一种内排露天煤矿中厚煤层连续开采装置及方法制造方法及图纸

一种内排露天煤矿中厚煤层连续开采装置及方法，适用于露天煤矿开采使用。包括滚筒采煤机、刮板输送机、液压排土掩护机构、伸缩带式输送机、胶带转载机、工作面带式输送机；具体步骤包括采掘带准备、系统布置与横向内排、系统推进与沿空留沟，替代原有露天矿中的电铲及液压铲对露天煤矿中厚煤层进行开采，提高工作效率；可省去露天矿穿爆过程，节省开采成本；同时，开采运输连续化，生产效率高，露天矿生产稳定性。

Device and method for continuous mining of medium thick coal seam in open-pit coal mine

The utility model relates to a continuous mining device and method for medium-thick coal seam in an inner open pit coal mine, which is suitable for the use of open pit coal mine. Including drum shearer, scraper conveyor, hydraulic dump shield mechanism, telescopic belt conveyor, belt conveyor, working face belt conveyor; Specific steps include preparation of mining belt, system layout and transverse inner drainage, system propulsion and gob-side ditch retaining, replacing the electric shovel and hydraulic shovel in the original open pit mine to open pit coal mine. Thick coal seam mining can improve work efficiency; it can save the blasting process of open-pit mine, save mining costs; at the same time, continuous mining and transportation, high production efficiency, open-pit production stability.

【技术实现步骤摘要】
一种内排露天煤矿中厚煤层连续开采装置及方法
本专利技术涉及一种煤层连续开采装置及方法，尤其是适用于露天煤矿开采时的内排露天煤矿中厚煤层连续开采装置及方法。
技术介绍
露天煤矿内排是指将剥离物运输排弃至采空区的一种排土方式。中厚煤层是指厚度在3.5m—10m之间的煤层。目前，内排露天煤矿间断工艺以及半连续工艺使用的主要装载设备为电铲。电铲具有生产能力大，生产成本低等特点，目前国内主流电铲的合理挖掘高度均大于10m，对于中厚煤层的适应性较差，开采中厚煤层时设备能力损失严重。液压反铲具有机动灵活，操作简单等特点，煤层较薄情况下，选采效果良好，但液压反铲能力有限，少量设备无法满足露天煤矿大量的采剥工程需求，增加设备数量将大幅增加燃油消耗，增加企业投资同时增加了矿山管理难度。同时，电铲与液压铲只能挖掘硬度较小的岩石，对于硬度较大的岩石，要求提前爆破后再进行采装，爆破成本高。卡车运输是近年来露天煤矿物料运输的主要选择，卡车运输具有机动灵活，方便调配等特点。但卡车运输对于露天矿道路要求较高，露天矿坑底涌水较多，水情复杂，积水严重，路况较差情况下，卡车运输极易受到影响，运输能力与运输安全无法得到有效保障。滚筒采煤机双滚筒采掘高度约10m，采煤机滚筒硬度大，截割能力强，对不同硬度煤炭适应性强，结合刮板输送机在中厚煤层开采中具有极大优势，系统生产能力大，生产效率高。刮板输送机结合带式输送机形成连续运输系统，运输能力大，稳定性高。但滚筒采煤机与刮板输送机移设时常依赖其他设备，露天矿已有设备难易满足，成为阻碍滚筒采煤机在露天煤矿运用的瓶颈。
技术实现思路
技术问题：针对上述技术目的，提供一种步骤简单，使用效果好的内排露天煤矿中厚煤层连续开采方法。技术方案：为了实现上述目的，本专利技术的内排露天煤矿中厚煤层连续开采设备，包括滚筒采煤机、刮板输送机、液压排土掩护机构、伸缩带式输送机、胶带转载机、工作面带式输送机；其中在工作沟槽内顶住内排土场设置有多个液压排土掩护机构，多个液压排土掩护机构的液压杆头部设有刮板输送机，刮板输送机上方设有滚筒采煤机，所述刮板输送机为主要的煤炭运输设备，布置于煤层底板，沿工作沟槽全长布置，一侧靠近采掘带煤壁，另一侧为液压排土掩护机构；所述滚筒采煤机为主要的煤炭开采设备，以刮板输送机为导轨，沿刮板输送机走向往复运动，走行过程中开采煤炭；所述液压排土掩护机构为主要的推移设备，负责将刮板输送机向前推移，所述液压排土掩护机构由推移液压缸、底部支撑架及挡板构成，其中底部支撑架直接与地面接触，增加设备整体重量，提高与地面的摩擦力，所述推移液压缸水平固定于底部支撑架中部，与底部支撑架刚性连接，所述挡板位于液压缸尾部一侧，与底部支撑架垂直刚性连接；所述伸缩带式输送机与胶带转载机均沿着沿空留沟联络沟槽走向超前滚筒采煤机布置，所述沿空留沟联络沟槽走向由同一采掘带前期开采位置指向后期开采位置。推移液压缸与刮板输送机连接，挡板与刮板输送机分别置于液压缸两侧，挡板高度为3m。一种内排露天煤矿中厚煤层连续开采方法，其步骤如下：步骤1，对露天煤矿煤层上覆岩土进行超前剥离，在露天矿推进方向上形成长度贯通两侧端帮宽度为100-200m的剥离区域，所述露天矿推进方向从排土场指向剥离区域；采用液压反铲配合小型矿山运输卡车预先开采靠近露天矿一侧端帮附近的煤炭资源，沿露天矿推进方向形成矩形工作沟槽，所述工作沟槽深度与煤层厚度相同，工作沟槽布置完成后，在工作沟槽远离排土场一端开掘深度与煤层厚度相同的开切沟槽，所述开切沟槽形状呈现矩形，水平方向与露天矿推进方向垂直，开切沟槽推进至露天矿另一侧端帮时，工作沟槽与开切沟槽之间形成采掘带，完成采掘带准备；步骤2，将多个液压排土掩护机构沿刮板输送机全长每隔2m布置一套，将伸缩带式输送机设置在上一期沿空留沟联络沟槽内，伸缩带式输送机机尾与刮板输送机连接，伸缩带式输送机机头与胶带转载机连接；将胶带转载机同样设置在上一期沿空留沟联络沟槽内，胶带转载机机尾与伸缩带式输送机连接，胶带转载机机头与工作面带式输送机连接；将工作面带式输送机布置在内排土场靠近沿空留沟联络沟槽的排土台阶上将原煤运出采场，带式输送机机头与胶带转载机连接；工作沟槽内实施在水平面上与露天煤矿推进方向垂直进行的横向内排，推进方向由前期排土位置指向后期排土位置，当液压排土掩护机构挡板的2/3面积与内排土场台阶坡面接触时，停止内排；步骤，液压排土掩护机构挡板的2/3面积与内排土场台阶坡面接触时停止内排，滚筒采煤机移动至开切沟槽一侧，开机并沿刮板输送机往复走行，截割煤炭，煤炭经刮板输送机、伸缩带式输送机、胶带转载机、工作面带式输送机运出采场；滚筒采煤机走行割煤过程中，液压排土掩护机构液压缸伸出将已割煤位置的刮板输送机向前推移，靠近煤壁，准备下一次割煤，液压排土掩护机构推移刮板输送机时，掩护机构挡板与排土台阶接触，形成着力点，液压排土掩护机构液压缸伸出，推移刮板输送机前移，刮板输送机前移后，在自身重力作用下与地面接触产生摩擦力，形成着力点，推移液压缸收回，带动液压排土掩护机构向前移动，液压排土掩护机构前移后，内排土场进行排土作业，重新确保液压排土掩护机构挡板的/面积与排土台阶坡面接触，作为下一次刮板输送机移设的着力点；随着采掘带煤炭不断的被开采，内排土场排土台阶随之向前跟进，排土场内排时，开切沟槽位置不进行内排，挖开的开切沟槽沿空留沟作为下一期开采的运输联络沟道；采掘带煤炭开采过程中，露天矿剥离工作持续进行，不断增大剥离区域露煤量，并开挖工作沟槽与开切沟槽，准备下一条采掘带，在开切沟槽内利用露天矿剥离过程中挖掘的岩石堆砌出连接内排土场与剥离区域之间的联络道路供卡车行走，从而减少剥离物运输距离；步骤4，刮板输送机向前推进过程中，伸缩带式输送机不断收缩，保证与刮板输送机的链接，胶带转载机沿开切沟槽向前移动，保证运输连续性，接近端帮时，沿空留沟联络沟槽空间被压缩，无法满足伸缩带式输送机与胶带转载机布置要求，此时沿空留沟联络沟道内停止内排，为伸缩带式输送机与胶带转载机布置提供空间；当前采掘带开采结束后，将滚筒采煤机、刮板输送机、液压排土掩护机构、伸缩带式输送机、胶带转载机、工作面带式输送机搬迁至新准备的采掘带工作沟槽内，重复步骤1-4，完成露天煤矿煤炭的连续化开采。所述步骤2中工作沟槽的宽度为Bg，工作沟槽的宽度Bg利用公式：BK＝Max{B1,B2}确定,所述B1为工作沟槽开掘宽度，工作沟槽开掘宽度B1＝Y+2A；所述B2为工作沟槽开采过程宽度，工作沟槽开采过程宽度B2＝S+P；式中Y为小型矿山运输卡车走行最小宽度，单位m；A为小型矿山运输卡车与两侧煤之间的安全距离，单位m；S为滚筒采煤机、刮板输送机、液压排土掩护机构的布置最小宽度，单位m；P为内排土场最小排土宽度单位，单位m；所述开切沟槽的宽度为Bk，开切沟槽的宽度Bk利用公式确定：Bk＝Y+2A。所述步骤4中伸缩带式输送机与胶带转载机在同一条沿空留沟联络沟槽内的移设次数受沿空留沟联络沟槽长度与伸缩带式输送机可伸缩长度有关，为避免冬季寒冷时期或者夏季炎热时期移设，设置伸缩带式输送机可伸缩长度为沿空留沟联络沟槽长度的1/4，每年移设3次。有益效果：本申请滚筒采煤机替代电铲及液压铲对露天煤矿中厚煤层进行开采，避免本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内排露天煤矿中厚煤层连续开采设备，其特征在于：它包括滚筒采煤机(10)、刮板输送机(9)、液压排土掩护机构(8)、伸缩带式输送机(11)、胶带转载机(12)、工作面带式输送机(13)；其中在工作沟槽(7)内顶住内排土场(6)设置有多个液压排土掩护机构(8)，多个液压排土掩护机构(8)的液压杆头部设有刮板输送机(9)，刮板输送机(9)上方设有滚筒采煤机(10)，所述刮板输送机(9)为主要的煤炭运输设备，布置于煤层底板，沿工作沟槽(7)全长布置，一侧靠近采掘带(4)煤壁，另一侧为液压排土掩护机构(8)；所述滚筒采煤机(10)为主要的煤炭开采设备，以刮板输送机(9)为导轨，沿刮板输送机(9)走向往复运动，走行过程中开采煤炭；所述液压排土掩护机构(8)为主要的推移设备，负责将刮板输送机向前推移，所述液压排土掩护机构(8)由推移液压缸(801)、底部支撑架(802)及挡板(803)构成，其中底部支撑架(802)直接与地面接触，增加设备整体重量，提高与地面的摩擦力，所述推移液压缸(801)水平固定于底部支撑架(802)中部，与底部支撑架(802)刚性连接，所述挡板(803)位于液压缸尾部一侧，与底部支撑架(802)垂直刚性连接；所述伸缩带式输送机(11)与胶带转载机(12)均沿着沿空留沟联络沟槽走向超前滚筒采煤机布置，所述沿空留沟联络沟槽走向由同一采掘带(4)前期开采位置指向后期开采位置。...

【技术特征摘要】
1.一种内排露天煤矿中厚煤层连续开采设备，其特征在于：它包括滚筒采煤机(10)、刮板输送机(9)、液压排土掩护机构(8)、伸缩带式输送机(11)、胶带转载机(12)、工作面带式输送机(13)；其中在工作沟槽(7)内顶住内排土场(6)设置有多个液压排土掩护机构(8)，多个液压排土掩护机构(8)的液压杆头部设有刮板输送机(9)，刮板输送机(9)上方设有滚筒采煤机(10)，所述刮板输送机(9)为主要的煤炭运输设备，布置于煤层底板，沿工作沟槽(7)全长布置，一侧靠近采掘带(4)煤壁，另一侧为液压排土掩护机构(8)；所述滚筒采煤机(10)为主要的煤炭开采设备，以刮板输送机(9)为导轨，沿刮板输送机(9)走向往复运动，走行过程中开采煤炭；所述液压排土掩护机构(8)为主要的推移设备，负责将刮板输送机向前推移，所述液压排土掩护机构(8)由推移液压缸(801)、底部支撑架(802)及挡板(803)构成，其中底部支撑架(802)直接与地面接触，增加设备整体重量，提高与地面的摩擦力，所述推移液压缸(801)水平固定于底部支撑架(802)中部，与底部支撑架(802)刚性连接，所述挡板(803)位于液压缸尾部一侧，与底部支撑架(802)垂直刚性连接；所述伸缩带式输送机(11)与胶带转载机(12)均沿着沿空留沟联络沟槽走向超前滚筒采煤机布置，所述沿空留沟联络沟槽走向由同一采掘带(4)前期开采位置指向后期开采位置。2.根据权利要求1所述的内排露天煤矿中厚煤层连续开采设备，其特征在于：推移液压缸(801)与刮板输送机(9)连接，挡板(803)与刮板输送机(9)分别置于液压缸(801)两侧，挡板(803)高度为3m。3.一种使用权利要求1所述内排露天煤矿中厚煤层连续开采设备的内排露天煤矿中厚煤层连续开采方法，其特征在于步骤如下：步骤1，对露天煤矿煤层上覆岩土进行超前剥离，在露天矿推进方向上形成长度贯通两侧端帮宽度为100-200m的剥离区域(2)，所述露天矿推进方向从排土场(6)指向剥离区域(2)；采用液压反铲配合小型矿山运输卡车预先开采靠近露天矿一侧端帮(1)附近的煤炭资源，沿露天矿推进方向形成矩形工作沟槽(7)，所述工作沟槽(7)深度与煤层厚度相同，工作沟槽(7)布置完成后，在工作沟槽(7)远离排土场一端开掘深度与煤层厚度相同的开切沟槽(3)，所述开切沟槽(3)形状呈现矩形，水平方向与露天矿推进方向垂直，开切沟槽(3)推进至露天矿另一侧端帮(1)时，工作沟槽(7)与开切沟槽(3)之间形成采掘带(4)，完成采掘带准备；步骤2，将多个液压排土掩护机构(8)沿刮板输送机(9)全长每隔2m布置一套，将伸缩带式输送机(11)设置在上一期沿空留沟联络沟槽(5)内，伸缩带式输送机机尾与刮板输送机(9)连接，伸缩带式输送机机头与胶带转载机(12)连接；将胶带转载机(12)同样设置在上一期沿空留沟联络沟槽(5)内，胶带转载机机尾与伸缩带式输送机(11)连接，胶带转载机机头与工作面带式输送机(13)连接；将工作面带式输送机(13)布置在内排土场(6)靠近沿空留沟联络沟槽的排土台阶上将原煤运出采场，工作面带式输送机(13)机头与胶带转载机(12)连接；工作沟槽(7)内实施在水平面上与露天煤矿推进方向垂直进行的横向内排，推进方向由前期排土位置指向后期排土位置，当液压排土掩护机构挡板(803)的2/3面积与内排土场(601)台阶坡面接触时，停止内排；步骤3，液压排土掩护机构挡板(803)的2/...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈树召，杨猛，才庆祥，刘福明，尚涛，周伟，韩流，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32