[发明专利]一种利用磨料射流提高采煤机开采煤层厚度的装置及方法

权利要求书

1.一种利用磨料射流提高采煤机开采煤层厚度的装置，包括刮板机（6）和安装在刮板机（6）上的双滚筒采煤机（3），其特征在于，所述双滚筒采煤机（3）包括滚筒（3-1）、截割臂（3-2）、调高油缸（3-3）和机身（3-4），所述机身（3-4）上装载有磨料射流发生器（4），机身（3-4）的两侧分别连接一个截割臂（3-2），机身（3-4）的两侧分别安装一个调高油缸（3-3），调高油缸（3-3）与其相对应侧的截割臂（3-2）相连接，所述截割臂（3-2）端部的一侧设置有滚筒（3-1），滚筒（3-1）的圆柱外壁上设置有若干机械截齿（3-1-1），所述滚筒（3-1）的圆柱外壁上还设置有两个高压喷嘴II（3-1-2），所述截割臂（3-2）端部的一侧连接高压喷嘴架（5）的一端，高压喷嘴架（5）的另一端安装有高压喷嘴I（5-1），高压喷嘴架（5）相对于截割臂（3-2）的连接轴旋转，所述高压喷嘴I（5-1）和高压喷嘴II（3-1-2）均连接磨料射流发生器（4）；

所述高压喷嘴架（5）竖直向上，且滚筒（3-1）上两个高压喷嘴II（3-1-2）呈竖直状态时，高压喷嘴架（5）的高压喷嘴I（5-1）高于与之同侧滚筒（3-1）上的顶部的高压喷嘴II（3-1-2）。

2.根据权利要求1所述的利用磨料射流提高采煤机开采煤层厚度的装置，其特征在于，位于同一个滚筒（3-1）上的两个高压喷嘴II（3-1-2），滚筒（3-1）相对于两个高压喷嘴II（3-1-2）发生旋转运动，两个高压喷嘴II（3-1-2）绝对静止，且这两个高压喷嘴II（3-1-2）的中轴线位于同一条直线上，所述高压喷嘴II（3-1-2）位于滚筒（3-1）靠近外侧的圆柱圆周上。

3.根据权利要求1所述的利用磨料射流提高采煤机开采煤层厚度的装置，其特征在于，所述刮板机（6）为一个轨道，所述双滚筒采煤机（3）在轨道上水平移动。

4.根据权利要求1所述的利用磨料射流提高采煤机开采煤层厚度的装置，其特征在于，两个截割臂（3-2）呈前后设置，且呈上下设置。

5.根据权利要求4所述的利用磨料射流提高采煤机开采煤层厚度的装置，其特征在于，位于前方的截割臂（3-2）同时位于下方，位于后方的截割臂（3-2）同时位于上方。

6.一种基于权利要求1-5任一所述装置的利用磨料射流提高采煤机开采煤层厚度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、调整空间姿态：

在煤岩（2）开采前，首先利用所述调高油缸（3-3）对两侧的截割臂（3-2）实现空间姿态的调整，使两个截割臂（3-2）一个位于高处，另一个位于低处，然后调整同一个滚筒（3-1）上的两个高压喷嘴II（3-1-2）一上一下处在竖直位置，调整高压喷嘴架（5），使高压喷嘴架（5）转动到竖直向上的位置，保证同侧的高压喷嘴I（5-1）处在与之对应侧的两个高压喷嘴II（3-1-2）共面的上方位置；

第二步、破碎煤岩与割缝：

在调整好截割臂（3-2）、高压喷嘴II（3-1-2）和高压喷嘴I（5-1）之后，使用滚筒（3-1）对煤岩（2）进行破碎，与此同时，磨料射流发生器（4）产生的磨料射流分别从高压喷嘴I（5-1）和高压喷嘴II（3-1-2）射出，射出的磨料射流在煤岩（2）上切出三条裂缝；

第三步、切割断面：

双滚筒采煤机（3）在刮板机（6）上沿着水平方向行走，每个截割臂（3-2）随之在水平方向上移动，滚筒（3-1）在水平方向上破碎煤岩（2），磨料射流在煤岩（2）上切出的三条裂缝随着在水平方向上移动而形成两个断面。

7.根据权利要求6所述的利用磨料射流提高采煤机开采煤层厚度的方法，其特征在于，所述步骤二中，三条裂缝中，一条是高压喷嘴I（5-1）中射出的磨料射流，在煤岩（2）上切出的水平裂缝，两条是两个高压喷嘴II（3-1-2）中射出的磨料射流，在煤岩（2）上切出的竖直裂缝。

8.根据权利要求6所述的利用磨料射流提高采煤机开采煤层厚度的方法，其特征在于，所述步骤三中，两个断面包括上断面和前断面，另外还存在一个下断面。

9.根据权利要求8所述的利用磨料射流提高采煤机开采煤层厚度的方法，其特征在于，三个断面使煤岩（2）悬空，悬空的煤岩（2）在煤层储能释放、开采扰动以及自重的作用下会自动碎落。