[发明专利]长壁前进式煤层工作面机械化无巷开采成套设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿综采采煤技术，尤其涉及一种长壁前进式煤层工作面机械化无巷开采成套设备。

背景技术

目前，我国煤矿综采采煤工艺中，工作面巷道一般采用的是沿空掘进的方法。沿空掘进就是把巷道布置于低应力场，便于巷道维护，减少变形量，其关键是严格控制煤柱宽度，留小煤柱的目的是将巷道与采空区隔离，防止采空区的水与有害气体串入巷道，危及安全生产，但煤柱宽度对巷道的维护状况起决定作用，若煤柱过小，由于靠采空侧的煤柱受支承力的影响已呈塑形，容易失稳，片帮严重，若煤柱过大，则回采巷道布置在压力增高区内，将使巷道压力大，支护困难。

沿空掘进的工艺方法存在着严重的缺陷和不足：

由于小煤柱的无法回收开采，造成对煤炭资源浪费；由于各种地质条件的不同，煤柱的适宜尺寸较难控制；每工作面需采掘两个巷道，人力、物力消耗巨大；接续工作面的准备工作量大、时间长，影响采煤效率。

煤炭资源为一次性资源，世界各国对煤炭资源的回收率都非常重视，无煤柱开采沿空留巷技术的研究和发展也因此应运而生。

沿空留巷采煤技术是采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道。为了回收传统采矿方式中留设的保安煤柱，同时为了更好的维护下一采面的巷道，采用一定的技术手段将上一区段的顺槽重新支护留给下一个区段使用。这种留巷的做法是沿着采空区边缘在原顺槽位置保留就称为沿空留巷。

沿空留巷为当前无煤柱开采的最有效的采煤方式，其比沿空掘进开采方式先进，但该技术从原理设计上的固有的不足日益凸显。沿空留巷意指沿采空区边缘维护原回采巷道，其前提是首先采掘出巷道，该技术仅能够比沿空掘进少掘进一半的巷道，亦即每个工作面采掘一个巷道。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、经济环保的长壁前进式煤层工作面机械化无巷开采成套设备。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的长壁前进式煤层工作面机械化无巷开采成套设备，其特征在于，包括巷道成型采装煤摇臂或小型采掘机、无巷开采多功能端头支架和切顶支架；

所述巷道成型采装煤摇臂或小型采掘机固定于刮板机机尾；

所述无巷开采多功能端头支架包括铺顶网装置、锚杆锚索施工装置、切顶孔施工装置、立网铺设装置、支护装置、自移装置、推机尾装置；

所述无巷开采多功能端头支架与过渡支架之间形成一个切顶孔的打钻及爆破切顶的空间，空间的长度方向为一个掘进班的推进长度；

所述无巷开采多功能端头支架与刮板机连接，互为推移点；

所述切顶支架布置于所述无巷开采多功能端头支架的后方，沿新形成巷道的内边缘布置。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的长壁前进式煤层工作面机械化无巷开采成套设备，每个煤层采区的开采，除采掘采区的上下顺槽巷道外，每个采面综采自动成巷，实现无巷开采，巷道支护设备全部回收，煤炭全部回收，延长矿井寿命，提高社会效益；节约了留巷支护材料，减少留巷工作量；绿色开采，降低煤炭开采对环境的影响，减少开采后期的环境损害与恢复工作。

附图说明

图1为本发明实施例中长壁前进式煤层工作面的布置示意图。

图2为本发明实施例提供的长壁前进式煤层工作面机械化无巷开采成套设备的布置示意图。

图3a、图3b分别为本发明实施例中巷道成型采装煤摇臂的不同工作状态示意图。

图4为本发明实施例中无巷开采多功能端头支架的侧面结构示意图。

图5a、图5b为本发明实施例中无巷开采多功能端头支架的端面结构示意图。

图6为本发明实施例中切缝孔钻机和一个小型锚杆钻机的安装示意图。

图7a、图7b、图7c、图7d分别为本发明实施例中切缝孔钻机的右视、主视、左视、俯视安装示意图。

图8为本发明实施例中切顶支架的布置示意图。

图中：

1-采煤机；2-小型固定位置采煤机摇臂；3-刮板机；4-巷道铺顶网装置；5-无巷开采多功能端头支架；6-架内架间锚杆锚索钻机；7-采面自动形成的巷道；8-立网铺设装置；9-切顶支架；10-切缝钻机；11-过渡支架；12-工作面支架。

41-刮板机机尾；42-架间顶网固定座；43-支架顶网固定座；44-基本支架体；45-钻孔机油压泵；56-顶梁导网装置。

51-巷道顶板切缝孔；52-巷道顶板锚杆锚索；53-架间顶网固定座；54-支架顶网固定座；55-顶梁导网装置。