急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架自动化移架设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架自动化移架设备及方法，包括支架运输单元和支架拆卸单元，工作面推进、移架支护时：随采煤工作面推进，整体柔性掩护支架在采空区垮落矸石重力的作用下沿采煤工作面倾斜方向向下滑移；先利用工作面运输巷端设置的支架装卸单元拆除下移的柔性掩护支架，并运输到矿车上；矿车将拆除的柔性掩护支架运输至工作面回风巷端后，再利用工作面回风巷端设置的支架装卸单元重新装载所述柔性掩护支架。本发明专利技术解决了目前急倾斜薄及中厚煤层开采智能化程度不高、效率较低的技术问题，进而实现了对柔性掩护支架的自动拆、装过程，减少工人劳动强度、提高工作面生产效能。提高工作面生产效能。提高工作面生产效能。

【技术实现步骤摘要】
急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架自动化移架设备及方法


[0001]本专利技术属于煤炭开采机械设备
，具体涉及急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架自动化移架设备及方法。

技术介绍

[0002]急倾斜煤层广泛分布于我国西北、西南地区，并且大部分急倾斜煤层为优质焦煤和无烟煤等稀缺煤种。但急倾斜煤层因倾角太大、赋存条件以及成煤环境复杂，其开采难度较大。目前我国西北、西南地区急倾斜薄煤层较为先进的开采方法为柔性掩护支架采煤法。
[0003]柔性掩护支架采煤法采煤工作面支护系统稳定、投资小、易操作，采煤工作面使用刨煤机进行割煤、柔性掩护支架进行支护。但是，使用柔性掩护支架支护一般依靠矿山压力进行工作面支架推进，在平行于采煤工作面方向上会造成整体柔性掩护支架向工作面运输巷一端滑移，工作面运输巷端会多余出一部分柔性掩护支架，工作面回风巷端会缺少一部分柔性掩护支架，并且随着工作面的推进愈演愈烈。
[0004]现有处理措施为人工辅助移架：先行拆解工作面下端头多余柔性掩护支架，后经过工作面运输巷、上山巷道以及工作面回风巷运输至工作面上端头。整个辅助移架的工序繁琐复杂，作业环境恶劣、安全隐患大、移架效率低。而且该方法下的移架方式由人工主导，劳动强度大、开采效率较低，不能很好地处理急倾斜薄及中厚煤层开采时遇到的技术难题，难以满足煤炭开采智能化程度高、高产高效的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架自动化移架设备及方法，以解决现有技术的急倾斜薄及中厚煤层开采智能化程度不高、效率较低的技术问题，进而实现对柔性掩护支架的自动拆、装过程，减少工人劳动强度、提高工作面生产效能的目的。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架自动化移架设备，包括支架装卸单元和支架运输单元；支架装卸单元包括铺设在自移式端头支架底座上的移动轨道和装配在移动轨道上的机械手；且所述支架装卸单元在工作面运输巷端、工作面回风巷端的自移式端头支架上各对应设置至少一个；支架运输单元包括沿工作面运输巷、上山巷道、工作面回风巷铺设的矿车轨道和装配在矿山轨道上的矿车。
[0007]作为本专利技术的限定，该设备应用的采煤工作面中，多个柔性掩护支架通过圆环链、定位销的连接方式串联为整体柔性掩护支架；其中，每个柔性掩护支架上的定位销均包括用于限位圆环链的销钉和用于控制销钉弹开或锁定的信号接收器。
[0008]作为本专利技术的进一步限定，机械手的工作端设有与所述信号接收器无线通讯连接的信号发射器。
[0009]作为本专利技术的进一步限定，信号接收器与柔性掩护支架一一对应并作编号处理。
[0010]本专利技术还公开了一种急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架的自动移架方法，包括按顺序依次进行的以下步骤：S1、布置支架运输单元：沿工作面运输巷、上山巷道、工作面回风巷铺设矿车轨道，并在矿山轨道上装配矿车；S2、布置支架装卸单元：在工作面运输巷端、工作面回风巷端的自移式端头支架的底座上分别铺设轨道，并在轨道上装配机械手以使机械手可沿自移式端头支架前后移动；S3、工作面推进，移架支护：随采煤工作面推进，整体柔性掩护支架在采空区垮落矸石重力的作用下沿采煤工作面倾斜方向向下滑移；利用工作面运输巷端设置的支架装卸单元拆除下移的柔性掩护支架，并运输到矿车上；矿车将拆除的柔性掩护支架运输至工作面回风巷端后，再利用工作面回风巷端设置的支架装卸单元重新装载所述柔性掩护支架。
[0011]作为本专利技术的限定，步骤S3中，拆除下移柔性掩护支架的过程为：机械手靠近下移柔性掩护支架同时工作端的信号发射器发射信号，下移柔性掩护支架上的信号接收器接收相应信号后控制销钉弹开，下移柔性掩护支架与整体柔性掩护支架分离。
[0012]作为本专利技术的进一步限定，步骤S3中，重新装载下移柔性掩护支架的过程为：机械手抓取矿车上的下移柔性掩护支架并放至整体柔性掩护支架一侧后，再将整体柔性掩护支架外侧的圆环链置于下移柔性掩护支架的销钉位置处，同时机械手工作端的信号发射器发射信号，下移柔性掩护支架的信号接收器接收相应信号后控制销钉锁死，下移柔性掩护支架重新装载在整体柔性掩护支架上。
[0013]作为本专利技术的另一种限定，工作面运输巷端、工作面回风巷端分别布置至少两个自移式端头支架，且每个自移式端头支架上均装配有支架装卸单元。
[0014]由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，所取得的有益效果是：本专利技术构建了急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架开采工作面机械化自动拆装系统，对急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架采煤工作面柔性掩护支架运移系统和运移方式进行了革新，不再由人工拆卸转运，大大减少了辅助工序，降低了劳动强度，提高了操作人员安全性。本专利技术便于实现自动化、机械化无人作业，提高了开采效率，为该类煤层智能化开采提供了条件。
[0015]进一步的，本专利技术借助自移式端头支架作为机械手的载体，在发挥其维护采煤工作面端头巷道顶板稳定，使采煤工作面端头有足够无立柱空间的功能同时，还能够带动机械手使其可以随采煤工作面推进而前移。
附图说明
[0016]下面结合附图及具体实施例对本专利技术作更进一步详细说明。
[0017]图1为本专利技术实施例1在急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架工作面的平面布置图；图2为本专利技术实施例1中柔性掩护支架的结构示意图；图3为本专利技术实施例1中自移式端头支架的结构示意图；图4为本专利技术实施例2的工艺流程图；图中：1、工作面运输巷；2、工作面回风巷；3、上山巷道；4、自移式端头支架；5、整体
柔性掩护支架；6、矿车；7、矿车轨道；8、移动轨道；9、机械手；10、定位销；11、圆环链；12、柔性掩护支架。
具体实施方式
[0018]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]实施例1一种急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架自动化移架设备本实施例包括支架装卸单元和支架运输单元。以在急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架工作面的应用为例对本实施例具体结构进行阐述：如图1所示，工作面运输巷端、工作面回风巷端分别布置有至少两个自移式端头支架4，用于维护采煤工作面端头巷道顶板，使工作面端头有足够无立柱空间。本实施例中，支架装卸单元在上述的自移式端头支架4上各对应设置至少一个，以自移式端头支架4为载体，使支架装卸单元可随采煤工作面的推进而前移。
[0020]具体如图3所示，支架装卸单元包括铺设在自移式端头支架4底座上的移动轨道8和装配在移动轨道8上的机械手9。其中，机械手9中的感知元件具有自供电数字化信号无线传输功能，并通过工业以太网与支架控制器通讯连接。进一步的，机械手9的工作端设有用于向柔性掩护支架12传输信号的信号发射器。
[0021]此处需要说明的是，应用有本实施例的急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架工作面，其采煤工作面中布置的多个柔性掩护支架12间通过圆环链11、定位销10的连接方式串联形成整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架自动化移架设备，其特征在于：包括支架装卸单元和支架运输单元；支架装卸单元包括铺设在自移式端头支架底座上的移动轨道和装配在移动轨道上的机械手；且所述支架装卸单元在工作面运输巷端、工作面回风巷端的自移式端头支架上各对应设置至少一个；支架运输单元包括沿工作面运输巷、上山巷道、工作面回风巷铺设的矿车轨道和装配在矿山轨道上的矿车。2.根据权利要求1所述的急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架自动化移架设备，其特征在于：该设备应用的采煤工作面中，多个柔性掩护支架通过圆环链、定位销的连接方式串联为整体柔性掩护支架；其中，每个柔性掩护支架上的定位销均包括用于限位圆环链的销钉和用于控制销钉弹开或锁定的信号接收器。3.根据权利要求2所述的急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架自动化移架设备，其特征在于：机械手的工作端设有与所述信号接收器无线通讯连接的信号发射器。4.根据权利要求2或3所述的急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架自动化移架设备，其特征在于：信号接收器与柔性掩护支架一一对应并作编号处理。5.一种急倾斜薄及中厚煤层柔性掩护支架的自动移架方法，其特征在于：包括按顺序依次进行的以下步骤：S1、布置支架运输单元：沿工作面运输巷、上山巷道、工作面回风巷铺设矿车轨道，并在矿山轨道上装配矿车；S2、布置支架装卸单元：在工作面运输巷端、工作面回风巷端的自移式端头支架的底座上分别铺设轨道，并在轨道上装配机械手以使机械手可沿自移式端头支架前后...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍永平，胡博胜，杜玉乾，胡涛，闫壮壮，曹建利，王同，皇甫靖宇，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：