装备及工艺,在工作面上下两个端头安装了可以控制和调整移动步距的液压装置,通过控制系统控制两个导向轮改变运行方向,使高压喷嘴在工作面来回运动不断地切割和破碎煤体,导向轮的高度可调节,以开采不同厚度和不同位置煤层,水流搬运出切割和破碎煤屑体到掘进下顺槽由刮板运输机运出,对邻近的其他煤层进行卸压,达到防治煤与瓦斯突出、冲击地面和提高煤层抽采效果的目的。击地面和提高煤层抽采效果的目的。击地面和提高煤层抽采效果的目的。


技术研发人员:范晟昱 邵卉南
受保护的技术使用者:辽宁煤科矿业产品制造有限公司
技术研发日:2021.07.27
技术公布日:2021/10/8
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