[发明专利]一种机械化采煤方法

说明书

本发明公开了一种机械化采煤方法，包括工作面布置、掏槽采煤和耙煤式采煤等步骤，其中，工作面布置所布设的采运煤一体机，由采运煤主机和悬臂结构支架构成，采运煤主机连接在支架自由端，支架自由端具有前后和升降运动的复合运动轨迹，采运煤主机形成有掏槽采煤部和耙煤采煤部；掏槽采煤在煤壁顶端形成煤槽；耙煤式采煤通过支架向下推进采运煤主机进行。本发明的有益效果是，采煤基于具有摆动升降运动和前后移动的复合运动采运煤主机进行，其煤层回采率高，煤炭产品中矸石少，质量好。

技术领域

本发明涉及到一种煤层开采技术，特别是一种机械化采煤方法。

背景技术

我国的煤炭资源丰富，储存量大，且赋存多样化。根据我国煤层厚度划分，厚度0.8～1.3m属于薄煤层，小于0.8m属于极薄煤层，在我国煤炭储量中，薄煤层的可采储量约为60多亿吨，约占全国煤炭总储量的20％。但薄煤层的产量只占全国煤炭总产量的10.4％，而且这个比例还在呈逐步下降的趋势。其主要原因是，采运煤一体机械化程度低、工作面单产和效率低、掘进率高、开采成本高、工人劳动强度大。但是随着煤炭资源的减少，薄煤层和极薄煤层的开采显得越来越急迫，其最理想的开采方法就是采用无人开采技术，目前无人开采设备有刨煤机、滚筒式采运煤一体机、钻削式采煤，但此类设备能耗高、体积庞大、不适应极薄煤层。为此，经过本领域技术人员的努力，开发了一种刮板链式采运煤一体机，通过在部分刮板上设置截煤齿进行截煤，从而形成采运一体机结构。尽管该机可实现机械化采煤，但在煤层变厚时，其采净率低，在煤层变薄时，采煤阻力大，推进困难，能耗高，且矸石含量大，煤炭产品质量低。因此，需要对现有采运煤一体机进行进一步改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种机械化采煤方法，该方法通过具有升降和前后运动的复合运动轨迹的采运煤一体机，实现掏槽式采煤与耙煤式采煤相结合的采煤方式实现机械化采煤，可方便的适应煤层厚度变化要求，确保采净率和煤炭产品质量。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。

一种机械化采煤方法，包括以下步骤：

第一步，工作面布置：包括在煤层的开切眼内布设采运煤一体机，并通过支护系统控顶，以形成初采工作面；其中，采运煤一体机由采运煤主机和悬臂结构支架构成，采运煤主机连接在支架自由端，支架自由端具有前后和摆动升降运动的复合运动轨迹，采运煤主机形成有掏槽采煤部和耙煤采煤部；

第二步，掏槽采煤：包括将采运煤主机调整至煤壁顶部，运行采运煤主机，并通过支架将采运煤主机向前推进进行掏槽式采煤，以在煤壁顶端形成煤槽，且煤槽深度不小于采运煤主机宽度；

第三步，耙煤式采煤：包括通过支架向下推压采运煤主机进行耙煤式采煤，直至煤槽下方煤炭开采完毕；

第四步，本煤层开采完成判断，是，则结束采煤，否，则执行下一步；

第五步，工作面推进：包括推进支护系统，重复执行第二步和第三步。

采用前述技术方案的本方法，通过采运煤一体机结构的采煤装置，实现机械化采煤，支护系统用于控顶和保持控顶高度，使采煤工作面具有足够的操作和运动空间，在完成一个步距或设定深度的采煤循环后，采运煤一体机随掩支护系统整体推移，进入下一个采煤循环，直至采煤结束。采煤过程是，首先在工作面煤壁上端掏出一个矩形煤槽；然后，向下推进采运煤主机形成耙煤式采煤，直至工作面煤壁被开采完成，然后推进至下一个工作面，继续进行掏槽和耙煤采煤循环，直至本煤层开采完毕。掏槽过程中，所有截煤齿依次参与截煤；耙煤开采过程中，主要由运行至下方的截煤齿采煤，前侧的截煤齿起辅助采煤作用。

优选的，在所述掏槽采煤的步骤中，在掏槽采煤前，还包括采运煤主机角度调整。以使主机在掏槽采煤时处于水平或倾斜状态，以满足煤层走向的角度和厚度变化要求。