[发明专利]极软厚煤层超前支护抱采放顶煤采煤法与液压支架结构

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿采煤支护设备技术领域，属于一种用于极软厚煤层放顶煤采煤法与设备配套型式。 

背景技术

综采放顶煤是我国厚煤层高效开采方法之一，在全国广泛推广应用，放顶煤液压支架是放顶煤开采方法的关键装备。目前，综采放顶煤采煤法工作面设备配套方式普遍是及时支护，机采高度即为放顶煤液压支架支护高度，采煤机割煤时支架顶梁前端与煤壁间保持一定的梁端距，采煤机滚筒割煤过后，支架及时跟机移架，故称为“及时支护”。对于一般厚煤层这种综放开采支护方式被认为是最合理的支护方式。 

然而，对于极软厚煤层，由于煤岩体弱胶结，煤呈松散体状态，在采动超前压力作用下，煤壁和支架前方顶煤片冒严重，无法控制，采用上述综放开采工艺无法正常生产。用其他开采方法效率极低且回采率极低，这一难题长期困扰着煤炭企业。 

找到一种能够安全高效地开采这类极软煤层的采煤方法是难采煤层开采技术发展的重要目标。为此，本专利发明者和有关企业进行了长期的试验探索，从实践中不断总结，提出本发明，并经工业性试验证明是十分有效的。 

发明内容

本发明的目的是提供一种极松软厚煤层综放开采的有效工艺方法和支护方式及放顶煤液压支架结构，能有效地控制煤壁，避免采煤机采煤时片帮和漏顶，实现综放工作面的顺利推进。 

为实现上述目的，本发明设计的综放开采工艺方法和支护方式与常规综放开采不同，其一是采煤机与放顶煤液压支架的配套关系为超前支护，即机采截割工作循环开始时采煤机滚筒在支架顶梁下截割装煤，随着煤壁的片帮、冒顶，伸出铲式伸缩梁护住或者铲平顶煤，先推移输送机，后拉移液压支架，形成抱采工艺特征；其二是放顶煤液压支架的结构要适应这种极软煤层抱采放顶煤开采工艺要求，支架前端要有较大的支护能力，伸缩梁千斤顶的推力较大以便铲式伸缩梁铲平顶煤。为了避免架间漏煤，铲式伸缩梁安装双侧活动侧护板，顶梁活动侧护板后端设置挡矸板，实现支架的全封闭开采。 

附图说明

图1是本发明专利极软煤层抱采放顶煤开采方法示意图 

图2适应于抱采放顶煤开采方法的放顶煤液压支架结构图(采煤机割、装煤状态) 

图3放顶煤液压支架铲煤板结构示意图 

图4放顶煤液压支架铲式伸缩梁结构示意图 

具体实施方式

图1所示的本发明专利极软厚煤层超前支护抱采式采煤方法，主要由采煤机(1)、前部输送机(2)、放顶煤液压支架(3)、后部输送机(4)等部件组成。在极软煤层条件下，采煤机(1)与放顶煤液压支架(3)的配套关系为超前支护，即机采截割工作循环开始时采煤机(1)滚筒在放顶煤液压支架(3)顶梁(7)下割底煤、装煤，如图1(a)所示，此时工作面煤壁片帮冒顶达到一个动态平衡，采煤效率高，安全性有保障，随着装煤的进行，煤壁进一步片帮，如果片帮充分，则可以完全伸出铲式伸缩梁(5)，如果顶煤片帮不平整，可用铲式伸缩梁(5)将顶煤铲平，如图1(b)所示，在图1(b)状态下，操作推移机构将前部输送机(2)推向煤壁，如图1(c)所示，推移前部输送机(2)后，操作推移机构，将放顶煤液压支架(3)前移，形成图1(d)状态，并摆动后部尾梁，将支架上方的顶煤放到后部输送机(4)上，完成一个工作循环，形成抱采工艺特征，实现极软煤层的放顶煤安全、高效开采。 

图2所示为本发明专利适用于极软厚煤层超前支护抱采式采煤方法的液压支架，与传统放顶煤液压支架的改进在于，增加铲式伸缩梁(5)、改进顶梁(7)的结构，实现工作面的全封闭开采。 

为适应这种极软煤层抱采放顶煤开采工艺要求，使支架前端有较大的支护能力，同时对顶板的合力作用点前移，更好的适应极软煤层的放煤工况。 

图3所示为本发明专利设计的反向L型铲煤板，其通过螺栓固定在伸缩梁上，组成铲式伸缩梁，如图4所示，图4所示为本发明专利设计的铲式伸缩梁，铲式伸缩梁(5)顶板为整板结构，其前端部可以安装双侧活动侧护板(8、9)，能够实现架与架之间的全封闭，如图3所示，其后端可以完全伸入到顶梁(7)中，其前端装有反向L型铲煤板(10)，在煤壁片帮不充分的情况下，伸缩梁千斤顶(6)的推力足以铲掉没有片帮冒落的顶煤，如果煤壁片帮充分，伸出铲式伸缩梁(5)可以护住裸露顶板，避免造成大面积的冒顶事故，并且伸缩千斤顶(6)行程大于一个采煤机(1)的截深。 

支架的铲式伸缩梁(5)、顶梁(7)、掩护梁和尾梁设置双侧活动侧护板，侧护板延长到支架的前、后部，并在顶梁侧护板后部设置挡矸板，避免上面的碎煤在支架间的缝隙中留下。