一种井下掘采设备救援回撤装置及其使用方法
技术领域
本发明属于煤矿掘采技术领域，具体涉及一种井下掘采设备救援回撤装置及其使用方法。
背景技术
煤矿井下掘采设备处于井下开拓巷道的最前端，由于掘采过程中无法实现及时支护，掘采设备所处区域极易发生冒顶、片帮等情况，设备被埋、被压、被卡的事故经常发生。特别是连续采煤机在边角煤回采中，处于压力孤岛区域，矿压显现异常，冒顶事故高发。冒顶事故发生后，无专业救援系统装备，设备的救援需大量人员在冒顶区域附近进行清矸、救援工作，安全风险高、劳动强度大，且由于清理时间较长，支护不及时，顶板冒落区极易发生二次甚至多次冒落，导致救援强度增大甚至救援失败。
目前煤矿井下掘采工作面发生顶板冒落埋机、压机事故后，通常采用人工清理矸石+人工架棚+钢管超前支护搭建救援空间+安装回柱绞车牵引回撤设备的方式进行救援。该方式在应用过程中存在以下问题：
1、人工进行清理矸石、架棚等灾后防护工作，劳动强度高，效率低，易引发二次冒落，且作业人员处于冒落区边缘，安全隐患大；
2、回柱绞车的安装需要预制平台底座及打压柱，不能及时进行救援作业。钢丝绳在牵引过程中极易崩断造成人员受伤，存在较大安全隐患。
发明内容
本发明针对现有煤矿井下掘采工作面救援效率低，顶板二次冒落风险大，救援人员劳动强度高，安全隐患大的问题，提供一种井下掘采设备救援回撤装置及其使用方法。
本发明采用如下技术方案：
一种井下掘采设备救援回撤装置，包括牵引回撤装置、两臂锚杆铲运机和牵引链，牵引回撤装置通过牵引链与被救援设备连接，两臂锚杆铲运机位于牵引回撤装置的一侧，牵引回撤装置通过液压胶管与两臂锚杆铲运机的液压系统连接。
所述牵引回撤装置包括底座、牵引油缸、牵引万向节、升降油缸、撑顶装置、撑顶油缸缸杆、撑顶油缸和控制器，牵引油缸的一端与牵引链连接，另一端与牵引万向节的一端连接，牵引万向节的另一端与底座连接，底座的端面设有两个铸钢球面柱窝，升降油缸和撑顶油缸的一端分别位于铸钢球面柱窝内，升降油缸位于撑顶油缸的下方，升降油缸的缸杆与撑顶油缸的下方铰接，撑顶油缸缸杆的一端设有柱窝及销孔，撑顶装置的一端位于油缸缸杆的柱窝并通过插销连接，控制器控制牵引油缸、升降油缸和撑顶油缸。
所述两臂锚杆铲运机包括支护装置、临时支撑顶篷、临时支护系统、铲运倾斜油缸、铲运升降装置和铲运机构，临时支撑顶篷和临时支护系统位于支护装置的上方，铲运升降装置和铲运机构位于支护装置的下方，临时支撑顶篷与临时支护系统通过连接杆连接，临时支撑顶篷位于临时支护系统的顶端，铲运机构位于铲运升降装置的一端，铲运倾斜油缸的一端与铲运升降装置连接，另一端与两臂锚杆铲运机的主机架连接。
一种井下掘采设备救援回撤装置的使用方法，包括如下步骤：
第一步，掘采工作面设备被埋、被压或发生窝机时，使用两臂锚杆铲运机将牵引回撤装置救援设施迅速铲运至工作面安全区域；
第二步，将临时支撑顶篷与临时支护系统搭接，使用两臂锚杆铲运机清理被埋设备机尾冒落矸石，对冒落区补打锚杆、锚索进行支护，辅助进行架棚，建立救援空间，救援人员在临时支撑顶篷的掩护下将牵引链挂接于被埋设备机尾拖钩，并检查设备供电电缆和行走系统，恢复被埋设备行走功能；
第三步，将牵引回撤装置铲运至合适的位置，牵引回撤装置的液压胶管连接于两臂锚杆铲运机液压系统，通过控制器操作牵引油缸的缸杆伸出，其端部与牵引链连接，操作升降油缸及撑顶油缸，使撑顶油缸完全接顶并承压；
第四步，救援人员全部撤入安全区域，操作人员在临时支撑顶篷的掩护下操作控制器使牵引油缸回缩，同时操作被埋设备的行走系统退机，直至牵引油缸的缸杆完全缩回；
第五步，检查并及时清理、支护救援空间，检查牵引链并调整牵引链长度，进入下一个牵引回撤循环，直至将设备完全回撤至安全区域，完成救援。
本发明的有益效果如下：
与现有技术相比，本发明是结合煤矿井下采掘工作面发生顶板冒落后设备被埋、被压后需进行及时快速救援，以及冒落区易发生二次冒落的特征等情况，综合考虑救援装备的简单、易用、免维护等需求，开发出的安全高效的掘采设备救援回撤系统。
1. 该系统中两臂锚杆铲运机能够将牵引回撤装置等救援设施搬运至掘采工作面，系统及时布置于救援区域进行施救；
2. 牵引回撤装置结构简单免维护，采用液压油缸进行自稳，无需额外进行固定，能够快速开展救援，且通过调整撑顶装置高度可适应不同高度范围的巷道，适应性强，能够满足不同巷道高度的掘采工作面救援需求；
3. 采用液压油缸进行回撤牵引，救援拖曳力大，牵引回撤平稳，安全可靠，有效降低牵引过程引起二次冒落的风险；
4. 牵引回撤装置控制器体积小重量轻，便携性强，可根据巷道情况及时调整操作位置，降低安全风险，且配置有系统压力显示装置，能够实时掌握工作状态；
5. 两臂锚杆铲运机不仅能够对冒落矸石进行铲运清理，同时能够补打锚杆进行加强支护，及时构建救援空间；同时，大大减轻了工人劳动强度，提高救援工作的安全性；
6. 临时支撑顶篷可快速与临时支护系统搭接，为救援人员提供足够的安全空间进行救援作业，降低救援工作的风险。
附图说明
图1为本发明的救援回撤装置救援作业循环示意图Ⅰ；
图2为本发明的救援回撤装置救援作业循环示意图Ⅱ；
图3为本发明的牵引回撤装置的主视结构示意图；
图4为本发明的牵引回撤装置的俯视结构示意图；
图5为本发明的牵引回撤装置的侧视结构示意图；
图6为本发明的两臂锚杆铲运机的结构示意图；
其中：1-牵引回撤装置；2-两臂锚杆铲运机；3-牵引油缸；4-牵引万向节；5-升降油缸；6-撑顶装置；7-撑顶油缸缸杆；8-撑顶油缸；9-底座；10-支护装置；11-临时支撑顶篷；12-临时支护系统；13-铲运倾斜油缸；14-铲运升降装置；15-铲运机构；16-牵引链；17-被救援设备；18-巷道顶板；19-巷道底板。
具体实施方式
结合附图，对本发明做进一步说明。
一种井下掘采设备救援回撤装置，包括牵引回撤装置1、两臂锚杆铲运机2和牵引链16，牵引回撤装置1通过牵引链16与被救援设备17连接，两臂锚杆铲运机2位于牵引回撤装置1的一侧，牵引回撤装置1通过液压胶管与两臂锚杆铲运机2的液压系统连接。
所述牵引回撤装置1包括底座9、牵引油缸3、牵引万向节4、升降油缸5、撑顶装置6、撑顶油缸缸杆7、撑顶油缸8和控制器，牵引油缸3的一端与牵引链16连接，另一端与牵引万向节4的一端连接，牵引万向节4的另一端与底座9连接，底座9的端面设有两个铸钢球面柱窝，升降油缸5和撑顶油缸8的一端分别位于铸钢球面柱窝内，升降油缸5位于撑顶油缸8的下方，升降油缸5的缸杆与撑顶油缸8的下方铰接，撑顶油缸缸杆7的一端设有柱窝及销孔，撑顶装置6的一端位于撑顶油缸缸杆的柱窝并通过插销连接，控制器控制牵引油缸3、升降油缸5和撑顶油缸8。控制器具有对牵引油缸3、升降油缸5和撑顶油缸8动作进行控制的操作手柄及系统压力计，并设有提手。
所述两臂锚杆铲运机2包括支护装置10、临时支撑顶篷11、临时支护系统12、铲运倾斜油缸13、铲运升降装置14和铲运机构15，临时支撑顶篷11和临时支护系统12位于支护装置10的上方，铲运升降装置14和铲运机构15位于支护装置10的下方，临时支撑顶篷11与临时支护系统12通过连接杆连接，临时支撑顶篷11位于临时支护系统12的顶端，铲运机构15位于铲运升降装置14的一端，铲运倾斜油缸13的一端与铲运升降装置14连接，另一端与两臂锚杆铲运机2的主机架连接。两臂锚杆铲运机2通过油缸控制支护装置10位姿。
一种井下掘采设备救援回撤装置的使用方法，包括如下步骤：
第一步，掘采工作面设备被埋、被压或发生窝机时，使用两臂锚杆铲运机将牵引回撤装置救援设施迅速铲运至工作面安全区域；
第二步，将临时支撑顶篷11与临时支护系统12搭接，使用两臂锚杆铲运机2清理被埋设备机尾冒落矸石，对冒落区补打锚杆、锚索进行支护，辅助进行架棚，建立救援空间，救援人员在临时支撑顶篷11的掩护下将牵引链16挂接于被埋设备机尾拖钩，并检查设备供电电缆和行走系统，恢复被埋设备行走功能；
第三步，将牵引回撤装置1铲运至合适的位置，牵引回撤装置1的液压胶管连接于两臂锚杆铲运机2液压系统，通过控制器操作牵引油缸3的缸杆伸出，其端部与牵引链16连接，操作升降油缸5及撑顶油缸8，使撑顶油缸8完全接顶并承压；
第四步，救援人员全部撤入安全区域，操作人员在临时支撑顶篷11的掩护下操作控制器使牵引油缸3回缩，同时操作被埋设备的行走系统退机，直至牵引油缸3的缸杆完全缩回；
第五步，检查并及时清理、支护救援空间，检查牵引链16并调整牵引链长度，进入下一个牵引回撤循环，直至将设备完全回撤至安全区域，完成救援。
