[发明专利]一种多自由度摇臂采煤机及其方法

说明书

本发明公开了一种多自由度摇臂采煤机及其方法，采煤机主要由两端部滚筒滑动机构和中部机身组成，滚筒转轴为上下方向。端部滚筒、摇臂、截深调节油缸和滑动块组成四杆机构，滑动块经油缸驱动沿采煤机机身导轨上下滑动，进而使滚筒适应煤层变化，因此摇臂末端具有多个自由度。两端部滚筒经截深调节油缸的驱动沿采煤机推进方向改变截深，正常运行时前滚筒推进1/2个截深截割前1/2截深，后滚筒推进1个截深截割后1/2截深。采煤机运行至综采面端头时，前滚筒变为截割1个截深，一个进程的截深截割完毕后，两端滚筒收回，刮板输送机带动采煤机推进1个截深，然后反向行走，前滚筒推进1/2个截深，后滚筒推进1个截深，继续下一个进程。

技术领域

本发明涉及一种摇臂采煤机及其方法，尤其是一种适用于薄煤层开采的多自由度摇臂采煤机及其方法。

背景技术

我国的采煤机已经形成了具有自主知识产权的开采范围1.1～5.5m的滚筒式采煤机系列产品。常规滚筒式采煤机截割部是采用上下摇动摇臂布置在采空区侧，由于摇臂体上下结构尺寸较大，阻碍滚筒向采空区侧推煤，滚筒装煤效率低，在薄煤层此问题尤为突出。常规滚筒式采煤机的斜切进刀、回割三角煤的工序使得采煤工艺较复杂，影响采煤效率。目前国内外煤矿所用的采煤机，绝大多数是上下摇臂滚筒式采煤机，只有少数先进的煤矿针对较薄煤层采用薄煤层采煤机等设备。我国针对较薄煤层开采的采煤机均采用中厚煤层常规滚筒式采煤机所用的设计方案及采煤方法，并且在可靠性及采煤效率与国外采煤机相比，还存在较大的差距。现有的采煤机在薄煤层开采过程中均不同程度地存在功率较小、开采效率低、使用效果较差等多种实际问题，严重地影响我国薄煤层煤田开采工作。研究适用性更强的采煤机，尤其是适用于薄煤层的采煤机和采煤工艺具有非常巨大的市场需求，必将产生可观的效益。

公开号：CN102979521B公开了一种摇臂式横向滚筒采煤机，包括由数个机箱隔腔组成的机体和机箱隔腔内的动力传动链、摇臂、滚筒、卷筒及机体下部滑板。此采煤机实现了横向全断面无死角全方位采煤的技术方案，克服了现有采煤装置只能开采小倾角巷道结构顶面和侧面煤层，解决了巷道倾角在25°以上结构底面煤层和滚筒之间的煤层弃之不采的难题，适合煤矿巷道倾角结构底面煤层的采掘，特别适合中小型煤矿巷道倾角在25°以上结构底面煤层、薄煤层全断面无死角煤层采掘。但此种采煤机存在采煤效率低、采煤工艺复杂、人工操纵过程繁琐、且煤炭运输过程复杂、无专门的运煤装置、不适于在大型采矿企业推广等缺点。公开号：CN101526000B公开了一种采煤机，具有使用者可以根据开采需要方便地调整机身的高度的优点，但同时也存在以上问题。

申请号：CN201510586841.X公开了一种薄煤层双联截装截割部，涉及硬质薄煤层采煤机领域。它包括截割部壳体、截割电机、离合器、齿轮传动系统和截割滚筒，截割电机、离合器、齿轮传动系统和截割滚筒均安装在截割部壳体上，其中截割电机与齿轮传动系统通过离合器相连，截割电机的动力经过齿轮传动系统减速后输出至截割滚筒；由传统的单个柱形滚筒截装一体转变为两个滚筒横向布置，分别负责破煤和装煤。此种薄煤层双联截装采煤机截割部的锥形滚筒截齿分布较为集中，在恒功率条件下单个截齿破煤能力强，能够有效截割硬质煤层；柱形滚筒装煤效果较好，与锥形滚筒截割深度和截割宽度相同，转向相反，二者合作可有效减小柱形滚筒在二次截割时的截割强度。存在的缺点有：1、在薄煤层工作时，采煤机截割部采用上下摇动摇臂布置在采空区侧，因摇臂上下结构尺寸较大及采空区空间较小，阻碍滚筒向采空区侧推煤，滚筒装煤效率低。2、采煤机摇臂为双滚筒联截装割部，结构复杂，整机可靠性极大降低。

公开号：CN102900436A公开了一种油缸迈步式薄煤层采煤机，公开号：CN203702144U公开了一种双滚筒薄煤层采煤机，公开号：CN102287185A公开了一种大功率重型薄煤层采煤机，以上三种采煤机分别从降低机身高度、解决狭小空间布置问题、增加截割电机数量来增加开采效率三个方面来增加薄煤层开采优势，但以上三种采煤机均使用上下摇动摇臂布置在采空区侧，同样存在因摇臂上下结构尺寸较大及采空区空间较小，阻碍滚筒装煤效率的问题。

发明内容