一种薄煤层群开采首采层装置、开采方法及开采系统与流程

本发明涉及薄煤层开采，尤其涉及一种薄煤层群开采首采层装置、开采方法及开采系统。

背景技术：

1、根据煤层厚度，可将煤矿分为特厚煤层和薄煤层等，特厚煤层指6米以上的煤层，薄煤层指1.3米及以下的煤层。煤层开采时，一般通过采煤机或爆破开采的方式进行开采。采煤机通过其转动的截盘作用在煤层上，将煤块截割成小块的煤块。

2、采煤机的截盘直径一般为1.5-3米，而薄煤层的厚度在1.3米及以下，从而在采煤机对薄煤层进行开采时，会造成薄煤层周围的矸石层同时被截割下来，需要后续对截割下来的煤块进行分选，使薄煤层开采后的分选工序工作量较大，从而可做进一步改进。

3、针对现有技术的不足，本发明提供了一种薄煤层群开采首采层确定方法和系统，具备对应薄煤层厚度设置截盘直径和截割方向、对薄煤层和矸石层分别截割并分别排料等优点，解决了采煤机截盘直径大于薄煤层厚度，薄煤层和矸石层同时被截割，增加后续分选工作量的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为达到上述目的，本发明提出了一种薄煤层群开采首采层装置，包括行进车体，所述行进车体的行进前侧壁设置有偏转架组件，所述偏转架组件远离行进车体一端设置有煤层截割组件，所述偏转组件控制所述煤层截割组件在竖直方向上偏转移动，所述行进车体在所述偏转架组件下方设置有用于对被截割物料进行导向运送的导料组件，所述行进车体对应所述导料组件下方设置有用于对行进车体前方底盘位置处的矸石层进行截割的矸石截割组件，所述行进车体底部与所述导料组件连通设置有排料组件，所述行进车体内设置有用于接收各个组件信息、进行数据处理以及下达动作指令的控制器。

3、本发明通过设置可以通过设置偏转架组件控制偏转角度的煤层截割组件，可以与开采面接触，进行截割，接触面的宽度较小，以适应薄煤层厚度较小的开采需求。

4、可选地，所述偏转组件包括平行铰接设置于所述行进车体行进前方向侧壁的两组偏转臂，两个偏转臂对称设置，所述煤层截割组件设置于两组偏转臂自由端之间，每个所述偏转臂外均固定设置有安装箱，两个安装箱之间固定连接有加固杆，所述加固杆上铰接设置有液压缸组件，所述液压缸组件另一端铰接设置于所述行进车体行进前侧壁，所述安装箱上设置有用于检测偏转臂偏转角度的倾角传感器，所述倾角传感器与所述控制器电连接设置，所述控制器与所述液压缸组件电连接设置。

5、进一步地，所述煤层截割组件包括转动设置于两个偏转臂之间的第一转轴，所述第一转轴上对应非所述安装箱覆盖位置处均套设有多个第一截盘，所述第一截盘的圆周侧面上阵列固定设置有截割齿，所述第一转轴两端位置处均固定设置有第二截盘，所述第二截盘的端面上圆周阵列设置有多个倾斜割刀，所述第一转轴上对应每个所述安装箱位置处均同轴心设置有第一齿轮，所述安装箱内设置有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，且所述第二齿轮同旋转轴设置有第三齿轮，两个安装箱之间转动设置有传动轴，所述传动轴两端位置上设置有第四齿轮，且任意一个所述安装箱内设置有第一电机，所述第一电机输出轴上设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮与最接近的第四齿轮啮合设置，所述第一电机与所述控制器电连接设置。

6、进一步地，所述导料组件包括固定平行吊设在两组安装箱下方的导向板，所述导向板与所述安装箱之间固定连接设置有安装板，所述导向板远离行进车体一端套设有空心板，在导向板背离安装箱一侧壁上和空心板背离安装箱一侧壁上对称设置有两条抵接板，两个所述抵接板之间固定连接有若干弹簧。

7、进一步地，所述空心板朝向所述安装架一侧面上对称设置有若干导向条，所述导向条与对称线呈锐角夹角设置，且夹角开口朝向空心板远离行进车体一端设置。

8、进一步地，排料组件包括固定安装在行进车体前侧的半圆料斗，所述半圆料斗两端面处设置有排料口，两个排料口之间转动架设有第二转轴，所述第二转轴上对称设置有两组绞龙，所述第二转轴传动连接有输送动力件，所述半圆料斗上方设置有进料口，所述进料口位置处设置有用于接料的承托板，所述承托板设置于所述矸石破碎组件上方设置，所述半圆料斗上方正对进料口一侧固定连接有挡板。

9、进一步地，所述输送动力件包括固定设置于所述第二转轴上两组绞龙对称中心位置处的第一带轮，所述半圆料斗在挡板一侧固定设置有固定平台，所述固定平台上设置有第二电机，所述第二电机输出端上固定设置有第二带轮，所述第一带轮与所述第二带轮之间设置有第一皮带，且所述第二电机设置于所述挡板远离进料口一侧，所述挡板上设置有供所述第一皮带让位槽孔，所述第二电机与所述控制器电连接设置。

10、进一步地，所述矸石截割组件包括设置于承托板下方的第三转轴，所述第三转轴垂直于行进车体行进方向设置，且与所述行进车体转动连接设置，所述第三转轴上设置有多组螺旋截割片，所述第三转轴一端固定连接有第三带轮，所述行进车体内部对应第三带轮上方且背离行进车体行进方向位置处转动设置有第四带轮，所述第四带轮与第三电机的输出轴固定连接设置，所述第三电机与所述控制器电连接设置。

11、进一步地，还包括喷淋组件，所述喷淋组件包括设置于所述行进车体内部的储水箱，所述储水箱一侧壁底部连通设置有导流管，所述安装箱上设置有喷淋管，所述喷轮管与所述导流管联通设置，所述喷淋管上朝向煤层截割组件方向设置有多个出水口，每个出水口上均设置有雾化喷头，所述储水箱靠近导流管位置处设置有水泵，所述水泵与所述控制器电连接设置。

12、本申请还提供一种薄煤层群开采首采层开采方法，包括以下步骤：

13、s1、对煤矿的深度、宽度、和长度进行勘测、料件煤矿的空间布局；

14、s2、根据煤矿的空间布局、地质条件、分析开采技术可行性和支护工艺，并确定首采层布局位置；

15、s3、通过首采层布局位置确定采煤层数，并根据首采层布局位置，确定首采层开采过程中，首采层上部和下部矸石层的开采深度；

16、s4、使用薄煤层群开采首采层装置对薄煤层的首采层进行煤层开采。

17、本申请还提供一种薄煤层群开采首采层开采系统，应用于如上述任意一项所述的一种薄煤层群开采首采层装置中，其中存储有一种薄煤层群开采首采层确定方法。

18、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

1.一种薄煤层群开采首采层装置，其特征在于，包括行进车体，所述行进车体的行进前侧壁设置有偏转架组件，所述偏转架组件远离行进车体一端设置有煤层截割组件，所述偏转组件控制所述煤层截割组件在竖直方向上偏转移动，所述行进车体在所述偏转架组件下方设置有用于对被截割物料进行导向运送的导料组件，所述行进车体对应所述导料组件下方设置有用于对行进车体前方底盘位置处的矸石层进行截割的矸石截割组件，所述行进车体底部与所述导料组件连通设置有排料组件，所述行进车体内设置有用于接收各个组件信息、进行数据处理以及下达动作指令的控制器。

2.如权利要求1所述的一种薄煤层群开采首采层装置，其特征在于，所述偏转组件包括平行铰接设置于所述行进车体行进前方向侧壁的两组偏转臂，两个偏转臂对称设置，所述煤层截割组件设置于两组偏转臂自由端之间，每个所述偏转臂外均固定设置有安装箱，两个安装箱之间固定连接有加固杆，所述加固杆上铰接设置有液压缸组件，所述液压缸组件另一端铰接设置于所述行进车体行进前侧壁，所述安装箱上设置有用于检测偏转臂偏转角度的倾角传感器，所述倾角传感器与所述控制器电连接设置，所述控制器与所述液压缸组件电连接设置。

3.如权利要求2所述的一种薄煤层群开采首采层装置，其特征在于，所述煤层截割组件包括转动设置于两个偏转臂之间的第一转轴，所述第一转轴上对应非所述安装箱覆盖位置处均套设有多个第一截盘，所述第一截盘的圆周侧面上阵列固定设置有截割齿，所述第一转轴两端位置处均固定设置有第二截盘，所述第二截盘的端面上圆周阵列设置有多个倾斜割刀，所述第一转轴上对应每个所述安装箱位置处均同轴心设置有第一齿轮，所述安装箱内设置有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，且所述第二齿轮同旋转轴设置有第三齿轮，两个安装箱之间转动设置有传动轴，所述传动轴两端位置上设置有第四齿轮，且任意一个所述安装箱内设置有第一电机，所述第一电机输出轴上设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮与最接近的第四齿轮啮合设置，所述第一电机与所述控制器电连接设置。

4.如权利要求2所述一种薄煤层群开采首采层装置，其特征在于，所述导料组件包括固定平行吊设在两组安装箱下方的导向板，所述导向板与所述安装箱之间固定连接设置有安装板，所述导向板远离行进车体一端套设有空心板，在导向板背离安装箱一侧壁上和空心板背离安装箱一侧壁上对称设置有两条抵接板，两个所述抵接板之间固定连接有若干弹簧。

5.如权利要求4所述的一种薄煤层群开采首采层装置，其特征在于，所述空心板朝向所述安装架一侧面上对称设置有若干导向条，所述导向条与对称线呈锐角夹角设置，且夹角开口朝向空心板远离行进车体一端设置。

6.如权利要求1所述的一种薄煤层群开采首采层装置，其特征在于，排料组件包括固定安装在行进车体前侧的半圆料斗，所述半圆料斗两端面处设置有排料口，两个排料口之间转动架设有第二转轴，所述第二转轴上对称设置有两组绞龙，所述第二转轴传动连接有输送动力件，所述半圆料斗上方设置有进料口，所述进料口位置处设置有用于接料的承托板，所述承托板设置于所述矸石破碎组件上方设置，所述半圆料斗上方正对进料口一侧固定连接有挡板。

7.如权利要求6所述的一种薄煤层群开采首采层装置，其特征在于，所述输送动力件包括固定设置于所述第二转轴上两组绞龙对称中心位置处的第一带轮，所述半圆料斗在挡板一侧固定设置有固定平台，所述固定平台上设置有第二电机，所述第二电机输出端上固定设置有第二带轮，所述第一带轮与所述第二带轮之间设置有第一皮带，且所述第二电机设置于所述挡板远离进料口一侧，所述挡板上设置有供所述第一皮带让位槽孔，所述第二电机与所述控制器电连接设置。

8.如权利要求6所述的一种薄煤层群开采首采层装置，其特征在于，所述矸石截割组件包括设置于承托板下方的第三转轴，所述第三转轴垂直于行进车体行进方向设置，且与所述行进车体转动连接设置，所述第三转轴上设置有多组螺旋截割片，所述第三转轴一端固定连接有第三带轮，所述行进车体内部对应第三带轮上方且背离行进车体行进方向位置处转动设置有第四带轮，所述第四带轮与第三电机的输出轴固定连接设置，所述第三电机与所述控制器电连接设置。

9.如权利要求2所述的一种薄煤层群开采首采层装置，其特征在于，还包括喷淋组件，所述喷淋组件包括设置于所述行进车体内部的储水箱，所述储水箱一侧壁底部连通设置有导流管，所述安装箱上设置有喷淋管，所述喷轮管与所述导流管联通设置，所述喷淋管上朝向煤层截割组件方向设置有多个出水口，每个出水口上均设置有雾化喷头，所述储水箱靠近导流管位置处设置有水泵，所述水泵与所述控制器电连接设置。

10.一种薄煤层群开采首采层开采方法，其特征在于，包括以下步骤：

11.一种薄煤层群开采首采层开采系统，其特征在于，应用于如上述权利要求1-9任意一项所述的一种薄煤层群开采首采层装置中，其中存储有如权利要求8所述的一种薄煤层群开采首采层确定方法。