一种利用综掘机进行大倾角大断面下山施工切眼的方法技术

一种利用综掘机进行大倾角大断面下山施工切眼的方法，方法：一、设计切眼巷道：采用炮掘方式由上向下施工切眼巷道，切眼巷道宽4米、高2.8米、倾斜角为30°～40°；二、切眼巷道设备布置：综掘机布置在切眼巷道的上部，牵引绞车和运料绞车均设置在与切眼巷道上部相通的回风巷的主机硐室内，牵引绞车通过钢丝绳与动滑轮连接，动滑轮通过锚链与综掘机的尾部连接；三、综掘机割煤至全断面；四、出货：破碎煤通过第一运输机、第二运输机运到回风巷中的第三运输机上，通过第三运输机将破碎煤运出；五、打设锚杆、锚索和挂金属网；六、下山切眼施工全部完成：重复步骤三、四、五，直至施工切眼全部完成。本发明专利技术用于煤矿开采。

A Method of Cutting Eye in Downhill Construction with Large Inclination Angle and Large Section by Fully Mechanized Excavator

A method of using fully mechanized excavator to cut holes in large inclined and cross-section downhill construction is introduced. Firstly, the design of CUT-HOLE roadway is introduced. The CUT-HOLE roadway is constructed from top to bottom by means of blasting excavation. The CUT-HOLE roadway is 4 meters wide, 2.8 meters high and the inclined angle is 30-40 degrees. Secondly, the layout of the CUT-HOLE roadway equipment: the fully mechanized excavator is arranged at the upper part of the CUT-HOLE roadway, and the traction winch and material winch are both located in the Cut-Hole roa In the main engine chamber of the air return Lane connected with the upper part of the road, the traction winch is connected with the movable pulley through the wire rope, and the movable pulley is connected with the tail part of the fully mechanized excavator through the anchor chain; third, the fully mechanized excavator cuts coal to the whole section; fourth, the delivery: the crushed coal is transported to the third conveyor in the air return lane through the first conveyor and the second conveyor, and the crushed coal is transported out through the third conveyor; fifth, the anchor Anchor cable and hanging metal mesh; 6. The construction of downhill cut-in is completed: repeat steps 3, 4 and 5 until the construction cut-in is completed. The invention is used for coal mining.

【技术实现步骤摘要】
一种利用综掘机进行大倾角大断面下山施工切眼的方法
本专利技术涉及一种煤矿开采技术，具体涉及一种利用综掘机进行大倾角大断面下山施工切眼的方法。
技术介绍
现有掘进工作面施工切眼都是上山炮掘方式(即由下往上掘进)，见图4，上山掘进工作面9受力有三个方面：1、放炮后滞后支护空顶段CD要承受的压力：顶部煤体重力G1的顶部分力C1。2、工作面9要承受的下推力：前方煤体重力G2的迎头分力T2。3、工作面9的上部要承受的压力：D点上部的煤体重力G。一般上山炮掘方式施工放完炮后，循环进度的滞后支护空顶段CD，正常是30分钟左右支护完，若工作面9遇构造断层煤体变软，在以上三方面受力作用下，则不可避免的发生超前抽冒形成炮掘上山超前冒落区20(虚线段区域)，则滞后支护空顶段CD及工作面9(DE段)不复存在，不仅影响进度还存在空顶安全隐患，同时增大隐患处理成本。由此可见，现有的施工切眼方式存在进度慢，经常出现工作面顶板及迎头煤体易超前抽漏，造成极大安全隐患和支护成本。随着现在煤矿机械化开采程度提高，工作面回采周期短速度快，要求生产接续紧凑不中断，因而掘进速度是制约生产接续稳定的关键环节。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的由下往上掘进施工切眼方式，存在进度慢，工作面顶板及迎头煤体易超前抽漏，造成极大安全隐患的问题，而提供了一种利用综掘机进行大倾角大断面下山施工切眼的方法。本专利技术的一种利用综掘机进行大倾角大断面下山施工切眼的方法，所述方法是通过以下步骤实现的：步骤一、设计切眼巷道：采用炮掘方式由上向下施工15米切眼巷道，切眼巷道的宽度为4米、切眼巷道的高度为2.8米，切眼巷道的倾斜角为30°～40°，支护方式采用锚网索支护，切眼巷道的底部为底板；步骤二、切眼巷道设备布置：综掘机布置在切眼巷道的上部，牵引绞车和运料绞车均设置在与切眼巷道上部相通的回风巷的主机硐室内，钢丝绳的一端固定在牵引绞车的滚筒上，钢丝绳的另一端绕过动滑轮后固定在牵引绞车的底座上，锚链的一端与动滑轮连接，锚链的另一端与综掘机的尾部连接，铲板设置在综掘机前端截割部的下面，铲板、第一运输机、第二运输机由前至后依次布置，第二运输机铺设在底板上；步骤三、综掘机割煤至全断面：综掘机司机发出下移指令，牵引绞车启动，综掘机开始行走，综掘机的行走速度为2米/分钟～5米/分钟，同时启动截割部使其收缩，利用截割部伸缩行程带动切割头前移至煤壁，停止截割部运行，通过对讲机发出信号告知绞车司机使牵引绞车停止运转，同时综掘机停止行走，再次启动截割部，截割部带动切割头掏槽扫底割煤，待掏槽扫底结束后，截割部收回，综掘机司机发出启动牵引绞车信号，重复上述工作流程直至切割头割煤至全断面；步骤四、出货：将步骤三中割落下的破碎煤通过铲板耙装到第一运输机上，并通过第二运输机运到回风巷中的第三运输机上，通过第三运输机将破碎煤运出；步骤五、挂金属网和打设锚杆及锚索进行支护：出货结束后，综掘机司机将综掘机退后5米至支护完好位置，综掘机的截割部抬起至切割头顶到煤体顶板部位的锚索托梁，同时落下综掘机后部的支撑至底板，然后对工作面进行敲帮问顶，对步骤三中开掘的全断面增设临时支护，挂金属网、打设锚杆及锚索，至此完成一次下山切眼施工；步骤六、下山切眼施工全部完成：重复步骤三、步骤四、步骤五，直至施工切眼全部完成。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：一、本专利技术的方法是由上往下掘进，由上往下进行施工切眼，其工作面(9)仅有一个面受力(见图5)：综掘机全断面割煤一个循环进度后，滞后支护空顶段FG仅承受顶部煤体重力G1的顶部分力C1；即使工作面9遇构造断层煤体变软，由锚网索支护(5)的F点与工作面(9)的顶点J做为支点形成冒落拱(FJ之间的弧形虚线)，该冒落拱对应的滞后支护空顶段FJ为机掘下山超前冒落区(21)(虚线段区域)，由上往下掘进形成的机掘下山超前冒落区(21)范围相比现有上山炮掘方式形成的炮掘上山超前冒落区(20)范围很小，因而利用本专利技术的方法进行施工切眼不会出现三方面受力及大范围超前冒落的现象。通过上、下山掘进切眼的两方面力学理论分析(如图4、图5所示)，得知采用综掘机大倾角大断面施工下山切眼技术，解决了上山炮掘存在进度慢、大范围超前抽漏影响进度的难题，达到掘进速度快、抽漏范围小安全可控的目的，从而避免了安全隐患，进而提高了生产进度。二、本专利技术的方法具有机械化程度高、工人劳动强度底、施工效率高、安全系数高、节省人力资源，施工工序简单、安全管理简单等优点。三、利用本专利技术的方法施工下山切眼，月进尺150m/月，延米造价2500元米；而现有技术的上山炮掘施工最多月进尺70米/月，延米造价3000元/米；上山炮掘方式如果工作面发生抽漏现象，不仅增大处理成本，还会造成月进尺50米/月左右，而且工期延长影响采掘接续；所以本专利技术的下山切眼施工工作效率是现有技术的上山炮掘施工工作效率的2～3倍，在缩短施工工期的同时，极大的缓解了煤矿采掘接续紧张问题。本专利技术的方法用工少，生产成本低，具有显著的经济效益。四、按动滑轮力学原理，减少一半拉力(即牵引绞车实际的牵引力R是综掘机下滑力M的一半，即R＝M/2，见图2和图6)，通过理论计算在综掘机1向上提升时综掘机1的下滑力M(综掘机重力G的向下分力及摩擦力之和为304KN见图6)。R＝M/2＝304KN/2＝152KN，牵引绞车的额定牵引力F＝190KN，F大于R，在牵引绞车额定牵引力F不变的情况下，牵引绞车与综掘机启动行走部进行配合的情况下进行提升，完全可以达到正常提升状态，无超出负荷情况发生。五、综掘机因大倾角下山施工切眼，综掘机油箱后翘出现液压管路吸空现象，通过将综掘机原注油口密封，进气孔改成为注油进气两用功能，有效解决吸空现象。六、综掘机(1)与JSDB-19双速多用牵引绞车(2)相互配合进行同步牵引，因切眼巷道(6)坡度大，综掘机(1)自重产生的下滑力，使其上、下移动不灵活，故牵引绞车(2)起到辅助牵引作用并达到良好提升效果。同时钢丝绳(3)与综掘机(1)的尾部通过一组动滑轮(36)进行连接可以减少牵引绞车(2)一半牵引力，在牵引绞车(2)辅助牵引下综掘机(1)完全可以自由上下往复式爬升，达到前进施工目的。七、采用综掘机大倾角大断面下山施工切眼技术，杜绝传统上山炮掘机械化程度低、工人劳动强度大、施工工序复杂、存在进度慢，经常出现工作面顶板及迎头煤体易超前抽漏等安全隐患，以及火工品管理难、人工费用高等缺点。八、采用综掘机大倾角大断面下山施工切眼技术，在龙煤公司乃至全国尚属首例，填补了国内在煤层大倾角下山综掘机施工的空白，具有极大的推广和应用价值。附图说明图1是本专利技术的一种利用综掘机进行大倾角大断面下山施工切眼的方法中步骤二的设备布置示意图；图2是图1的俯视图；图3是图1的H-H视图(图中标记28为风筒、29为风管、30为水管，风筒28、风管29和水管30均为施工切眼巷道6时随即安装完成的，即在施工切眼巷道6时，随着切眼巷道6的进展，风筒28、风管29和水管30随着延伸安装)；图4是现有上山掘进工作面9三个面受力的示意图(图中标记37为冒落物)；图5是本专利技术下山掘进工作面9一个面受力的示意图(图中标记18为煤层)；图6是提升中使用动滑轮36的综掘机1受力分析图。具体实施方式具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用综掘机进行大倾角大断面下山施工切眼的方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：步骤一、设计切眼巷道(6)：采用炮掘方式由上向下施工15米切眼巷道(6)，切眼巷道(6)的宽度为4米、切眼巷道(6)的高度为2.8米，切眼巷道(6)的倾斜角(α)为30°～40°，支护方式采用锚网索支护(5)，切眼巷道(6)的底部为底板(8)；步骤二、切眼巷道(6)设备布置：综掘机(1)布置在切眼巷道(6)的上部，牵引绞车(2)和运料绞车(12)均设置在与切眼巷道(6)上部相通的回风巷(10)的主机硐室(32)内，钢丝绳(3)的一端固定在牵引绞车(2)的滚筒上，钢丝绳(3)的另一端绕过动滑轮(36)后固定在牵引绞车(2)的底座(2‑1)上，锚链(27)的一端与动滑轮(36)连接，锚链(27)的另一端与综掘机(1)的尾部连接，铲板(14)设置在综掘机(1)前端截割部(1‑2)的下面，铲板(14)、第一运输机(7)、第二运输机(4)由前至后依次布置在综掘机(1)的下面，第二运输机(4)铺设在底板(8)上；步骤三、综掘机(1)割煤至全断面：综掘机司机发出下移指令，牵引绞车(2)启动，综掘机(1)开始行走，综掘机(1)的行走速度为2米/分钟～5米/分钟，同时启动截割部(1‑2)使其收缩，利用截割部(1‑2)伸缩行程带动切割头(1‑2‑1)前移至煤壁，停止截割部(1‑2)运行，通过对讲机发出信号告知绞车司机使牵引绞车(2)停止运转，同时综掘机(1)停止行走，再次启动截割部(1‑2)，截割部(1‑2)带动切割头(1‑2‑1)掏槽扫底割煤，待掏槽扫底结束后，截割部(1‑2)收回，综掘机司机发出启动牵引绞车(2)信号，重复上述工作流程直至切割头(1‑2‑1)割煤至全断面；步骤四、出货：将步骤三中割落下的破碎煤通过铲板(14)耙装到第一运输机(7)上，并通过第二运输机(4)运到回风巷(10)中的第三运输机(17)上，通过第三运输机(17)将破碎煤运出；步骤五、挂金属网(5‑2)和打设锚杆(5‑1)及锚索(5‑3)进行支护：出货结束后，综掘机司机将综掘机(1)退后5米至支护完好位置，综掘机(1)的截割部(1‑2)抬起至切割头(1‑2‑1)顶到煤体顶板(11)部位的锚索托梁(5‑3‑1)，同时落下综掘机后部的支撑(26)至底板(8)，然后对工作面(9)进行敲帮问顶，对步骤三中开掘的全断面增设临时支护，挂金属网(5‑2)、打设锚杆(5‑1)及锚索(5‑3)，至此完成一次下山切眼施工；步骤六、下山切眼施工全部完成：重复步骤三、步骤四、步骤五，直至施工切眼全部完成。...

【技术特征摘要】
1.一种利用综掘机进行大倾角大断面下山施工切眼的方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：步骤一、设计切眼巷道(6)：采用炮掘方式由上向下施工15米切眼巷道(6)，切眼巷道(6)的宽度为4米、切眼巷道(6)的高度为2.8米，切眼巷道(6)的倾斜角(α)为30°～40°，支护方式采用锚网索支护(5)，切眼巷道(6)的底部为底板(8)；步骤二、切眼巷道(6)设备布置：综掘机(1)布置在切眼巷道(6)的上部，牵引绞车(2)和运料绞车(12)均设置在与切眼巷道(6)上部相通的回风巷(10)的主机硐室(32)内，钢丝绳(3)的一端固定在牵引绞车(2)的滚筒上，钢丝绳(3)的另一端绕过动滑轮(36)后固定在牵引绞车(2)的底座(2-1)上，锚链(27)的一端与动滑轮(36)连接，锚链(27)的另一端与综掘机(1)的尾部连接，铲板(14)设置在综掘机(1)前端截割部(1-2)的下面，铲板(14)、第一运输机(7)、第二运输机(4)由前至后依次布置在综掘机(1)的下面，第二运输机(4)铺设在底板(8)上；步骤三、综掘机(1)割煤至全断面：综掘机司机发出下移指令，牵引绞车(2)启动，综掘机(1)开始行走，综掘机(1)的行走速度为2米/分钟～5米/分钟，同时启动截割部(1-2)使其收缩，利用截割部(1-2)伸缩行程带动切割头(1-2-1)前移至煤壁，停止截割部(1-2)运行，通过对讲机发出信号告知绞车司机使牵引绞车(2)停...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海洲，张俊杰，左洪录，王洪斌，刘正斌，刘德斌，王洪强，褚一武，
申请(专利权)人：朱海洲，张俊杰，左洪录，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23