具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：本实施例旨在提供一种循环掘进式煤层切割一体化设备，主要用于煤层内的瓦斯治理，改变传统工艺，对煤层进行横向切割，在煤层内部产生切割缝，使煤层分层，使切割缝上部和下部煤层内的瓦斯能够进入该切割缝中，并从该切割缝中将瓦斯排出，针对现有的煤层施工方式，存在煤层开采难度大，投入成本高的问题，基于此，本实施例提供了一种循环掘进式煤层切割一体化设备。

如图1中所示，一种循环掘进式煤层切割一体化设备，包括行走驱动机构和链板式循环掘刀5；本实施例针对单侧巷道对煤层进行切割，行走驱动机构在单侧巷道内行走，链板式循环掘刀5的外端与行走驱动机构传动连接，其主体深入煤层内，在行走驱动机构的带动下使链板式循环掘刀5向前逐步掘进并将产生的煤渣输出至巷道内。

如图2中所示，行走驱动机构包括行走平台1、驱动电机或液压马达2和驱动箱3，驱动电机或液压马达2安装在行走平台1上，其输出转轴与驱动箱3的输入轴传动连接，驱动箱3上设置有驱动轴4。

为实现行走功能，本实施例中行走平台1上设置有行走履带，行走平台1上安装有沿竖向设置的支撑油缸，在支撑油缸的上部设置有支撑座，驱动电机或液压马达2和驱动箱3安装在支撑座上。

本实施例中利用支撑油缸调整支撑座的高度，对链板式循环掘刀5的高度进行适应性的调整，使其与切割缝的高度匹配，首先在待切煤层中产生初切眼，通过支撑油缸调节高度，使驱动轴的高度与初切眼中部高度匹配，然后在将链板式循环掘刀组装在驱动轴上。

本实施例中行走平台1上设置有行走履带，行走履带具有一定的宽度，行走过程稳定，行走平台1上安装有沿竖向设置的支撑油缸，在支撑油缸的上部设置有支撑座，通过支撑油缸能够调节切割高度，使链板式循环掘刀5与初切通道的高度匹配。

在传动方面，本实施例中驱动电机或液压马达2通过减速机与驱动箱3传动连接，驱动电机或液压马达2、减速机和驱动箱3安装在支撑座上，支撑座的端部还设置有操作工作台，操作工作台上设置有智能显示屏和显示仪表。

链板式循环掘刀5包括链板51、轴架6、主驱动轮7、从驱动轮8和掘刀52；其中轴架6固定在行走平台1上，其内外两端分别设置有从驱动轮8和主驱动轮7，主驱动轮7与驱动轴4传动连接，链板51套装在主驱动轮7和从驱动轮8，其外侧设置有掘刀52；实施时在支撑座上设置有向外倾斜的加强支架，加强支架用于支撑轴架，提高轴架的稳定性。

主驱动轮7和从驱动轮8为带轮或者齿轮；其中链板式循环掘刀5中与驱动轮传动连接，两者之间可以采用摩擦传动或者齿轮传动，即带轮采用摩擦传动，齿轮采用咬合传动。

本实施例中掘刀52为直角三角形凸起结构，其长直角边固定在链板51上，其长直角边为固定部位，其短直角边为掘进和输送部位，利用链板带动掘刀持续转动，并在转动过程中利用掘刀对煤层进行挖掘，产生的煤渣暂存在掘刀的短直角边与前端掘刀的斜边之间形成的容腔内，随着链板的转动输送出切割缝。

本实施例在煤层已经掘进形成工作面，主要针对单一工作面巷道，在工作面停采线外一定距离施工工作面，利用链板式循环掘刀对煤层进行切割，锯采厚度可控制在200mm左右，锯采厚度不宜过大，以防锯采期间发生煤与瓦斯突出事故，主要利用行走履带推动向前，驱动电机或液压马达和减速机驱动驱动箱，并主驱动轮转动，带动循环链板，链板上镶嵌的掘刀，向煤层锯割开缝，保持向前掘进，使煤层形成一道为软分层之外的煤体创建了位移和膨胀变形的空间，使得煤体裂隙增多，加快了瓦斯的解吸与涌出，利用临时布置的瓦斯抽采管抽采锯采缝隙空间内高浓度瓦斯气体，从而实现开采区段煤体内瓦斯的卸压抽采，达到消突治理后煤仓瓦斯达标的目的。

实施例2：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例在轴架的内端设置了调节结构。

如图3-5中所示，轴架6的内端设置套装有调节座9，调节座9与轴架6设置有调节杆11，从驱动轮6设置在调节座9上。

链板式循环掘刀5为可调结构，具体方式为，轴架6的外端为驱动端，其设置有主驱动轮7，并与驱动轴4传动连接，在轴架6内端匹配套装有调节座9，调节座9能够相对轴架的内端滑动，并在轴架与调节座之间沿滑动方向设置有调节杆11，调节杆11能够调节长度并能在任意调节位置锁死，具体实施时可以为电动推杆或者液压推杆，能够调节调节座与轴架的距离，进一步目的为调节主驱动轮与从驱动轮之间的长度，使链板的松紧程度进行适应性的调节，避免链板式循环掘刀的工作时出现松动现象。

为了实现调节座9与轴架6之间的相对滑动，轴架6的端部设置有导向槽10，在调节座的底部设置有导向块，导向块限位在导向槽10内，两者能够相对滑动，且能限制位置；调节杆9为电动推杆或液压推杆，调节杆9能够调节长度并能在任意调节位置锁死, 使链板51的松紧程度进行适应性的调节，避免链板式循环掘刀的工作时出现松动现象。

本实施为实现相对滑动，还可以在在轴架的内端设置有导向轴12，调节座9上设置有贯穿的导向套，导向轴12匹配套装在导向套内，导向轴与导向套的连接方式，实现轴架与调节座的相对滑动，并通过调节杆调节主动轮与从驱动轮的间距，使链板与驱动轮之间实现稳定的传动，具体的传动方式中，主驱动轮7和从驱动轮8为带轮，其中链板式循环掘刀中链板作为与驱动轮传动连接的部件，两者之间可以采用摩擦传动，通过调节杆能够调节链板与驱动轮之间的摩擦大小，使链板式循环掘刀能够承受更大的切割负载。

实施例3：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例在内端设置了辅助行走机构。

如图6-7中所示，在轴架6的内端设置有辅助行走机构，其中辅助行走机构包括液压驱动电机或液压马达13和行走拨轮14；液压驱动电机或液压马达13安装在轴架6的内端，并靠近从驱动轮8，行走拨轮14的偏心处设置转轴，转轴与液压驱动电机或液压马达13的输出轴传动连接，行走拨轮随着转动能位于轴架以下位置。

为了减轻切割煤层时对链板式循环掘刀5内部的负荷，本实施例在靠近从驱动轮的位置设置有辅助行走机构，即在链板式循环掘刀5的内端设置辅助行走机构，外端设置有行走驱动机构；在转动时，行走拨轮能够交替的拨动切割缝的底部基础，从而链板式循环掘刀的内端产生辅助助力，与外部巷道内行走的驱动行走机构配合，使链板式循环掘刀更有力的对待切煤层进行切割。

具体实施时，行走拨轮14包括转轴、上偏心轮和下偏心轮，上偏心轮和下偏心轮交替套装在转轴上；本实施例中上偏心轮和下偏心轮交替套装在转轴上，此结构中两个直径相同的偏心轮共轴套装在转轴上形成上下对称的结构，每转动一周可以使偏心轮与切割缝的底部接触两次，进而产生辅助动力。

实施例4：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例在链板式循环掘刀内端设置了主动动力。

如图8-9中所示，本实施例在轴架6的内端向上或向下延伸设置有顶板15，顶板15靠近从驱动轮8，并在顶板15上安装有液压顶杆或者钻机钻杆16。

实施时，链板式循环掘刀5间隔设置有多层，顶板15连接相邻的轴架，液压顶杆或者钻机钻杆16的驱动端固定在顶板15上，利用行走平台的移动功能带动链板式循环掘刀向前推进，对煤层进行切割，链板式循环掘刀的内部为从动端，并在链板式循环掘刀的内端轴架上设置有顶板，在顶板上设置主动施力的液压顶杆或者钻机钻杆，液压顶杆或者钻机钻杆的固定端处于固定状态，其可以顶触在切割缝的缝壁上或者固定在固定座上，从而在链板式循环掘刀的内端主动施加与行走驱动机构匹配的推力，使链板式循环掘刀能够稳定在对煤层进行切割。

实施例5：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例对链板式循环掘刀5的形状进一步说明。

如图10-11中所示，链板式循环掘刀为三角形结构，两个主驱动轮7和一个从驱动轮8固定在轴架6三个支点上，其中两个主驱动轮7与两个主驱动轴传动连接，一个从驱动轮8位于行走平台1的远端，链板51套装在主驱动轮7和从驱动轮8上。

行走驱动机构位于巷道内，并能在巷道内定向行走，三角链板式循环掘进切割刀的外端安装在行走驱动机构上，其内端深入待切煤层内，三角链板式循环掘进切割刀能跟随行走驱动机构行走，同时还能被驱动转动，使三角链板式循环掘进切割刀在行走时转动，对待切煤层进行切割。

进一步方案中，两个主驱动轮7和一个从驱动轮8分布在同一直角三角形的三个角上，其中两个主驱动轮7分布在短直角边上，且从驱动轮比主驱动轮小。

本实施例中两个主驱动轮同时作为动力轮与驱动箱的输出转轴传动连接，两个主驱动轮分布在短直角边上，一个从驱动轮位于行走平台的远端，利用长边向煤层内延伸，工作面为长直角边，利用斜面进行顶撑，三角形结构能够承受较大的荷载，稳定性强，工作安全。

本实施例采用三角链板式循环掘进切割刀对待切煤层进行切割的方式，向煤层割出一道缝隙，对煤层卸压增透，提高了割缝效率和割缝煤粉的排出，同时极大提高了煤层透气性，降低钻孔施工的劳动强度和瓦斯抽采周期，三角链板式循环掘进切割刀采用三角形拉力，结构稳定强，提高了井下施工安全

实施例6：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例设置了双侧同步的行走驱动机构。

如图12中所示，链板式循环掘刀横跨煤层，并在其两端均设置有行走驱动机构，从驱动轮套装在对应侧的驱动轴上。

本实施例预先开设双侧巷道，两侧巷道分别待切治理煤层中开挖贯通的初切通道，将链板式循环掘刀5放入初切通道内，然后将行走驱动机构安放在机巷和风巷内，并与链板式循环掘刀连接，实施时行走驱动机构同步运行，使链板式循环掘刀5同步向前推进并转动。

本实施例利用煤层中的工作面巷道条件，利用同步行走链板式煤层切割装置直接锯采煤层中一定厚度的软分层，形成工作面范围内全煤层内部分煤体的采出，形成空腔，使得软分层顶部煤体发生下向位移与膨胀变形、软分层底部煤体发生上向位移与膨胀变形，从而使得煤层中未锯采的煤体整体膨胀，裂隙增多，增加瓦斯释放的通道。