[发明专利]一种高强度岩体开采装置及开采方法

说明书

本发明公开了一种高强度岩体开采装置及开采方法。该装置包括采矿机、刮板输送机和液压支架；刮板输送机和液压支架正对工作面，位于工作面两侧的顺槽之间；采矿机包括机体、盘形滚刀和牵引链，机体通过牵引链可移动地设于刮板输送机上；盘形滚刀设有两个，对称设置于机体正对工作面的一侧上，其内部设有射流喷嘴、分支流道和主流道，主流道位于盘形滚刀的中心轴线处，一端与盘形滚刀外的高压射流泵连接，另一端与分支流道联通，分支流道设于盘形滚刀的刀圈内，两端分别联通主流道和射流喷嘴，射流喷嘴设于盘形滚刀的刀圈边缘；刮板输送机与液压支架通过推移油缸连接。本发明采用顺槽单向落岩和高压水射流辅助落岩，极大地提升了开采效率。

技术领域

本发明属于矿产开采技术领域，涉及煤炭、金属矿山和无机盐矿床等矿产开采，具体涉及一种高强度岩体开采装置及开采方法。

背景技术

随着煤炭、金属矿山开采等逐步向深地迈进，地应力高、岩体坚硬度大等矛盾日益突出，导致矿体开采难度显著增加，现有开采装备及手段难以匹配和适应，不仅提高了开采成本，同时严重影响开采效率。

在现有技术手段中，煤炭等矿体的开采主要依靠采煤机、刨煤机和连采机等机械装备，借助截齿直接破碎煤岩。而在深地条件下，煤岩的坚固度系数显著增大，同时高地应力环境又大大增加了其被破碎难度，截齿破碎坚硬煤岩时的难度增大，同时对机械破岩设备造成严重的冲击负载，截齿磨损快、更换频率增加，矿体开采效率降低，开采成本增加。

除此之外，现有长壁开采的采矿工艺主要采用采矿机中部斜切进刀或端部斜切进刀方式，采用上述两种开采工艺时采矿机往返一次仅完成一次进刀破岩，即上行破岩、下行跑空清理岩渣，开采效率不高，且斜切进刀时刮板输送机保持弯曲状态，工作面直线度差，采矿机斜切进刀时截割冲击载荷明显，机身震颤严重。

发明内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供了一种高强度岩体开采装置及开采方法，通过链牵引方式带动采矿机在工作面往复移动，盘形滚刀和岩体直接接触楔裂破碎岩石，融合高压水射流技术预切割岩体降低其强度，提高坚硬矿体的开采效率，同时水射流能够降低工作面粉尘浓度，降低滚刀和岩石相互作用产生的摩擦热、提高滚刀服役寿命。

技术方案：一种高强度岩体开采装置，包括采矿机、刮板输送机和液压支架；所述刮板输送机和液压支架正对工作面，位于工作面两侧的顺槽之间；所述采矿机包括机体、盘形滚刀和牵引链，所述机体通过牵引链可移动地设于刮板输送机上；所述盘形滚刀设有两个，对称设置于机体正对工作面的一侧上，其内部设有射流喷嘴、分支流道和主流道，所述主流道位于盘形滚刀的中心轴线处，一端与盘形滚刀外的高压射流泵连接，另一端与分支流道联通，所述分支流道设于盘形滚刀的刀圈内，两端分别联通主流道和射流喷嘴，所述射流喷嘴设于盘形滚刀的刀圈边缘；所述刮板输送机与液压支架通过推移油缸连接，所述推移油缸为双活塞油缸，其活塞与刮板输送机连接，用于推动刮板输送机向工作面方向移动；其活塞杆与液压支架连接，用于拉动液压支架向工作面方向移动。

优选的，所述盘形滚刀的刀圈材质为高强度合金钢。

优选的，所述分支流道设有3~6个，均匀分布于盘形滚刀与工作面接触的一侧。

优选的，所述射流喷嘴的内腔为指数型渐缩结构。

优选的，所述高压射流泵上设有阀门。

优选的，所述采矿机还包括装载板，所述装载板设于盘形滚刀之间，且与工作面成45°~75°夹角。

优选的，所述刮板输送机包括刮板、刮板链和中部槽，所述中部槽之间相互连接组成运输溜槽，所述刮板分别设于刮板链上，所述刮板链设于运输溜槽内，并带动刮板沿运输溜槽做循环圆周运动。

进一步的，所述中部槽的后槽帮上设有正对工作面的雾化喷嘴。

一种高强度岩体开采方法，包括步骤如下：