一种煤矿用柔性切顶切缝机的制作方法

本技术属于煤矿开拓机械，具体涉及一种煤矿用柔性切顶切缝机。

背景技术：

1、近年来，沿空成巷无煤柱开采技术在煤矿得到广泛应用，即采用恒阻锚索对巷道顶板加强支护，完成对巷道顶板的“悬吊”，再通过预裂爆破，使切顶巷道顶板与采空区顶板的失去力学联接，使采空区顶板在采场周期来压时，沿切缝垮落后形成稳定巷帮，保留原有巷道作为下一个工作面的顺槽二次使用，实现一个工作面一条顺槽的无煤柱开采。但这种开采方式存在预裂爆破钻孔施工量大、爆破裂面不规则、切顶深度难以预测、人员安全性差等问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种煤矿用柔性切顶切缝机，有效解决了现阶段预裂爆破钻孔施工量大、爆破裂面不规则、切顶深度难以预测、人员安全性差等诸多问题。

2、为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种煤矿用柔性切顶切缝机，包括机体部、储绳装置、支撑机构、切割机构、升降部、四轮万向架、金刚石串珠绳、电气系统、液压系统；所述储绳装置安装在机体部上方左侧位置，所述支撑机构安装在机体部上方中部位置，所述切割机构设置在机体部上方中部支撑机构左侧位置，所述升降部共两个，分前后安装在巷道底板上，所述四轮万向架安装在前升降部的上表面前端，所述金刚石串珠绳绕在储绳装置、切割机构、升降部、四轮万向架之间，首尾形成闭合圈；所述液压系统安装在机体部中部右侧位置，所述电气系统安装在液压系统上方位置。

3、所述机体部包括行走总成、履带架、平台ⅰ、矿用隔爆型电控箱、平台ⅱ；所述行走总成共一付，分左右安装在履带架两侧，为机组行走提供支持；所述履带架上表面与平台ⅰ、平台ⅱ底面连接；所述矿用隔爆型电控箱安装在平台ⅱ上表面右后侧，便于电气系统的启停。

4、所述储绳装置包括第一导向轮、导向轮架、压板、六联滑轮组、六联滑轮组支架、滑板油缸、五联滑轮组、五联滑轮组支架、喷雾装置；所述第一导向轮与导向轮架连接固定，所述导向轮架安装在机体部平台ⅱ上表面前部位置；所述压板共四个，左右对称安装在机体部平台ⅱ上表面左侧位置；所述六联滑轮组与六联滑轮组支架连接固定，所述五联滑轮组与五联滑轮组支架连接固定，所述六联滑轮组、五联滑轮组上均设有储绳槽，所述五联滑轮组支架固定在机体部平台ⅰ上表面左侧位置，所述滑板油缸的缸体与六联滑轮组支架底部连接耳铰接，滑板油缸的伸缩杆与五联滑轮组支架底部连接耳铰接，滑板油缸的伸缩杆伸缩带动六联滑轮组以压板为导向前后滑动；所述喷雾装置安装在五联滑轮组支架后端，用于冷却储绳装置，防止过热造成设备和金刚石串珠绳损坏。

5、所述支撑机构包括支撑外套筒、上支撑外侧油缸、支撑中套筒、支撑内套筒、上支撑内侧油缸、弹簧定位销、弹簧、弹簧导套、顶板；所述支撑外套筒安装在机体部平台ⅱ上表面，所述支撑中套筒嵌套在支撑外套筒的内部，所述支撑内套筒嵌套在支撑中套筒的内部，所述上支撑外侧油缸的缸体与支撑外套筒底部连接耳铰接，所述上支撑外侧油缸的伸缩杆与支撑中套筒顶部连接耳铰接；所述上支撑内侧油缸的缸体与支撑内套筒的顶部连接耳铰接，上支撑内侧油缸的伸缩杆与支撑中套筒底部连接耳铰接；所述支撑内套筒顶部的两侧均设有弹簧定位销，所述顶板底部的两侧均设有弹簧导套，所述弹簧定位销和弹簧导套之间连接有弹簧。

6、所述切割机构包括固定架、第二导向轮、导向轮固定架、滑轮固定板、尼龙胶套、护罩、导向轮组件、副驱动轮总成、主驱动轮总成、变频电机；所述固定架安装在机体部平台ⅱ上表面中部位置，所述第二导向轮安装在导向轮固定架上，所述导向轮固定架通过尼龙胶套与滑轮固定板固定连接，所述滑轮固定板与固定架前端固定连接，所述护罩安装在固定架的上表面，对导向轮组件、副驱动轮总成及主驱动轮总成起到保护作用；所述导向轮组件共两个，分前后安装在固定架的上表面；所述副驱动轮总成安装在固定架的上表面，位于两个导向轮组件中间位置；所述主驱动轮总成与变频电机同轴连接，所述变频电机的底座安装固定在液压系统的油箱上表面。

7、所述升降部包括底座、夹持器组件、门架组件、套筒总成、套筒销、链销、洞穴轮总成、支撑轮组件、喷嘴；所述底座工作时固定在巷道底板上，转场时固定在机组机体部平台ⅱ上表面前部位置，便于升降部随机组行走；所述夹持器组件、门架组件分前后与底座连接固定，所述链销固定在夹持器组件顶部侧面，所述洞穴轮总成安装在夹持器组件顶部上表面，洞穴轮总成内部设计有冷却水通道，所述喷嘴安装在洞穴轮总成的导向轮下方冷却水通道出口处，用于冷却顶部的金刚石串珠绳，防止过热造成金刚石串珠绳损坏；所述支撑轮组件安装在底座上表面；所述套筒总成共二十个，机组工作时，可根据切割深度要求对套筒总成的数量按需安装使用，其中，底部的套筒总成嵌套在门架组件的升降座内，同时每个套筒总成中部与底部均设置有销孔，所述套筒销共二十个，与套筒总成配套使用，用于套筒总成两两连接。

8、所述夹持器组件包括两个外升降套筒、两个内升降套筒、夹持板、两个套筒链销、两个夹紧油缸、箱体、两个夹持块；所述外升降套筒共两个，左右对称安装在底座上表面，升降套筒上部设有销孔，所述内升降套筒共两个，分别嵌套在两个外升降套筒内，每个内升降套筒中部均设置有销孔，所述套筒链销共两个，分别固定在两个外升降套筒上部外侧销孔位置处；所述夹持板左右两侧分别与两个内升降套筒连接固定，夹持板中部设置有销孔；所述箱体固定在夹持板中部内侧，所述夹紧油缸共两个，分左右对称固定在箱体两侧，所述夹持块共两个，分别与夹紧油缸固定连接。

9、所述门架组件包括外门架、内门架、板式链、上链轮、门架升降油缸、下链轮、链卡、升降座；所述外门架安装在底座上表面，所述内门架嵌套在外门架内部；所述上链轮共两个，左右对称安装在内门架上部内侧位置，所述板式链共两条，左右对称安装布置，每条板式链中间绕过上链轮，两端均与链卡铰接，所述链卡共四个，上部两个链卡与外门架连接固定，下部两个链卡与升降座连接固定，所述下链轮共四个，左右对称安装在升降座两侧面，且四个下链轮均布置在内门架导轨槽内；所述门架升降油缸的缸体与外门架底部连接固定，所述门架升降油缸的伸缩杆与内门架的顶部连接固定。

10、所述金刚石串珠绳通过切割机构的主驱动轮总成、副驱动轮总成、导向轮组件、尼龙胶套、第二导向轮之间均匀安装；金刚石串珠绳通过绕在储绳装置的六联滑轮组、五联滑轮组之间形成一定的储绳量，储绳长度达12米，可以根据切割区域的变化通过调整滑板油缸的伸缩长度来调整储绳长度，进而调整切割区域的金刚石串珠绳至合适长度，避免切割顶板时机组频繁移动；金刚石串珠绳绕在两个升降部的洞穴轮总成、支撑轮组件之间，形成切割区域，启动变频电机，带动金刚石串珠绳高速运转，在套筒总成支撑反力的作用下金刚石串珠绳由下向上快速切割巷道顶板岩石，形成一道垂直于巷道顶板的切缝；所述金刚石串珠绳绕在四轮万向架的轮组之间，金刚石串珠绳通过四轮万向架之后，绳具的方向发生改变，反向后的金刚石串珠绳与绕在机组上的金刚石串珠绳形成闭环切割回路。

11、本实用新型适用于回采工作面沿空留巷道切顶卸压自动成巷施工作业，根据切顶卸压设计，首先将升降部安装在巷道底板对应的切顶位置，并通过门架升降油缸将洞穴轮总成从预先施工的导绳孔中送至需切缝的最高处；启动本钻车，变频电机驱动切割机构，带动金刚石串珠绳高速运转，通过滑板油缸推动储绳装置实现金刚石串珠绳长度调整及涨紧，金刚石串珠绳在两个升降部之间形成切割区域，在套筒总成支撑反力的作用下金刚石串珠绳由下向上快速切割巷道顶板岩石，形成一道垂直于巷道顶板的切缝，使沿空留巷侧的巷道顶板与采空区巷道顶板失去力学联系，切顶效果好，实现了柔性切割切缝高效化作业，更好地辅助沿空成巷无煤柱开采技术工艺高效施工，推进和改善了施工工艺。本钻车截割工作结束后，将升降部安装在机组平台上方前部位置，便于机组转场。

12、与现有的设备相比，本实用新型具有以下优点：

13、(1)本实用新型采用金刚石串珠绳对切割区域由下向上进行切割，可以将沿空留巷道顶板与采空区顶板切割开来，大大降低了沿空留巷道顶板的围岩应力；

14、(2)本实用新型省略了原施工工艺的预裂爆破程序，充分保障了人员安全；

15、(3)本实用新型通过切割机构多个轮组之间的均匀安装，保证了金刚石串珠绳运行过程中平直、顺畅切割，避免了跳绳、蹦绳现象。

16、(4)本实用新型设有储绳装置，储绳长度可达12米，可以在不动机组的情况下根据切割区域的变化来调整金刚石串珠绳至合适长度；

17、(5)本实用新型变频电机可以根据负载需求在一定范围内实时连续调节转速，具有能耗低、适应转速范围广、启动和制动平稳等优点；

18、(6)本实用新型机体设有升降部安装位置，机组转场灵活。