專利名稱：礦山掘進(jìn)中立體作業(yè)快速出碴方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦山掘進(jìn)中一種出碴方法，尤其涉及一種立體作業(yè)快速出碴方法。
背景技術(shù)：
在我國，掘進(jìn)施工一般采“鉆爆法”。該法主要工作包括四大環(huán)節(jié)，即鉆孔、爆破、出碴、錨噴等。與本發(fā)明創(chuàng)造有關(guān)的“出碴”，即是將爆破出來的巖石(俗稱“碴”)運(yùn)走，俗稱“出碴”；“錨噴”，即是在爆破后的巖壁上打入一排排的錨桿，錨桿每根長幾米，煤礦上一般要求每根錨桿的抗拔出力不小于5噸，尤以拱部的錨桿最密。上述幾個(gè)環(huán)節(jié)中，出碴工作是最繁重、而且又是最耗費(fèi)工時(shí)的工序，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般占掘進(jìn)循環(huán)(即鉆-爆-出碴-錨噴)工時(shí)的50％左右，有的高達(dá)80％。據(jù)相關(guān)記載，在國外采用聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)的場合，可將出碴的時(shí)間降到占掘進(jìn)循環(huán)總時(shí)間的25％左右?？梢娕c國外先進(jìn)作業(yè)情況相比，我們這方面的工作還存在較大的差距，但聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)價(jià)格高，普遍引進(jìn)這類設(shè)備將付出高昂的代價(jià)。因此，如何充分利用現(xiàn)有出碴作業(yè)技術(shù)條件，創(chuàng)造出可行的快速出碴作業(yè)方法，以提高出碴的效率，縮短出碴占掘進(jìn)循環(huán)總時(shí)間的百分比，已成為亟待解決的技術(shù)問題?，F(xiàn)有技術(shù)中出碴作業(yè)方法如圖1所示，煤礦巷道的開拓一般都采用“有軌運(yùn)輸”，煤礦巷道寬僅3米左右，并且裝碴設(shè)備多為扒斗式裝巖機(jī)，這種裝巖機(jī)極其笨重，只能前移，不能后退。其出碴過程是，電機(jī)車4推著一列空車5至扒裝機(jī)8，該列空車最前端的一輛先在扒裝機(jī)尾部裝碴；裝滿后(裝滿的礦車稱為“重車”)，電機(jī)車到拉著整列礦車后退(含重車)，當(dāng)該列礦車的重車移走過叉道701的后左口時(shí)，開車工人下車將道叉扳換至叉道，該叉道701是專設(shè)的重車6存車區(qū)，電機(jī)車開進(jìn)左側(cè)存放重車的存車叉道后，工人再下車，摘掉掛勾，放下重車，再退出叉道，再重新道叉扳回主軌道7，電機(jī)車又重新推著(空車皮)列車走向扒裝機(jī)，將空車皮推進(jìn)至“裝車位”。我們這里將重車?yán)卟⒄{(diào)換成空車皮的過程，稱之為“調(diào)車”。接著，又重復(fù)上述過程，直至將全部碴石裝完并運(yùn)走為止。為估算這種作業(yè)方式的效率，特分析如下井下礦車容積一般為1立方米，裝滿1車只需2分鐘左右，裝滿2車只需4分鐘左右，而按上所述過程，“調(diào)車”一次，則大約需12-15分鐘。顯然，這種出碴方式，大部分時(shí)間都耗費(fèi)在“調(diào)車”過程中了，致使出碴工序占整個(gè)出碴作業(yè)的75-79％，工效太低。還需要說明的是，針對(duì)這種作業(yè)方式，為提高作業(yè)效率，現(xiàn)在扒裝機(jī)的尾部都改長了，以致尾部下面一次可放2輛空車皮，可先裝滿1輛、再稍推一下、裝滿另一輛，這樣當(dāng)裝滿2輛礦車時(shí)，才按上述調(diào)車方式，將2輛重車存入左側(cè)的存車叉道，這樣效率稍有提高，但并沒有從根本上克服這種傳統(tǒng)出碴方式所固有的效率低下的弊端。本發(fā)明主要是針對(duì)目前這種國內(nèi)普遍采用的效率有所提高的出碴作業(yè)方式提出的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于克服現(xiàn)有技術(shù)中出碴方式所固有的效率低下的弊端，提供一種礦山掘進(jìn)中立體作業(yè)快速出碴方法。
其技術(shù)解決方案是一種礦山掘進(jìn)中立體作業(yè)快速出碴方法，其主要采取電機(jī)車沿巷道地面軌道輸送車輛操作方式和采取設(shè)置在巷道拱頂下方的空中車輛吊運(yùn)裝置吊運(yùn)空車操作方式，二者協(xié)同配合形成立體出碴作業(yè)。
具體包括以下步驟(1)出碴開始時(shí)，電機(jī)車前側(cè)推著兩輛空車、后側(cè)牽引著一列空車沿巷道地面軌道駛向工作面，直至電機(jī)車前面的空車到達(dá)扒裝機(jī)尾部下方的裝車位時(shí)停止；(2)扒裝機(jī)開始扒裝，先裝尾部下方的第二輛空車，當(dāng)笫二輛空車裝滿后，電機(jī)車牽引此重車和第一輛空車后退一個(gè)車長，第一輛空車接著裝碴；與此同時(shí)，設(shè)置在巷道拱頂下方的空中車輛吊運(yùn)裝置開始工作，其吊掛機(jī)構(gòu)將電機(jī)車后側(cè)空車中處于最后位置的兩輛空車吊起，從空中跨過電機(jī)車，一直吊運(yùn)至扒裝機(jī)尾部后側(cè)上方的等待下放空車位上，待命下放；(3)上述處于裝車位的兩輛空車裝滿后，電機(jī)車牽引重車后退，當(dāng)退出兩個(gè)車位后，吊置于等待下放空車位的兩輛空車受命立即下放至地面鐵軌上，這時(shí)電機(jī)車前進(jìn)，推著重車、連同剛放下的兩輛空車前行，直至前面的兩輛空車到達(dá)扒裝機(jī)尾部下方的裝車位時(shí)停止；這時(shí)扒裝機(jī)又開始裝碴，與此同時(shí)，吊掛機(jī)構(gòu)又開始將電機(jī)車后側(cè)空車中處于最后位置的兩輛空車吊運(yùn)至等待下放空車位上，待命下放；(4)待所有空車依照步驟(3)操作裝載后，由電機(jī)車牽引著一列重車沿地面軌道駛出巷道，完成一次出碴作業(yè)。
上述吊掛機(jī)構(gòu)選為單軌吊，其包括工字鋼形成的單軌，及能在單軌上往復(fù)移動(dòng)的吊掛機(jī)構(gòu)；該吊掛機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式通過無線遙控施行。
上述單軌固定聯(lián)接在巷道拱頂?shù)腻^桿上。
上述單軌為選定長度，其由多節(jié)工字鋼連接而成。
上述單軌隨著工作面每推進(jìn)一段距離，就將單軌上末節(jié)工字鋼拆解下，將其連接到單軌的前端作為首節(jié)，使單軌隨工作面向前適宜跟進(jìn)。
本發(fā)明采取巷道地面軌道運(yùn)輸，及利用空中車輛吊運(yùn)裝置從空中調(diào)配準(zhǔn)裝空車協(xié)同方式，實(shí)現(xiàn)立體出碴作業(yè)。本發(fā)明與傳統(tǒng)出碴作業(yè)方法相比，可大大提高出碴效率；與聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)出碴方式相比，具有投資省，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為傳統(tǒng)出碴作業(yè)方法有關(guān)設(shè)備及結(jié)構(gòu)等示意圖，并示出了工作過程中一個(gè)瞬間的情形。
圖2為本發(fā)明一種實(shí)施方式中有關(guān)設(shè)備及結(jié)構(gòu)等示意圖，并示出了工作過程中一個(gè)瞬間的情形。
圖3為本發(fā)明另一種實(shí)施方式中有關(guān)設(shè)備及結(jié)構(gòu)等示意圖，并示出了工作過程中一個(gè)瞬間的情形。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明具體實(shí)施方式
實(shí)施例1，結(jié)合參看圖2，一種礦山掘進(jìn)中立體作業(yè)快速出碴方法，其有關(guān)設(shè)備及結(jié)構(gòu)主要有吊置在巷道拱頂1錨桿2上的單軌吊3、電機(jī)車4、空車皮(空車)5、重車6、地面軌道7、扒裝機(jī)8等。單軌吊3是由一節(jié)節(jié)工字鋼連接而成的單軌301與一套吊裝機(jī)構(gòu)302組成的，現(xiàn)有某些礦山機(jī)械廠(例如石家莊煤機(jī)廠)生產(chǎn)有成系列的用于其它高空作業(yè)領(lǐng)域的“單軌吊”產(chǎn)品，可直接選用該類成型產(chǎn)品作為本實(shí)施方式單軌吊3，單軌吊3被吊在拱頂1的錨桿2上，其吊裝機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)可采取無線遙控的操作方式。
其工作步驟及過程是出碴開始時(shí)，電機(jī)車4前側(cè)推著一輛空車、后側(cè)牽引著一列空車沿地面軌道7駛向工作面(掘進(jìn)迎頭)，直至電機(jī)車4前面的空車到達(dá)扒裝機(jī)8尾部下方的裝車位時(shí)停止；扒裝機(jī)8開始扒裝，與此同時(shí)，單吊軌3開始工作，吊裝機(jī)構(gòu)302將電機(jī)車4后側(cè)空車中處于最后位置的一輛空車吊起，從空中跨過電機(jī)車，一直吊運(yùn)至扒裝機(jī)8尾部后側(cè)上方的等待下放空車位9上，待命下放；上述處于裝車位的空車裝滿后，電機(jī)車牽引該輛重車后退，當(dāng)退出一個(gè)車位后，吊置于等待下放空車位9的一輛空車受命立即下放至地面軌道上，這時(shí)電機(jī)車4前進(jìn)，推著剛裝滿的一輛重車、連同剛放下的一輛空車前行，直至前面的空車到達(dá)扒裝機(jī)尾部下方的裝車位時(shí)停止。扒裝機(jī)8又開始扒裝，與此同時(shí)，單吊軌3繼續(xù)工作，吊裝機(jī)構(gòu)302將電機(jī)車4后側(cè)空車中處于最后位置的一輛空車吊起，從空中跨過電機(jī)車及其前側(cè)的重車，一直吊運(yùn)至扒裝機(jī)8尾部后側(cè)上方的等待下放空車位9上，待命下放；上述處于裝車位的一輛空車裝滿后，電機(jī)車牽引兩輛重車后退，當(dāng)退出一個(gè)車位后，吊置于等待下放空車位9的一輛空車受命立即下放至地面鐵軌上，這時(shí)電機(jī)車4前進(jìn)，推著剛裝滿的兩輛重車、連同剛放下的一輛空車前行，直至前面的空車到達(dá)扒裝機(jī)尾部下的裝車位時(shí)停止。如此操作運(yùn)行，直至將所有的空車裝載完畢，由電機(jī)車4牽引著一列重車沿地面軌道7駛離工作面(掘進(jìn)迎頭)，完成一次出碴作業(yè)。上述空中吊運(yùn)“調(diào)車”的整個(gè)過程1分鐘就足能完成。單軌吊中單軌總長度可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，可選定為30、40或50米等；工作面每向前前進(jìn)一段，可將最后端的一節(jié)工字鋼拆下再接到單軌的最前端，一般情況下一個(gè)工作班次至多調(diào)整一次即可，如此調(diào)整單軌的總長度可保持不變。錨桿是為隧道安全支護(hù)設(shè)置的，不論是否用其固定單軌吊它都是必備的，因此，該作業(yè)方法，直接選用拱頂錨桿作為單軌吊懸掛拉桿，只是在操作中增加了一次將一段工字鋼掛在對(duì)應(yīng)錨芹上的工作量，而無需另行設(shè)置單軌吊懸吊拉桿。
上述技術(shù)內(nèi)容中記載的相關(guān)“前側(cè)”、“前行”、“前進(jìn)”、“前端”中的“前”，是指掘進(jìn)迎頭的方向。
實(shí)施例2，結(jié)合參看圖3，一種礦山掘進(jìn)中立體作業(yè)快速出碴方法，其有關(guān)設(shè)備及結(jié)構(gòu)主要有吊置在巷道拱頂1錨桿2上的單軌吊3、電機(jī)車4、空車5、重車6、地面軌道7、扒裝機(jī)8等。單軌吊3是由一節(jié)節(jié)工字鋼連接而成的單軌301與一套吊掛機(jī)構(gòu)302組成的，現(xiàn)有某些礦山機(jī)械廠(例如石家莊煤機(jī)廠)生產(chǎn)有成系列的用于其它運(yùn)輸作業(yè)領(lǐng)域的“單軌吊”產(chǎn)品，可直接選用該類成型產(chǎn)品作為本實(shí)施方式單軌吊3，單軌吊3被吊在拱頂1的錨桿2上，其吊掛機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)可采取無線遙控的操作方式。
其工作步驟及過程是出碴開始時(shí)，電機(jī)車4前側(cè)推著兩輛空車、后側(cè)牽引著一列空車沿地面軌道7駛向工作面(掘進(jìn)迎頭)，直至電機(jī)車4前面的空車到達(dá)扒裝機(jī)8尾部下方的裝車位時(shí)停止；扒裝機(jī)8開始扒裝，先裝尾部下方的第二輛空車即兩輛空車中位于后側(cè)的空車，當(dāng)?shù)诙v空車裝滿后成為一輛重車，電機(jī)車4牽引此重車和第一輛空車即兩輛空車中位于前側(cè)的空車后退一個(gè)車長，第一輛空車接著裝碴；與此同時(shí)，單吊軌3開始工作，吊掛機(jī)構(gòu)302將電機(jī)車4后側(cè)空車中處于最后位置的兩輛空車吊起，從空中跨過電機(jī)車，一直吊運(yùn)至扒裝機(jī)8尾部后側(cè)上方的等待下放空車位9上，待命下放；上述處于裝車位的兩輛空車裝滿后，電機(jī)車牽引兩輛重車后退，當(dāng)退出兩個(gè)車位后，吊置于等待下放空車位9的兩輛空車受命立即下放至地面軌道上，這時(shí)電機(jī)車4前進(jìn)，推著剛裝滿的兩輛重車、連同剛放下的兩輛空車前行，直至前面的兩輛空車到達(dá)扒裝機(jī)尾部下方的裝車位時(shí)停止。扒裝機(jī)8又開始扒裝，先裝尾部下方的第二輛空車即兩輛空車中位于后側(cè)的空車，當(dāng)?shù)诙v空車裝滿后成為一輛重車，電機(jī)車4牽引三輛重車和第一輛空車即兩輛空車中位于前側(cè)的空車后退一個(gè)車長，第一輛空車接著裝碴；與此同時(shí)，單吊軌3繼續(xù)工作，吊掛機(jī)構(gòu)302將電機(jī)車4后側(cè)空車中處于最后位置的兩輛空車吊起，從空中跨過電機(jī)車及其前側(cè)的重車，一直吊運(yùn)至扒裝機(jī)8尾部后側(cè)上方的等待下放空車位9上，待命下放；上述處于裝車位的兩輛空車裝滿后，電機(jī)車牽引4輛重車后退，當(dāng)退出2個(gè)車位后，吊置于等待下放空車位9的兩輛空車受命立即下放至地面鐵軌上，這時(shí)電機(jī)車4前進(jìn)，推著剛裝滿的四輛重車、連同剛放下的兩輛空車前行，直至前面的兩輛空車到達(dá)扒裝機(jī)尾部下的裝車位時(shí)停止。如此操作運(yùn)行，直至將所有的空車裝載完畢，由電機(jī)車4牽引著一列重車沿地面軌道7駛離工作面(掘進(jìn)迎頭)，完成一次出碴作業(yè)。上述空中吊運(yùn)“調(diào)車”的整個(gè)過程2分鐘就足能完成。單軌吊中單軌總長度可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，如選定為30、40或50米等；工作面每向前前進(jìn)一段，可將最后端的一節(jié)工字鋼拆下再接到單軌的最前端，一般情況下一個(gè)工作班次至多調(diào)整一次即可，如此調(diào)整單軌的總長度可保持不變。錨桿是為隧道安全支護(hù)設(shè)置的，不論是否用其固定單軌吊它都是必備的，因此，該作業(yè)方法，直接選用拱頂錨桿作為單軌吊懸掛拉桿，只是在操作中增加了一次將一段工字鋼掛在對(duì)應(yīng)錨桿上的工作量，只需幾分鐘的時(shí)間，而無需另行設(shè)置單軌吊懸吊拉桿。
上述技術(shù)內(nèi)容中記載的相關(guān)“前側(cè)”、“前行”、“前進(jìn)”、“前端”中的“前”，是指掘進(jìn)迎頭的方向。
上述實(shí)施例2與傳統(tǒng)出碴作業(yè)方法有益效果對(duì)比如下①傳統(tǒng)出碴作業(yè)方法，按“樂觀”的標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)每裝1車需2分鐘，若一次先后裝2車，則裝車需4.5分鐘(中間需推一次車)，調(diào)車約12分鐘(一般為12-15分鐘)，這樣每“進(jìn)車-裝2車-調(diào)車”1次，占用時(shí)間16.5-19.5分鐘；如果按每班爆出20立方巖石(相當(dāng)于進(jìn)尺約2m)計(jì)算，則舊出碴方式約需165-195分鐘，即2小時(shí)45分鐘-3小時(shí)15分鐘，現(xiàn)在每掘進(jìn)循環(huán)一般為一個(gè)班，出碴時(shí)間約占34-40％；②本發(fā)明的作業(yè)方法，按“保守”的標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)裝1車需2分鐘(同上)，調(diào)車(即下放空車皮及推至扒裝位)1.5分鐘，再裝滿1車又是2分鐘，這樣每“進(jìn)車-裝2車-調(diào)車”1次，占用時(shí)間5.5分鐘；同樣按出碴20立方巖石計(jì)算，僅需55分鐘，即新出碴方法，與舊方式相比，每班節(jié)約110--140分鐘，而出碴時(shí)間僅占整個(gè)循環(huán)(即同樣按1個(gè)班)的11.5％。
以上是按鉆孔深度2m計(jì)算的，顯然孔越深，出碴量就越大，本發(fā)明就越顯示其出碴效率高的優(yōu)越性。
基于本發(fā)明創(chuàng)造，若鉆孔、爆破及錨噴3項(xiàng)工序仍按4小時(shí)計(jì)算的話，則由于出碴速度加快，掘進(jìn)新循環(huán)的總循環(huán)時(shí)間將為4小時(shí)55分鐘，這時(shí)出碴占整個(gè)循環(huán)的比例為18.6％。顯然，即使按保守的估計(jì)，在不采用外國″聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)″重大設(shè)備的情況下，也能達(dá)到甚至優(yōu)于聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)的出碴效率。且投資省，還可充分利用現(xiàn)有巷道結(jié)構(gòu)及有關(guān)裝備(設(shè)備)等條件，易于實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種礦山掘進(jìn)中立體作業(yè)快速出碴方法，特征在于其主要采取電機(jī)車沿巷道地面軌道輸送車輛操作方式和采取設(shè)置在巷道拱頂下方的空中車輛吊運(yùn)裝置吊運(yùn)空車操作方式，二者協(xié)同配合形成立體出碴作業(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山掘進(jìn)中立體作業(yè)快速出碴方法，具體包括以下步驟(1)出碴開始時(shí)，電機(jī)車前側(cè)推著兩輛空車、后側(cè)牽引著一列空車沿巷道地面軌道駛向工作面，直至電機(jī)車前面的空車到達(dá)扒裝機(jī)尾部下方的裝車位時(shí)停止；(2)扒裝機(jī)開始扒裝，先裝尾部下方的第二輛空車，當(dāng)?shù)诙v空車裝滿后，電機(jī)車牽引此重車和第一輛空車后退一個(gè)車長，第一輛空車接著裝碴；與此同時(shí)，設(shè)置在巷道拱頂下方的空中車輛吊運(yùn)裝置開始工作，其吊掛機(jī)構(gòu)將電機(jī)車后側(cè)空車中處于最后位置的兩輛空車吊起，從空中跨過電機(jī)車，一直吊運(yùn)至扒裝機(jī)尾部后側(cè)上方的等待下放空車位上，待命下放；(3)上述處于裝車位的兩輛空車裝滿后，電機(jī)車牽引重車后退，當(dāng)退出兩個(gè)車位后，吊置于等待下放空車位的兩輛空車受命立即下放至地面鐵軌上，這時(shí)電機(jī)車前進(jìn)，推著重車、連同剛放下的兩輛空車前行，直至前面的兩輛空車到達(dá)扒裝機(jī)尾部下方的裝車位時(shí)停止；這時(shí)扒裝機(jī)又開始裝碴，與此同時(shí)，吊掛機(jī)構(gòu)又開始將電機(jī)車后側(cè)空車中處于最后位置的兩輛空車吊運(yùn)至等待下放空車位上，待命下放；(4)待所有空車依照步驟(3)操作裝載后，由電機(jī)車牽引著一列重車沿地面軌道駛離工作面，完成一次出碴作業(yè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦山掘進(jìn)中立體作業(yè)快速出碴方法，其特征在于所述空中車輛吊運(yùn)輸裝置選為單軌吊，其包括工字鋼形成的單軌，及能在單軌上往復(fù)移動(dòng)的吊掛機(jī)構(gòu)；該吊掛機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式通過無線遙控施行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦山掘進(jìn)中立體作業(yè)快速出碴方法，其特征在于所述單軌固定聯(lián)接在巷道拱頂?shù)腻^桿上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦山掘進(jìn)中立體作業(yè)快速出碴方法，其特征在于所述單軌為選定長度，其由多節(jié)工字鋼連接而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的礦山掘進(jìn)中立體作業(yè)快速出碴方法，其特征在于所述單軌隨著工作面每推進(jìn)一段距離，就將單軌上末節(jié)工字鋼拆解下，將其連接到單軌的前端作為首節(jié)，使單軌隨工作面向前適宜跟進(jìn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦山掘進(jìn)中立體作業(yè)快速出碴方法，其主要采取電機(jī)車沿巷道地面軌道輸送車輛操作方式和采取設(shè)置在巷道拱頂下方的空中車輛吊運(yùn)裝置吊運(yùn)空車操作方式，二者協(xié)同配合形成立體出碴作業(yè)。與傳統(tǒng)出碴方法比，效率大幅提高；與聯(lián)合機(jī)出碴方式比，具有投資省，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21F13/00GK1719001SQ20051004344
公開日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2005年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月3日
發(fā)明者蘇學(xué)成, 樊炳輝, 江浩, 張志獻(xiàn), 王傳江 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)