本发明涉及地下开采尤其是长壁工作面开采用的开采设备，它具有一些并列平行设置可沿回采工作推进方向移动的液压节式迈步支架，以及有一个设在工作面前可移动的输送机，其中，通过它们前伸的顶梁越过输送机的节式迈步支架，配备有开采处于它们前面的工作面区的采掘机，为了进行采掘切割，采掘机可回转地支承在回转轴承中并设有回转驱动装置，回转轴承设在节式迈步支架顶梁旁垂直于层理的平面内。 已知有各种不同型式的用于工作面作业的开采设备，它们为每一个节式迈步支架配有自己的采掘机，所以采煤时可沿整个工作面长度同时以较高的劳动生产率进行开采（DE-PS 855388，DE-AS 2412996，DE-PS 2552817）。在一种已知的此种类型的开采设备中（DE-PS2806767），采掘机由支承在掩护支架顶梁上既可沿高度回转又可沿开采方向移动的铰接式回转架组成，它们构成采矿工具的工具架。这些采矿工具例如由一些装在铰接式回转架上，可沿工作面纵向移动，配备有高压水喷管的喷管滑台所组成，或由被驱动的切割滚筒组成，切割滚筒通过一列万向轴，连成一个具有公共驱动装置的切割滚筒链，或各有一个自己的滚筒驱动装置。铰接式回转架地回转轴承设在掩护支架主柱支承的顶梁上，处于较高的位置，所以，只有将铰接式回转架的回转和推进运动组合起来，也就是说，在多次弧形走刀时逐步地推移铰接式回转架，才能由采矿工具涉及并开采工作面整个矿层厚度。
上述类型的开采设备实际上至今未能在采矿工业的实践中使用，尽管与传统的刨煤和截煤机相比，它可以达到高得多的采矿劳动生产率，因为它为每一个掩护支架配一个自己的采掘机，因而可同时沿整个长度开采工作面。
本发明的目的主要是设计这种类型的开采设备，它能在没有过量的设备性支出的情况下，以高的生产率开采矿层或层状的矿床，例如煤层，也可以开采其他矿床，例如盐矿床或磷酸盐矿床等，最好用于开采长壁工作面，但根据需要也可用于短壁工作面开采。
按本发明为达到此目的，是使采掘机各包括一个沿工作面前壁整个高度进行连续的弧形切割的正面刨刀，正面刨刀支承在节式迈步支架朝工作面方向伸出的顶梁下侧的回转轴承中。
在这种结构的开采设备中，配属于各液压节式迈步支架或掩护支架的采掘机设计成，使之在正面刨刀的回转轴线固定的情况下，可以在一次连续的弧形走刀中，按预定的切割深度，对工作面整个厚度或底板水平与顶板水平之间的整个高度进行开采。因此可以获得较高的劳动生产率。这种正面刨刀形成了在机械技术方面简单的设备，所以，为支架部件所配的采掘机，其结构性的支出不是很大，与可达到的采矿劳动生产率相比甚至可以说是很小的，此外，作为正面刨刀的回转驱动装置，可采用简单的回转缸，它可通过反正需要的支架液压系统进行工作。同时，还可以简化采掘机的控制装置，它可以有优点地与电液式支架控制装置组合在一起。在顶板和底板之间液压撑紧的节式迈步支架或掩护支架，为正面刨刀构成了一种稳固的支柱，它允许在开采作业时的弧形切割中作用有高的铲挖力。
正面刨刀的回转轴承最好至少设在底板水平与顶板水平之间二分之一高度的附近。因此，它处于输送机之上，输送机与节式迈步支架前伸的顶梁之间的水平面中。这就可以使正面刨刀以一个就挖落工艺而言为有利的切割断面进行作业，也就是说，尤其在矿山压力较高时使落煤工序变得更容易进行。此外，具有正面刨刀的采掘机最好设在前伸的顶梁工作面前壁一侧的端部区中，亦即回采工作面附近，并最好使正面刨刀的回转轴承，它的工作位置在工作面一侧可移动输送机之前。这样做可使采掘机结构紧凑，并便于将采掘机在工作面上开采下来的采掘物装载到输送机中。
正面刨刀的回转轴承在它的高度位置上最好是可调的，所以每一个采掘机可以适应在一定范围内变化波动的矿层厚度，以及适应沿工作面方向也可能存在的不同的矿层厚度，至少矿层厚度的波动变化是由顶板还是由底板方向的变化引起的，这一点无关紧要。
按照本发明另一个重要的设计特点，正面刨刀设计成这样和由回转驱动装置这样来驱动，即，它按一种从底板水平向顶板水平方向走的弧形采掘切割进行作业，尽管从原则上讲也可以沿相反作业方向进行弧形切割，亦即从顶板水平朝底顶水平方向进行作业。此外，从底板水平向顶板水平的弧形切割，还可以借助于正面刨刀将底板切割得相当平整，没有台阶，这对于移动输送机和支架也是有利的。同时，这种作业方式也有利于将采掘物装载到输送机中。
正面刨刀设在沿配属的节式迈步支架宽度连续的刨刀刀刃，刨刀刀刃设在与正面刨刀的回转轴承相隔一个杠杆距离处，最好配备有刨煤机刨刀或由它所构成，此刨煤机刨刀最好可更换地装在刀架上，就如同在传统的煤刨中常见的那样。
按本发明另一个改进设计的特点，正面刨刀设计成刨煤挖斗的形式。因此，正面刨刀还具有装料的功能，所以它可作为正面装料刨刀进行工作。结构最好设计成这样，即，构成正面刨刀的刨刀挖斗具有一个与回转轴承连接的挖斗后背，与回转轴承有一个杠杆距离处，它有一个指向工作面前壁方向、与之成角度并构成刨刀刀刃的采掘臂，采掘臂的长度最好比挖斗后背的长度小得多。采掘臂和挖斗后背互相大约成直角，采掘臂最好经过一个挖斗圆弧过渡到挖斗后背。正面刨刀的这种造型，可将弧形走刀时崩落的采掘物收集在刨刀挖斗中，并能从挖斗再卸入输送机中。因此，其结构应设计为使挖斗后背成为排料板，在弧形切割时装在挖斗中的采掘物，以过挖斗后背的自由边，向下落入输送机范围内。可能落在工作面前臂一侧输送机前的采掘物，可在输送机移动时装入输送机中。这一装料过程可通过在输送机的工作面一侧设铲料板来完成。还有这样的可能性，即在正面刨刀或在构成正面刨刀的挖斗后面，设装料板或类似物，在正面刨刀换向运动时，装料板沿底板朝输送机方向运动，并因而将输送机前工作面一侧在底板上的采掘物推入输送机中。
更具体地说，配属于节式迈步支架的采掘机最好设计为，正面刨刀支承在刨刀支架上的回转轴承中，刨刀支架本身则借助于伺服驱动装置，最好借助于至少一个液压式水平控制千斤顶，可在高度方向摆动地支承在节式迈步支架前伸顶梁旁的铰链轴承中，因此，回转轴承的高度位置可以调整，以适应各种矿层厚度。用于回转正面刨刀的回转缸或也可以是回转缸对，因此可支承在刨刀支架的铰链接头中。刨刀支架最好以一种双臂杠杆的型式支承在铰链轴承中，正面刨刀的回转轴承设在指向工作面前壁的杠杆臂上，一个或多个回转缸的铰链接头和/或一个或多个水平控制千斤顶的铰链接头，则设在指向相反侧（充填侧）的刨刀支架的杠杆臂上。此外，推荐将刨刀支架设计成开口的铰接式回转架的型式，因此，在正面刨刀作弧形的采掘切割时，正面刨刀的挖斗后背可穿过它回转。
为其配有采掘机的节式迈步支架最好由液压的掩护支架组成，尤其是双纽线掩护支架，它的伸出输送机的顶梁下侧，具有朝着底板方向的用于采掘机的支承悬臂或其他类似物。节式迈步支架或掩护支架可如常用的那样，通过它的迈步机构连接在可移动的输送机上。
正面刨刀可按照在采矿工业中常用的链牵引开采刨刀的型式，刨削地开采工作面前壁。尤其是，对于硬度较高的工作面前壁，正面刨刀的刀具，或正面刨刀刀具的一部分，也可以设计成被驱动的冲击式凿岩用钎头，最好设计成液压操纵的冲击式凿岩用钎头，如同它们在刨煤机中已知的那样。正面刨刀也可以设计成液压操纵的冲击锤的形式，或配备有冲击驱动装置。
本发明其他有优点的设计特点，以及在使用按本发明的开采设备的情况下有优点的开采方法，已在各项权利要求中加以说明，并在下面结合附图所表示的实施例，对本发明作详细的介绍。
按本发明，正面刨刀与配属于它的节式迈步支架（掩护支架）制成一个可移动的结构单元，其中，正面刨刀设计为，使它有能力沿节式支架的结构单元，其中，正面刨刀设计为，使它有能力沿节式支架的宽度，只通过单个的一次性连续的弧形走刀，便在整个高度开采工作面前壁。通过并排地排列多多少少大量的这种各设有一个正面刨刀的节式支架，可以在具有较高的采矿劳动生产率的情况下，开采任意长度的工作面前壁。这种设有正面刨刀的支架部件。因此可以作为标准单元，在长壁工作面开采和短壁工作面开采中使用，尤其用于长壁工作面支护，此外，也可用于矿柱回采，用于在矿床中建造向上倾斜的巷道或向下倾斜的巷道，或也可用于在矿床中掘进水平巷道。如前面曾提及的，对于所有的驱动运动和操纵运动，可以使用液压油缸驱动装置。整个的开采工作还可以在没有过量的操纵方面的费用支出的情况下，进行自动操纵。具有突出优点的是，按本发明的开采设备，可用于开采矿层厚度的范围约从1.5米至3米。按本发明的开采设备，可以在矿层或层状的矿床中用于开采，例如在煤层中开采，但也可以同样的方式，在其他的矿床中用于开采，例如用于开采磷酸盐矿，或用于开采钾盐矿。它也可以在具有突出优点的情况下，用于分层回采。
下面结合附图所表示的实施例，详细说明本发明。
其中：
图1在一种开采作业，例如长壁工作面作业的横断面中，表示按本发明的一个单个的液压节式迈步支架，以及配属于它的采掘机，其中，节式迈步支架，相对于输送机，处于后退状态，正面刨刀处于其实施弧形切割前的原始位置;
图2在如图1的剖示图中，表示节式支架已经移动，因此正面刨刀沿底板水平扎入工作面前壁中;
图3在如图1和2的剖示图中，表示正面刨刀在弧形切割的终了时，处于其高的回转位置。
在井下的开采工作面1内，按传统有一排平行并列的液压的节式迈步支架2，和在它之前、工作面前壁一侧平卧在底板3上的输送机4，输送机4通常设计的链式刮板输送机，并通过回采工作面沿纵向延伸。节式迈步支架2通过它的迈步机构5连接在输送机4充填侧，故输送机4可借助于迈步机构分段回采地沿回采方向A移动，同时，它还可借助于迈步机构将节式迈步支架2单个或成组地沿回采方向A拖带。
节式迈涉支架2由带支架底座6的掩护支架、支承在支架底座6上底座铰链中在图示的实施例中为两个沿工作面纵向并列的液压支柱7、朝工作面前壁9的方向越过输送机4之外并支承在支柱7柱顶铰链中的顶梁8、以及掩护支架的掩护梁或充填护板10组成，后者连接在顶梁8充填侧端头处的连接铰链11中，其下部通过双纽线连杆12和12与支架底座6相连。在图示的实施例中，在掩护支架的掩护梁10与顶梁8之间，还插接有一个液压支架平衡千斤顶13，如同掩护支架那样这是现有的。
回采工作面1的每一个节式迈步支架2有一个自己的采掘机14，采掘机按节式迈步支架的宽度开采工作面前壁9。采掘机14悬挂式地安装在托住顶板15的前伸顶梁8的下侧。
在每一个节式迈步支架2前伸顶梁8的下侧，固定安装了一个朝底板3伸出的连接悬臂16或类似装置，连接悬臂可设计成有两个沿工作面纵向彼此隔开设置的颚板的叉形，在它的下端，刨刀支架17支承在铰链轴承18中，并可绕沿工作面纵向的铰链轴摆动。在刨刀支架17工作面前壁一侧的回转轴承19中，支承有正面刨刀20，回转轴承19的铰链轴平行于铰链轴承18的铰链轴，正面刨刀20可借助于回转传动装置向上回转，回转传动装置由一个或多个双作用式的液压回转缸21组成，最好有至少两个可伸出的伸缩级。由图可以看出，刨刀支架17是按双臂杠杆的型式支承在铰链轴承18中的，其中，正面刨刀20的回转轴承19装在指向工作面前壁9的刨刀支架17的杠杆臂上，而回转缸21的铰链接头22则安装在刨刀支架17指向反面的那一个杠杆臂上。在连接悬臂16和刨刀支架17指向充填方向的那个杠杆臂之间，至少设有一个液压水平控制千斤顶23，它一方面铰接在连接悬臂16的铰链24中，另一方面通过活塞杆连接在刨刀支架17上的铰链25中，因此，在它的作用下，刨刀支架17可在铰链轴承18中摆动。
可以看出，正面刨刀20的回转轴承19，处于至少大体为底板水平3和顶板水平15之间二分之一高度、输送机4之上的水平面中，并相对于输送机4朝工作面9的方向移动的位置，借助于一个或多个水平控制千斤顶23，通过摆动刨刀支架17，可以调整回转轴承19的高度位置，以适应矿层厚度的变化，或适应工作面前壁9的高度变化。
正面刨刀设计成挖斗的形式。它有一个较长的挖斗后背26，挖斗后背26与回转轴承19相隔一个杠杆距离处，经过底部圆形27，相对于挖斗背部成角度地过渡到指向工作面前壁9的采掘臂28，它的臂长远小于构成挖斗后背26的臂的长度。采掘臂28和挖斗后背26互相大体成直角。回转轴承19在挖斗后背26的背面，挖斗后背以其远离采掘臂27的那一端，离开回转轴承连接装置向上延伸。在挖斗后背26的背面，回转轴承19下面，固定有连接悬臂29，在图示的实施例中，回转缸21通过其活塞杆连接在铰链30中。采掘臂28的自由边形成刃面或刨刀刀刃31，它最好由一系列刨煤机刨刀构成，它们可更换地固定在梁掘臂28的刀架上。
刨刀支架17最好由一个开口的例如U形的铰接式回转架构成，它的两个平行的颊板或U形边，各支承在双颚板式连接悬臂16上构成回转轴承18的铰接装置中，连接悬臂16的支承颚板装在顶梁8相对的两个侧面上。将图1和2与图3比较后可以看出，刨刀支架17或构成它的铰接式回转架和它在顶梁上的吊挂装置设计为，在正面刨刀20从底板水平3向顶板水平15弧形走刀的最后阶段，挖斗后背26和它的自由端区，可以穿过刨刀支架17两个平行的颊板或U形边之间的空间回转，因此，挖斗后背26在图3所示的终端位置时，向下朝着输送机方向倾斜。挖斗后背26此时形成为排料板，在弧形走刀时装入挖斗中的采掘物，此时通过此排料板，经过挖斗后背26的后背边缘26′，向下投入或排入输送机中，有时也至少会有一部分被排入或投入工作面前壁一侧的输送机前。
最好在输送机4上的工作面前壁一侧设铲料板32，在输送机4沿回采方向A推移时，用此铲料板32将在刨煤机道中工作面前壁9前面底板上的采掘物装入输送机。此外，可以在已面刨刀20的背面，亦即在图示实施例中在底部图形27所在区内，设装料板33，当正面刨刀20作返回的回转运动时，装料板33在工作面前壁的底部区沿底板3运动，因此，它可将底板上此处存留的采掘物，沿底板推往输送机4的方向。
在图示的实施例中，采掘机14和正面刨刀20这样来设计和被驱动，即在回采工作时，正面刨刀20完成一个从底板水平3至顶板水平15连续的，相应于一个圆弧的弧形走刀，圆弧的中点在回转轴承19的回转轴线上，因此，此正面刨刀开采了或刨去了工作面前壁上一个预定的挖掘深度。在完成了这一弧形的开采切割后，正面刨刀20借助于回转缸21，从图3的回转位置重新往回空转到图1所示的起始位置，在那里再进行一次新的弧形的开采切割工作。
具有突出优点的开采方法可详细说明如下：
在图1的起始状态，整个节式迈步支架2在工作面中相对于输送机4在它后面一个移动步距处，一个移动步距的大小等于一次切割深度，正面刨刀20按此刨深进行弧形切割。正面刨刀20处于图1所示的换向位置，在这一位置下，它的刨刀刀刃31放在底板水平3上，并大体平行于此底板水平。
接着，一排支架中每第二个节式迈步支架2借助于其迈步机构5，最好与仍保持和顶板接触的顶梁8一起，并利用输送机4作为移动支座，沿着回采工作推进方向A，朝输送机移动或平推一个步距，而其它一些节式迈步支架2停留在它们如图1所示的支撑状态。在偶数的或奇数的节式迈步支架2，从图1的位置推移到图2所示的位置时，带动这些节式迈步支架的采掘机14，这些节式迈步支架2的在移动过程中防反转支承着的正面刨刀20，在迈步机构产生的移动力的作用下，将它们的刨刀刀刃31在底板水平3中压入工作面前壁，所以造成正面刨刀20在底板水平的高度扎入工作面前壁中，在图2中可清楚地看到这一情况。
在上述支架排中偶数或奇数的节式迈步支架2移动后，重新在顶板与底板间撑紧，它们和采掘机开始工作。此时通过回转缸21加压力负荷。在回转缸21压出时，插入工作面前壁中的正面刨刀20，从图2所示的回转位置，作向上的弧形切割，到达图3所示的回转位置。在作弧形切割时脱落的采掘物收集在正面刨刀20的刨刀挖斗中，如图3中用33表示的那样。在回转到上部终点位置时，挖斗后背26向下倾斜，并斜向输送机4方向，所以在刨刀挖斗中的采掘物33，经挖斗自由边缘26′可向下从挖斗流入输送机4，一部分落在工作面前壁一侧的输送机4前面。这时，正面刨刀20是作为正面装料刨刀在进行工作。落在工作面前壁9和输送机4之间刨刀机道上的采掘物，当正面刨刀20作返回图1所示之起始位置的回转运动时，通过沿底板3运动的刮板26″，将它们朝输送机4方向推移，并最晚可以在输送机4沿开采工作推进方向A移动时，通过铲料板32将它们装入输送机4中。
在完成上述程序之后，在每第二个节式支架2的局部区域内，工作面前壁9按预定的切割深度被采掘。接着，那些仍处于图1所示原始位置停止未动的节式迈步支架2，借助于它们的迈步机构5朝输送机4移动一个移动步距，所以，现在它们的正面刨刀20到达工作位置，并在重新撑紧这些节式支架后，工作面前壁的那些当未被采掘的中间区，可以同样的方式采掘一个切割深度。一旦完成了此项工作，输送机4借助于节式迈步机构5可沿开采方向A移动一个移动步距，接着进行下一个如以上所述的工作循环。
所说明的全部作业过程都可以自动控制。采掘机14的控制装置可以组合在迈步支架的电液式控制装置中。在工作的间歇，可利用回转缸21作为正面刨刀20朝工作面前壁方向的缓冲器。开采工作也可以在无人的工作面内自动地进行。在每一个节式迈步支架2上，可以借助于一个或多个水平控制千斤顶23，调整回转轴承19的高度位置，以适应当地的矿层厚度，亦即适应在回采作业过程中可能出现的矿层厚度的变化。
若例如在矿层行进过程中有障碍和/或在工作面内有夹石，工作面前壁通过爆破作业松动或崩落，则正面刨刀20可起保护屏的作用，保护在它后面的工作面设备（输送机和支架）。当遇到非常坚硬的煤或特别牢固的工作面前壁时，刨煤机刨刀或刨刀刀刃31也可以设计为液压驱动的冲击式凿岩用钎头或冲击式刀刃。在这种情况下，整个正面刨刀20也可以设计成液压驱动的冲击锤，所以在作弧形切割时，借助于一种冲击式传动装置获得冲击效果。
利用按本发明的开采设备，可以在长壁工作面中以非常高的采矿劳动生产率，开采矿层、层状的矿床或其他的矿床。但按本发明的开采设备也可以同样的方式用于开采短壁工作面。此外，此设备还可用于矿柱回采、在矿床中宽工作面掘进水平巷道、向上或向下掘进巷道以及类似的其他目的。在较短的工作面前壁中使用时，例如在矿床中掘进水平巷通时，可使用数量相应减少的配备有采掘机14的节式迈步支架2;必要时可只采用唯一的一个最好设计为掩护支架的节式迈步支架，在这种情况下，它也可以有一个比在工作面使用中由长壁工作面输送机的溜槽节长度决定的支架部件结构宽度要宽的作业宽度。也可以将多个设计成同样类型的、每一个均配备有采掘机14的节式迈步支架或掩护支架作为标准单元，彼此连接成一个封闭的、可移动的结构整体。由正面刨刀构成的采掘机是可以标准化的，它能适应各种支架型式的尺寸和矿层厚度。此外，可以看出，带正面刨刀的采掘机的结构是比较紧凑的，在支架的结构行程中行驶所需的空间不受限制。