一种露天矿边帮开采系统技术方案

本发明专利技术涉及露天矿边帮开采技术领域，具体为一种露天矿边帮开采系统。解决了露天矿边帮压煤安全高效绿色开采的问题，包括进行巷道式掘采的边帮连续采煤机、进行快速运输的多单元速连胶带运输系统、进行外部推进和整体移动的步进式行走平台、进行外部运输的移动式卸料部、进行巷道通风除尘的抽出式通风除尘系统、进行远程精确控制和边坡稳定性监测的导航及稳定性监测系统以及进行远程控制的远程控制平台。本发明专利技术可实现边帮压煤资源的安全高效绿色开采，显著提高我国露天矿边帮开采技术实力，给企业带来显著经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种露天矿边帮开采系统
本专利技术涉及露天矿边帮开采
，具体为一种露天矿边帮开采系统。
技术介绍
随着我国露天煤矿生产与建设快速发展，边帮压煤量已达到5亿吨，大量的露天边帮压煤资源如果不能做到安全高效开采，将造成极大的资源浪费和环境破坏。露天煤矿边帮开采技术是在最小程度地破坏地表岩土覆盖及地面植被的前提下，最大程度地开采边帮压煤资源，该技术基本不会对环境和其它资源造成不良影响，可取得很好的经济效益。对于露天煤矿边帮压煤、残煤开采技术，欧美发达国家技术发展较早，也较为成熟。对露天煤矿边帮开采，主要有螺旋钻机开采方法、边帮采煤机开采方法和连续采煤机边帮开采方法。上世纪40年代开始，欧美主要煤炭生产国利用螺旋钻机对露天边坡压煤资源进行回收，利用螺杆钻钻入边坡，螺旋线将煤导出，该设备结构简单，成本低，但生产效率低，开采深度较浅。美国SHM公司1994年正式推出用于开采露天矿边坡压煤及露头煤的边帮采煤机，该设备集开采、运输、监控等功能于一体，开采中无须支护及大量矿建。目前，该设备在美国及俄罗斯等国已有50多台投入生产。1997年,BHP联合有限公司采用久益12CMl2B连续采煤机配套多段式搭接皮带机有规律地挖掘设计在边坡上的煤巷，采煤机的控制平台紧靠边坡压煤壁放置在掘采煤巷外面，该开采系统在国外取得了良好的使用业绩。但是，国外成套边帮开采设备造价昂贵，在使用过程中很难完全适应我国煤田地质条件和露天矿生产组织，这些都限制了在我国露天矿边帮压煤开采中的使用。国内对于露天煤矿边帮压煤开采技术研究较为滞后，国内露天煤矿边帮压煤多数成弃采状态，即使开采也仅是依赖靠帮人工炮采等手段，开采效率低，安全性差。山西天地煤机装备有限公司与内蒙乌兰煤矿合作，利用国产连续采煤机配套多段搭接式皮带转载机进行边帮压煤开采，证明了连续采煤机在边帮开采中的可行性。但该系统以连续采煤机牵引作为唯一行走动力，开采深度有限，边帮压煤资源回采率较低；设备无自救能力，人员需进入无支护巷道进行设备修复，安全性差；各皮带转载机装配拆解困难，人员劳动强度大，整机前进后退要求台阶平盘宽度预留量大；巷道粉尘通过除尘风道直接排放到大气，开采现场粉尘污染严重；系统掘进采用激光指向，不具有导航功能，在开采深度逐渐增大后无法精确保证中间预留煤柱的安全宽度。该套系统无法满足露天矿端帮压煤安全高效绿色开采的要求。针对上述问题，急需一种露天矿边帮开采系统，解决我国露天矿边帮压煤安全高效绿色开采的技术难题，填补国内露天矿边帮开采成套系统开发和使用的空白。
技术实现思路
本专利技术为了解决露天矿边帮压煤安全高效绿色开采，满足露天矿边帮开采的需求，有效提高边帮压煤的回采率的问题，提供一种露天矿边帮开采系统。本专利技术采取以下技术方案：一种露天矿边帮开采系统，包括进行巷道式掘采的边帮连续采煤机、进行快速运输的多单元速连胶带运输系统、进行外部推进和整体移动的步进式行走平台、进行外部运输的移动式卸料部、进行巷道通风除尘的抽出式通风除尘系统、进行远程精确控制和边坡稳定性监测的导航及稳定性监测系统以及进行远程控制的远程控制平台，边帮连续采煤机设置在硐室内，多单元速连胶带运输系统连接硐室内的边帮连续采煤机以及硐室外的步进式行走平台，步进式行走平台外设置移动式卸料部，硐室内设置有抽出式通风除尘系统，边帮连续采煤机上设置导航及稳定性监测系统，远程控制平台控制导航及稳定性监测系统。进一步的，步进式行走平台位于开采硐室外部，包括上平台、下底盘和迈步机构，上平台与下底盘通过迈步机构连接形成一整体，上平台布置有电气系统、液压系统和卷电缆滚筒，下底盘上部为工作平台，所述的下底盘工作平台用于运输单元装配拆解及推进回撤。进一步的，步进式行走平台的下底盘包括铲板、中间主梁和端头，中间主梁通过螺栓与前后两端的端头连接为一体，铲板通过销轴连接在端头的前端，共同形成工作平台，铲板上面板、前端的端头上面板以及中间主梁上盖板布置有导向条，前端的端头两侧设置有导向面，导向条与端头两侧导向面共同形成导向区域；中间主梁中部安装有中部运输槽，中部运输槽用于将多单元速连胶带运输系统输送的物料转运到后部的移动式卸料部，中间主梁内部布置有运输单元推移机构和推移油缸，运输单元推移机构通过上下导轨限位，只能在掘进方向前后移动，运输单元推移机构上部通过销轴连接有可90度转动的挡块组件；上平台包括前平台和后平台，前平台与后平台中间通过高强螺栓连接成一体，上平台四周布置有前防护、端头防护和两侧防护；所述的迈步机构包括前后两组，每组迈步机构分别包括左右两组迈步立柱组件和底部导轨，迈步立柱组件包括立柱外套筒组件和立柱内套筒组件，柱外套筒组件和立柱内套筒组件组成套筒结构，套筒结构内部装有立柱升降油缸，立柱外套筒组件通过高强螺栓连接于端头两侧，立柱内套筒组件通过下部滑块组件与底部导轨组成滑块结构，底部导轨与立柱内套筒组件之间安装有迈步油缸。进一步的，步进式行走平台上布置有锚固机构和回撤顶锚机构，步进式行走平台通过锚固机构可拆分地固定在开采硐室外部地面，所述的锚固机构（51）包括螺旋钻机、钻孔导轨、锚固钢棒、钻孔推进油缸和锚固升降油缸，钻孔导轨、钻孔推进油缸和锚固升降油缸固定于立柱外套筒组件外部，前端的端头两侧安装有锚固固定耳，锚固钢棒插入深孔并与锚固固定耳共同作用实现平台锚固；所述的回撤顶锚机构固定于铲板两侧，回撤顶锚机构通过顶锚油缸作用与前端的稳定盘固定，前端的稳定盘与硐口煤壁压紧。进一步的，多单元速连胶带运输系统包括多段运输单元连接而成，各运输单元运输部单独驱动，且相互通过快换连接装置连接，所述的快换连接装置包括前端单耳连接块、后端双耳连接块、连接销和快插块，前端单耳连接块以及后端双耳连接块分别设置在各运输单元的两端，所述的前端单耳连接块上设置有可以让连接销穿过的圆孔I以及可以让后端双耳连接块插入的凹槽，圆孔I与凹槽十字交叉设置且圆孔I穿过凹槽，所述的后端双耳连接块包括设置两侧的耳板，两侧耳板之间通过销轴连接，销轴卡在凹槽内，快插块同时插在凹槽内，快插块上设置有与圆孔I对应的圆孔II，连接销插在圆孔I和圆孔II内。进一步的，凹槽底部为半圆形结构，且半圆形结构的直径与销轴直径相同，销轴卡在半圆形结构内，半圆形结构外侧设有开角，所述的快插块端设置有弧形槽，弧形槽卡在后端双耳连接块的销轴上，快插块上下两侧与凹槽之间设置有限位角，所述的限位角范围是±6°。进一步的，运输单元两侧设置有多组成对的推移作用块，外部步进式行走平台两侧的推移油缸共同作用在推移作用块上，运输单元底部布置有两组钢轮组件，钢轮组件前后安装有滑靴组件。进一步的，导航及边坡稳定性监测系统包括边帮连采机机身安装的导航系统数据采集箱，导航系统数据采集箱内置陀螺仪和加速度计，实时获得当前设备的位置、角度和俯仰数据，步进式行走平台布置有GPS定位仪。进一步的，抽出式通风除尘系统包括抽出式风机、正压风筒、升缩式骨架风筒和布袋除尘器，抽出式风机固定于边帮连续采煤机侧端，正压风筒悬挂于各运输单元上方，在各运输单元进行连接时进行相应连接，伸缩式骨架风筒后端固定于布袋除尘器进风口，前端与运输单元连接，随运输单元进退而伸缩，布袋除尘器固定于步进式行走平台后端的端头上部，将巷道抽出粉尘进行收集，减小外部粉尘污染本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种露天矿边帮开采系统，其特征在于：包括进行巷道式掘采的边帮连续采煤机（1）、进行快速运输的多单元速连胶带运输系统（2）、进行外部推进和整体移动的步进式行走平台（3）、进行外部运输的移动式卸料部（4）、进行巷道通风除尘的抽出式通风除尘系统（5）、进行远程精确控制和边坡稳定性监测的导航及稳定性监测系统（6）以及进行远程控制的远程控制平台（7），边帮连续采煤机（1）设置在硐室内，多单元速连胶带运输系统（2）连接硐室内的边帮连续采煤机（1）以及硐室外的步进式行走平台（3），步进式行走平台（3）外设置移动式卸料部（4），硐室内设置有抽出式通风除尘系统（5），边帮连续采煤机（1）上设置导航及稳定性监测系统（6），远程控制平台（7）控制导航及稳定性监测系统（6）。

【技术特征摘要】
1.一种露天矿边帮开采系统，其特征在于：包括进行巷道式掘采的边帮连续采煤机（1）、进行快速运输的多单元速连胶带运输系统（2）、进行外部推进和整体移动的步进式行走平台（3）、进行外部运输的移动式卸料部（4）、进行巷道通风除尘的抽出式通风除尘系统（5）、进行远程精确控制和边坡稳定性监测的导航及稳定性监测系统（6）以及进行远程控制的远程控制平台（7），边帮连续采煤机（1）设置在硐室内，多单元速连胶带运输系统（2）连接硐室内的边帮连续采煤机（1）以及硐室外的步进式行走平台（3），步进式行走平台（3）外设置移动式卸料部（4），硐室内设置有抽出式通风除尘系统（5），边帮连续采煤机（1）上设置导航及稳定性监测系统（6），远程控制平台（7）控制导航及稳定性监测系统（6）。2.根据权利要求1所述的露天矿边帮开采系统，其特征在于：所述的步进式行走平台（3）位于开采硐室（8）外部，包括上平台（20）、下底盘（21）和迈步机构（22），上平台（20）与下底盘（21）通过迈步机构（22）连接形成一整体，上平台（20）布置有电气系统（36）、液压系统（37）和卷电缆滚筒，下底盘（21）上部为工作平台，所述的下底盘（21）工作平台用于运输单元（12）装配拆解及推进回撤。3.根据权利要求2所述的露天矿边帮开采系统，其特征在于：所述的步进式行走平台（3）的下底盘（21）包括铲板（23）、中间主梁（24）和端头（25），中间主梁（24）通过螺栓与前后两端的端头（25）连接为一体，铲板（23）通过销轴连接在端头（25）的前端，共同形成工作平台，铲板（23）上面板、前端的端头（25）上面板以及中间主梁（24）上盖板布置有导向条（26），前端的端头（25）两侧设置有导向面（27），导向条（26）与端头（25）两侧导向面（27）共同形成导向区域；中间主梁（24）中部安装有中部运输槽（30），中部运输槽（30）用于将多单元速连胶带运输系统（2）输送的物料转运到后部的移动式卸料部（4），中间主梁（24）内部布置有运输单元推移机构（31）和推移油缸（32），运输单元推移机构（31）通过上下导轨（33）限位，只能在掘进方向前后移动，运输单元推移机构（31）上部通过销轴连接有可90度转动的挡块组件（34）；上平台（20）包括前平台（35）和后平台（36），前平台（35）与后平台（36）中间通过高强螺栓连接成一体，上平台（20）四周布置有前防护（41）、端头防护（42）和两侧防护（43）；所述的迈步机构（22）包括前后两组，每组迈步机构（22）分别包括左右两组迈步立柱组件（44）和底部导轨（45），迈步立柱组件（44）包括立柱外套筒组件（46）和立柱内套筒组件（47），柱外套筒组件（46）和立柱内套筒组件（47）组成套筒结构，套筒结构内部装有立柱升降油缸（48），立柱外套筒组件（46）通过高强螺栓连接于端头（25）两侧，立柱内套筒组件（47）通过下部滑块组件（49）与底部导轨（45）组成滑块结构，底部导轨（45）与立柱内套筒组件（47）之间安装有迈步油缸（50）。4.根据权利要求3所述的露天矿边帮开采系统，其特征在于：所述的步进式行走平台（3）上布置有锚固机构（51）和回撤顶锚机构（58），步进式行走平台（3）通过锚固机构（51）可拆分地固定在开采硐室（8）外部地面，所述的锚固机构（51）包括螺旋钻机（52）...

【专利技术属性】
技术研发人员：王步康，丁永成，马凯，宋明江，张强，任晓力，郑吉，呼守信，李永安，杨勤，李志勇，陈庆贺，张学瑞，张小峰，桑盛远，梁成诚，常映辉，王德光，陈宁，冀鹏飞，叶竹刚，周旭，唐会成，郭进彬，梁大海，王殿武，康鹏，吕继双，马福文，赵媛媛，王静，慕伟，郭治福，王威，闫金宝，
申请(专利权)人：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14