阅读说明：本技术 向下开采式采煤机及配套装置 (Downward mining coal mining machine and matching device ) 是由 梁晖勇 刘向前 徐宜贵 于 2019-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及采煤设备技术领域,是一种向下开采式采煤机及配套装置。其包括采煤机机身、采煤机摇臂、采煤机切割滚筒,在采煤机机身一侧设有采煤机切割滚筒。本发明通过沿煤层走向向下开采的方式,能快速、安全、高效的对煤层厚度小于8米、倾角大于45度的急倾斜煤层进行开采。通过向下开采式采煤机、刮板输送机和急倾斜煤层n形综采液压支架的配合,形成一个在急倾斜煤层开采工艺基础上的高效、高产、安全的长壁机械化采煤工作面,实现厚度小于8米,煤层倾角大于45度急倾斜煤层的综合机械化开采,可极大地提高上述条件下煤碳的开采效率,提高安全性,提高自动化开采水平,提高煤炭开采能力,从而提高煤矿产能。(The invention relates to the technical field of coal mining equipment, in particular to a downward mining type coal mining machine and a matching device. The coal mining machine comprises a coal mining machine body, a coal mining machine rocker arm and a coal mining machine cutting roller, wherein the coal mining machine cutting roller is arranged on one side of the coal mining machine body. The invention can rapidly, safely and efficiently mine the steeply inclined coal seam with the thickness of less than 8 meters and the inclination angle of more than 45 degrees by adopting a downward mining mode along the coal seam. The downward mining type coal mining machine, the scraper conveyor and the n-shaped fully-mechanized hydraulic support of the steeply inclined coal seam are matched to form a high-efficiency, high-yield and safe long-wall mechanized coal mining working face on the basis of the mining process of the steeply inclined coal seam, the comprehensive mechanized mining of the steeply inclined coal seam with the thickness of less than 8 meters and the coal seam inclination angle of more than 45 degrees is realized, the coal mining efficiency under the above conditions can be greatly improved, the safety is improved, the automatic mining level is improved, the coal mining capacity is improved, and therefore the coal mine productivity is improved.)

向下开采式采煤机及配套装置

技术领域

本发明涉及采煤设备技术领域，是一种向下开采式采煤机及配套装置。

背景技术

采煤机是煤矿采煤工作面开采煤层的主要设备，其性能直接影响采煤效率与煤炭质量，现有的采煤机的采煤机切割滚筒均布于采煤机机身一侧，采用采煤机切割滚筒对采煤机机身一侧前方的煤进行开采，在采煤过程中采煤机沿煤层走向推进，适于传统综采工作面。而针对于急倾斜煤层开采时，尤其是厚度小于8米、倾角大于45度的急倾斜煤层，由于煤层倾角大、煤层薄导致无法采用传统壁式采煤方法开采及布置采煤机等设备，无法使用现有采煤机有效开采导致采煤效率低甚至无法开采。在急倾斜煤层开采中, 对于煤层厚度小于8米，煤层倾角大于45度的急倾斜煤层开采曾采用柔性掩护支架开采法、小阶段煤层液压支架开采工艺，但因为均存在种种缺陷已不适合该种煤层的使用。该种煤层一直没有与之配套可靠实用的支护设备、开采设备可供使用，目前遇到该种煤层不得不放弃开采。

发明内容

本发明提供了一种向下开采式采煤机及配套装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决厚度小于8米、倾角大于45度的急倾斜煤层由于煤层倾角大、煤层薄导致无法采用传统壁式采煤方法开采及布置采煤机等设备，无法使用采煤机有效开采导致采煤效率低甚至无法开采的问题。

本发明还解决了煤层厚度小于8米，煤层倾角大于45度的急倾斜煤层三机配套无可靠采煤机与支架配套的问题。

本发明的技术方案之一通过以下措施来实现，一种向下开采式采煤机，包括采煤机机身、采煤机摇臂、采煤机切割滚筒，在采煤机机身一侧设有采煤机切割滚筒，采煤机切割滚筒通过采煤机摇臂与采煤机机身连接在一起并能上下往复摆动。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述采煤机机身靠近顶板一侧设有采煤机切割滚筒。

上述采煤机机身靠近底板一侧设有采煤机切割滚筒。

上述采煤机机身靠近顶板一侧和靠近底板一侧分别设有采煤机切割滚筒。

本发明的技术方案之二通过以下措施来实现，一种配套装置，包括向下开采式采煤机、刮板输送机和沿工作面布置的多个急倾斜煤层n形综采液压支架，向下开采式采煤机的采煤机机身位于刮板输送机上并能沿刮板输送机移动，向下开采式采煤机和刮板输送机位于急倾斜煤层综采液压支架内，急倾斜煤层综采液压支架包括位于顶板侧的顶板侧撑梁、采空区掩护梁、采空区铰接梁、位于底板侧的底板侧撑梁、立柱，采空区掩护梁与采空区铰接梁铰接后背对采空区，顶板侧撑梁、采空区掩护梁、采空区铰接梁、底板侧撑梁间铰接后形成一个n字型结构的支架，顶板侧撑梁和底板侧撑梁之间安装有至少一排支撑，每排支撑包括两根平行设置的立柱，，顶板侧撑梁、底板侧撑梁下部均设有用于支架升降的伸缩腿，每相邻的两个急倾斜煤层n形综采液压支架的顶板侧撑梁均通过左拉架油缸连接在一起，每相邻的两个急倾斜煤层n形综采液压支架的底板侧撑梁均通过右拉架油缸连接在一起，顶板侧侧撑梁、底板侧撑梁下部设有用于推移刮板输送机的推移油缸。

本发明通过向下开采式采煤机、刮板输送机和沿工作面布置的多个急倾斜煤层n形综采液压支架的配合，形成一个在急倾斜煤层开采工艺基础上的高效、高产、安全的长壁机械化采煤工作面，实现厚度小于8米，煤层倾角大于45度急倾斜煤层的综合机械化开采，可极大地提高上述条件下煤碳的开采效率，提高安全性，提高自动化开采水平，提高煤炭开采能力，从而提高煤矿产能，而通过相邻急倾斜煤层n形综采液压支架的相互拉动实现其整体向上移动，避免了作业过程中支架窜入至运输顺槽内，避免了下部支架向上部回风顺槽倒换架工作，有效降低了劳动强度，提高了三机作业效率。

附图说明

附图1为本发明实施1的主视结构示意图。

附图2为附图1的俯视结构示意图。

附图3为回风顺槽、采煤工作面巷道、运输顺槽的布置的主视结构示意图。

附图4为附图3的中A-A处的剖视结构示意图。

如图5为本发明实施例4的三机配套示意图。

如图6为本发明两个单侧安装采煤机切割滚筒安装在刮板输送机上的布置示意图。

附图7为本发明实施例5中相邻两个急倾斜煤层n形综采液压支架的移动轨迹示意图。

附图8为附图1的侧视图。

附图中的编码分别为：1为采煤机机身，2为刮板输送机，3为采煤机摇臂，4为采煤机切割滚筒，5为导流装置，6为煤层，7为立井，8为回风顺槽，9为采煤工作面巷道，10为运输顺槽，11为顶板，12为底板，13为向下开采式采煤机，14为采空区掩护梁，15为采空区铰接梁，16为底板侧撑梁，17为支撑立柱，18为左拉架油缸，19为右拉架油缸，20为顶板侧撑梁，21为急倾斜煤层n形综采液压支架，22为伸缩腿，23为推移油缸，A支架为最上方急倾斜煤层n形综采液压支架，B支架为与A支架相邻的急倾斜煤层n形综采液压支架。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例1：如附图1、2、6所示：该向下开采式采煤机包括采煤机机身1、采煤机摇臂3、采煤机切割滚筒4，在采煤机机身1一侧设有采煤机切割滚筒4，采煤机切割滚筒4通过采煤机摇臂3与采煤机机身1连接在一起并能上下往复摆动。通过采煤机摇臂3的向下摆动可切割刮板输送机2至少一侧下方的煤，采出的煤通过与采煤机切割滚筒4对应的导流装置5将煤导流至刮板输送机2上，导流装置5可采用现有公知的导流板等导流设备,再通过刮板输送机2将煤运输至运输顺槽10，通过刮板输送机2的移动可将工作面下部一个截深的煤全部采出。该向下开采式采煤机通过沿煤层走向向下开采的方式，能快速、安全、高效的对煤层厚度小于8米、倾角大于45度的急倾斜煤层进行开采。

实施例2：如附图6所示，根据工作面宽度，采煤机机身1靠近顶板11一侧设有采煤机切割滚筒4。

实施例3：如附图6所示，根据工作面宽度，采煤机机身1靠近底板12一侧设有采煤机切割滚筒4。

当煤层6较薄（煤层厚度2米及以下）时，采煤机机身1仅配置单侧采煤机切割滚筒4及单侧导流装置5，开采方法为刮板输送机2上布置两台装有单侧采煤机切割滚筒4的向下开采式采煤机13，一台采煤机切割滚筒4装于采煤机机身1左侧，另一台采煤机切割滚筒4装于采煤机机身1右侧，刮板输送机2靠右侧布置时用布置在采煤机机身1左侧的采煤机切割滚筒4开采刮板输送机2左侧的煤，一定宽度的煤采完后将向下开采式采煤机13停于采煤工作面巷道9端部，然后刮板输送机2向左移动至台阶下方，再用另一台装在采煤机机身1右侧的采煤机切割滚筒4开采刮板输送机2右侧的煤，从而实现工作面一个截深的煤全部采出。

实施例4：如附图1、2所示：采煤机机身1靠近顶板11一侧和靠近底板12一侧分别设有采煤机切割滚筒4。当煤层6较厚（煤层厚度2米以上）时，通过一台向下开采式采煤机13左右两侧的切割滚筒4向下切割及刮板输送机2的左右移动将工作面一个截深的煤全部采出。

采煤机机身1采用行走齿轮、销排机构（行走齿轮在采煤机机身1上，销排机构在刮板输送机2上）的啮合驱动采煤机机身1在刮板输送机2上往复行走。本发明的采煤机机身1部分包含电控箱与行走箱，采煤机机身1通过牵引电机、减速传动系统驱动行走箱中的行走齿轮与刮板输送机2的销排机构啮合转动来实现采煤机机身1行走。通过连接采煤机机身1与采煤机摇臂3的油缸驱动采煤机摇臂3上下摆动。通过滚筒切割电机、离合机构及采煤机摇臂3内的减速机构驱动采煤机切割滚筒3转动。

实施例5：如附图5所示：该配套装置包括向下开采式采煤机13、刮板输送机2和沿工作面布置的多个急倾斜煤层n形综采液压支架21，向下开采式采煤机13的采煤机机身1位于刮板输送机2上并能沿刮板输送机2移动，向下开采式采煤机13和刮板输送机2位于急倾斜煤层综采液压支架21形成的采煤工作面巷道9内。

急倾斜煤层综采液压支架21包括位于顶板11侧的顶板侧撑梁20、采空区掩护梁14、采空区铰接梁15、位于底板12侧的底板侧撑梁16、支撑立柱17，采空区掩护梁14与采空区铰接梁15铰接后背对采空区，顶板侧撑梁20、采空区掩护梁14、采空区铰接梁15、底板侧撑梁16间铰接后形成一个n字型结构的支架，顶板侧撑梁20和底板侧撑梁16之间安装有至少一排支撑立柱，每排支撑立柱包括两根平行设置的支撑立柱17，顶板侧撑梁20、底板侧撑梁16下部均设有用于支架升降的伸缩腿22，每相邻的两个急倾斜煤层n形综采液压支架21的顶板侧撑梁20均通过左拉架油缸18连接在一起，每相邻的两个急倾斜煤层n形综采液压支架21的底板侧撑梁16均通过右拉架油缸19连接在一起，顶板侧侧撑梁13、底板侧撑梁16下部设有用于推移刮板输送机2的推移油缸23，伸缩腿22可为液压油缸驱动伸缩。

急倾斜煤层n形综采液压支架21的顶板侧撑梁20上部铰接采空区掩护梁14，底板侧撑梁16上部铰接采空区铰接梁，采空区掩护梁14和采空区铰接梁铰接在一起；顶板侧撑梁20和底板侧撑梁16之间设有至少一排支撑立柱17，每排支撑立柱17的一端与顶板侧撑梁1连接在一起，每排支撑立柱17的另一端与底板侧撑梁16连接在一起。作业时，将急倾斜煤层n形综采液压支架布置在工作面巷道9内，顶板侧撑梁20和底板侧撑梁16分别与顶板11和底板12接触，并在支撑立柱17的作用下分别顶紧顶板11和底板12，由此底板侧撑梁16、顶板侧撑梁20、采空区掩护梁14和采空区铰接梁与采煤工作面巷道9共同形成一个前后贯通的作业空间，向下开采式采煤机13在多个急倾斜煤层n形综采液压支架21的下方进行作业，不仅为其提供了安全的作业区域，同时该作业空间也可作为开采作业中的通风道，即保证了采煤机的正常作业，也避免了由于通风不畅造成安全事故的现象发生。

如附图3、4、5所示：作业时，依据煤层6的分布分别设置回风顺槽8、采煤工作面巷道9和运输顺槽10，回风顺槽8和运输顺槽10均通过立井7与地面相通，并使回风顺槽8、工作面巷道9和运输顺槽10形成完整的U型通风，确保作业安全。首先沿采煤工作面巷道9的工作面布置多个急倾斜煤层n形综采液压支架21，将向下开采式采煤机13、刮板输送机2布置在采煤工作面巷道9内（急倾斜煤层n形综采液压支架21主要起支护防止冒顶、保证通风顺畅），刮板输送机2的一侧或两侧分别通过液压油缸与对应的顶板侧侧撑梁13或底板侧撑梁16连接在一起，可通过液压油缸调整向下开采式采煤机13与急倾斜煤层n形综采液压支架21之间的距离（液压油缸通过推或拉的动作实现位置调整）。

当煤层较厚（煤层厚度2米以上）时，通过一台向下开采式采煤机13左右两侧的切割滚筒4向下切割及刮板输送机2的左右移动将工作面一个截深的煤全部采出。当要采出顶板侧撑梁20和底板侧撑梁16下方的煤时,支架顶板侧撑梁20适当收缩伸缩腿6，采煤机切割滚筒4切割开采伸缩腿6下部的煤，开采后支架顶板侧撑梁20的伸缩腿6伸出，开采一定宽度后通过支架顶板侧撑梁1与刮板输送机2连接的推移油缸23推移刮板输送机2至台阶下部已切割工作面继续向支架底板侧撑梁20方向开采，开采支架底板侧撑梁20下部的煤时，支架底板侧撑梁20适当收缩伸缩腿6，采煤机切割滚筒4切割开采伸缩腿6下部的煤。开采后支架顶板侧撑梁4的伸缩腿6伸出。工作面一个截深的煤全部开采完后工作面的急倾斜煤层n形综采液压支架21从下向上依次泄压收伸缩腿降架后支撑完成支架在图示（102）方向下降一个工作距离。油缸将支架A往上拉，然后通过支架A撑紧顶板11和底板12，支架B的支撑立柱17适当泄压，然后采用支架A拉支架B上移实现支架B向图示（101）箭头方向移动，通过该方法使工作面的急倾斜煤层n形综采液压支架21整体上移一个工作距离，从而实现急倾斜煤层n形综采液压支架21总体上向（103）所示方向移动，通过工作面急倾斜煤层n形综采液压支架21向（103）箭头方向不断移动实现将工作面煤炭回采并全部采出，避免了作业过程中急倾斜煤层n形综采液压支架窜入至运输顺槽10内，避免出现下部急倾斜煤层n形综采液压支架21向上部回风顺槽倒换架工作，有效降低了劳动强度，提高了作业效率。通过上述两个方向的综合运动实现急倾斜煤层n形综采液压支架21总体上向（103）所示方向移动，通过工作面急倾斜煤层n形综采液压支架21向（103）箭头方向不断移动实现将工作面煤炭全部采出，通过该方法还能有效避免下部急倾斜煤层n形综采液压支架21落入运输顺槽10而向回风顺槽8倒换架。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。