CN101191419B - 综放工作面轨顺端头支架 - Google Patents

Abstract

一种综放工作面轨顺端头支架，主要由端头支架(4)、多组超前支架、锚固支架(1)组成。端头支架(4)为支撑掩护式支架；超前支架为3～6组，每组支架为两架一组形式，即由轨顺两侧的内、外侧架、两侧架的顶梁之间的调架千斤顶(11)组成；超前支架的内、外侧架均由铰接顶梁、铰接底座、立柱、四连杆机构、前梁等构成。位于超前支架前方的锚固支架为整体底座分体顶梁结构，立柱为四立柱、外套弹性环和刚性导向座。锚固支架、各超前支架、端头支架通过其底座之间的拉移千斤顶(12)顺序联接。它不仅以自移方式实现轨顺端头超前支护，降低劳动强度，提高工效和安全性；而且迈步式前移使空顶面积小、顶板下沉量小，尤其适应沿空掘巷轨道顺槽变形大的特点。

Description

综放工作面轨顺端头支架

技术领域

本发明涉及综放工作面端头支架，特别是一种适于沿空掘巷侧布置轨道顺槽的综放面轨顺端头支护及超前支护用的综放工作面轨顺端头支架。

背景技术

随着综采放顶煤技术的迅速发展，大功率采煤机组和大运量高可靠性刮板输送机及综采工作面自动控制系统的使用，采煤工作面机械化自动化装备水平愈来愈高。但综放工作面两端头目前仍沿用十字顶梁加单体支柱的形式进行维护。不但工人的劳动强度大，延长了采煤机在工作面端头的停机等待时间，更严重的是端头回料时危险性较大，给综放工作面的高效推进和安全管理带来一定困难。目前，综放工作面非沿空侧的运输顺槽端头液压支架的研究已取得明显进展；但在沿空掘巷的轨道顺槽，由于顶板压力大、巷道变形量大，大型整体式端头支架因受空间限制而无法使用。综放工作面沿空掘巷的轨道顺槽端头，由于围岩在多种支承压力的作用下，受采动影响很大，矿压显现复杂，巷道变形量大，既是顶板维护的重点也是顶板管理的难点。改善沿空掘巷轨顺端头的支护状况，实现支护机械化和自动化，是减少职工繁重体力劳动、降低事故率、提高推进速度、实现高产高效的关键因素。

《发明专利公报》公开的申请号：200410024062.2、名称为“综采工作面顺槽超前加强支护工艺及液压支架”的专利申请和《实用新型专利公报》公开的申请号：200420040254.8、名称为“综采工作面顺槽超前加强支护液压支架”的专利，公开了一种对综放工作面轨道顺槽和端头进行自移式超前加强支护的工艺及液压支架。它由综放面轨顺端头布置一组端头液压支架和在轨道顺槽沿综放面推进方向依次布置的多组超前加强支护液压支架组成；其中，第一组超前支架倒置，与端头液压支架相向、相接布置，其余超前支架按照正常方式布置。超前加强支护液压支架由顶梁、前探梁、立柱、四连杆机构、底座箱、推移装置、抬底座装置等构成；它利用设在底座箱底部的推移装置进行推移。其推移装置包括推移千斤顶、导轨；推移千斤顶铰接于底座箱与导轨之间，导轨位于底座箱底部，所有推移装置的导轨顺序联成一体，使支架沿导轨直线推移。顶梁两侧有侧护板及其千斤顶；两列立柱间距加大作人行通道。该轨顺端头超前加强支护工艺及液压支架，采用多架支撑掩护式液压支架作超前支护，拉架时顶板空顶面积大，顶板下沉量大。

发明内容

为了克服现有由多架支撑掩护式支架组成的轨顺端头超前加强支护支架移架时空顶面积大、顶板下沉量大的不足，本发明提供一种综放工作面轨顺端头支架，它不仅能代替单体支柱和十字铰接顶梁实现自移式轨顺端头及超前支护，降低工人的劳动强度，提高工效，而且采用迈步式前移方式，空顶面积小，顶板下沉量小，能适应沿空掘巷的轨道顺槽变形量大的要求。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

综放工作面轨顺端头支架，由端头支架、超前支架、锚固支架组成。

①端头支架采用支撑掩护式支架。

②超前支架采用3～6组，沿工作面推进方向依次顺序布置；每组超前支架均为两架一组形式，即：每组支架包括分别位于轨道顺槽左、右两侧的外侧架、内侧架、外侧架与内侧架的顶梁之间的调架千斤顶。每组超前支架的外侧架、内侧架均由铰接顶梁、铰接底座、立柱、四连杆机构等构成。铰接顶梁的前顶梁前端铰接有前梁。

尾组超前支架的外侧架的铰接顶梁的后顶梁后端铰接有后梁，其内侧架的后顶梁为短顶梁。各相邻超前支架的底座之间由拉移千斤顶联接。尾组超前支架的外侧架的底座与端头支架的底座之间通过拉移千斤顶联接。

③锚固支架位于首组超前支架的前方，为整体底座分体顶梁结构，即：支架的底座左、右两侧连为一体，支架的顶梁左、右两侧分体，立柱为四立柱、左右两侧各为两立柱；四个立柱的缸体外套有弹性环，弹性环外套有刚性的导向座，导向座固联在底座上。锚固支架的底座与首组超前支架的底座之间通过推移千斤顶联接。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案还可以是：

综放工作面轨顺端头支架的端头支架采用窄型支撑掩护式支架，其宽度为1300mm±100mm。除尾组外，超前支架的外侧架、内侧架的前顶梁与前底座之间设前立柱、中立柱以及四连杆机构，后顶梁与后底座之间设后立柱、二连杆机构；超前支架的内、外侧架间的空间宽度为1300mm～1800mm，优选1500mm；支架长度为9m～10m。尾组超前支架的内侧架的短后顶梁与前顶梁之间可以铰接后顶梁千斤顶，而在该短后顶梁内设插板式后挑梁及其伸缩千斤顶，不设后立柱。锚固支架左、右两侧之间的空间宽度为1300mm～1800mm，优选1500mm；其底座中间部位的高度≤100mm。

本发明的有益效果是：

①不仅能实现综放工作面轨顺端头支护及超前支护机械化，大幅度降低职工劳动强度和减少端头维护人员，提高端头作业的安全性，提高工作效率；而且，采用两架一组结构的超前支架，实现迈步式前移，空顶面积小，顶板下沉量小，能适应沿空巷道压力大和变形量大的特点；并通过采用两刀一拉的移架方式，减少支架对顶板的反复支撑次数和顶板循环下沉量。

②其端头支架采用窄型支撑掩护式支架，能更好地适应沿空巷道压力大和变形量大的特点，支护强度高、灵活性强、稳定性好，有效控制巷道变形。

③该轨顺端头支架自身能够实现自移、导向和调整，无需另外设置移架生根锚杆或装置。

附图说明

图1是综放工作面轨顺端头支架外侧的结构示意图、图3的D-D剖视图。

图2是综放工作面轨顺端头支架内侧的结构示意图、图3的E-E剖视图。

图3是综放工作面轨顺端头支架的结构示意图俯视图。

图4是本轨顺端头支架的锚固支架的结构示意图、图1的A-A剖视图。

图5是本轨顺端头支架的超前支架的结构示意图、图1的B-B剖视图。

图6是本轨顺端头支架的端头支架的结构示意图、图1的C-C剖视图。

图7是尾组超前支架内侧架后挑梁6的放大视图。

图中：1-锚固支架、2-超前支架、3-尾组超前支架的外侧架、4-端头支架、5-尾组超前支架的内侧架、6-尾组超前支架内侧架的后挑梁或称后探梁、7-工作面过渡支架或称排头支架、8-工作面前部运输机、9-工作面后部运输机、10-采煤机、11-调架千斤顶或称架间防倒千斤顶、12-拉移千斤顶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

在图1～3中示出本发明综放工作面轨顺端头支架的组成。主要由锚固支架1、多组超前支架、端头支架4组成。锚固支架1、各超前支架、端头支架4通过其底座之间的拉移千斤顶12，按前后顺序依次联接成本套轨顺端头支架整体。

①端头支架4采用窄型支撑掩护式支架，宽度为1300mm。其结构与一般支撑掩护式液压支架相同，由顶梁、底座、掩护梁、前梁、前探梁、四立柱、四连杆机构、拉移千斤顶、液压操纵阀、液压管路等构成。

端头支架4采用窄型支撑掩护式支架，是为了满足沿空巷道变形量大的需要，在工作面端头巷道变形量极大的特殊困难条件下，端头支架4在必要时还能够进入工作面内侧、前部运输机8与后部运输机9之间使用，相当于工作面过渡支架7，以保证工作面能够正常推进。

②超前支架可以安装3～6组，优选为3～4组。采用两架一组结构形式，即：每组支架包括分别位于轨道顺槽左、右两侧的外侧架、内侧架；外侧架与内侧架的顶梁之间通过三件调架千斤顶11联接。亦即，外侧架、内侧架分别位于轨道顺槽的采空区煤壁侧、工作面煤壁侧。

除了尾组超前支架以外，每组超前支架2的内侧架、外侧架均由顶梁、底座、三立柱、四连杆机构等构成。顶梁、底座均采用分段式箱形端面梁结构，或称铰接顶梁、铰接底座。铰接顶梁由中间铰接的前顶梁和后顶梁构成；铰接底座由中间铰接的前底座和后底座构成。前顶梁和前底座之间与前立柱、中立柱以及正四连杆机构铰接；后顶梁与后底座之间与后立柱以及二连杆机构铰接。前顶梁的前端都铰接有前梁及其千斤顶。超前支架2左右两侧的外侧架、内侧架的结构呈对称；每组支架2长约10m。

超前支架的内、外侧架通过其顶梁上的联接座铰接的联接头与调架千斤顶11的两端铰接，联接头一端由水平销轴铰接、另一端由垂直销轴铰接，可实现调架千斤顶11既能推又能拉的功能。

尾组超前支架的外侧架3与内侧架5不对称；其外侧架3与其它超前支架2的外侧架基本相同，但后顶梁后端增加了绞接的后梁及后梁千斤顶，不设二连杆机构。尾组超前支架的内侧架5的后顶梁要短于其它超前支架2的后顶梁，后顶梁后端不设后梁，不设二连杆机构。以防尾组超前支架内侧架5的后顶梁与工作面的采煤机10发生干涉。

首组超前支架2的内、外侧架的底座通过拉移千斤顶12与锚固支架1的底座铰接，两组支架通过拉移千斤顶12实现既推又拉的功能.尾组超前支架的外侧架的底座通过拉移千斤顶12与端头支架4的底座铰接，实现拉移移架.各组超前支架的内、外侧架分别通过其底座之间的拉移千斤顶12沿工作面推进方向按顺序依次联接，通过拉移千斤顶12实现迈步式移架.

超前支架是根据工作面矿压显现情况，为了适应沿空巷道变形量大的特点，增加灵活性，支架前移采用左、右架迈步方式，能有效顶板控制，避免支架前移时大面积空顶。顶梁、底座采用分段式箱形端面梁，结构简单可靠，对工作面顶底板起伏变化适应性强，同时也是方便支架的井下运输及安装；每组支架中间留有足够的行人、通风和运输空间，方便大件运输。

③锚固支架1采用整体底座分体顶梁结构形式。整体底座是指支架底座左、右两侧连为一体；分体顶梁是指顶梁在支架的左、右两侧分体，中间不连接。支架的立柱为四立柱，左右两侧各为两立柱；四个立柱的缸体外套有弹性环，弹性环外套有刚性的导向座，导向座固联在底座上。位于刚性导向座内的弹性环，既能为立柱支撑导向、又能使立柱作小范围摆动，从而适应顶底板起伏变化。锚固支架1结构简单，位于本轨顺端头支架架首起“生根”作用，与超前支架2配合，可实现本轨顺端头支架的自移、导向和调整。

在图4中示出本轨顺端头支架锚固支架1的横断面结构。锚固支架1的中间留有1500mm的行人、通风和运输空间；其底座中间连接部位高度为100mm，方便大件运输。

在图5中示出本轨顺端头支架超前支架的横断面结构。其内、外侧架的顶梁之间由调架千斤顶11联接。在超前支架中间留1500mm的行人运输空间。

在图6中示出本轨顺端头支架的端头支架4的横断面结构。端头支架4为窄型支撑掩护式支架，位于轨道顺槽的外侧，它与尾组超前支架外侧架3通过其底座之间的拉移千斤顶12联接。

另外，为了适应沿空巷道压力大的特点，本套端头支架全部采用大缸径立柱，支架对整个轨道顺槽的支护强度达到0.7MPa以上，拉移千斤顶最大行程1700mm，能够实现两刀一拉，减少支架对顶板的反复支撑次数和顶板循环下沉量。

除了上述实施例，本发明也可以采用如下措施变更：

①尾组超前支架的内侧架3的后顶梁采用带伸缩挑梁的结构形式，即：在其短后顶梁内设插板式后挑梁6，并由铰接于后挑梁6与短后顶梁之间的后挑梁千斤顶推动其伸缩。短后顶梁与前顶梁之间铰接后顶梁千斤顶，而不用后立柱。如图2、图7所示。本发明提供的两种尾组超前支架内侧架3的后顶梁结构，都是为了适应不同条件下支护强度的要求和解决采煤机10端尾割煤时与轨顺端头支架末组超前支架的干涉问题。

②端头支架4的窄型支撑掩护式支架的优选宽度为1300mm±100mm。

③超前支架2的组数优选3～4组；其支架长度在9m～10m选择。超前支架2的内、外侧架的架构，在含铰接顶梁、铰接底座、立柱、四连杆机构的基础上，也可采用其它形式，如：不用二连杆机构等。

④锚固支架1的左、右两侧之间的空间宽度可在1300mm～1800mm范围选择；其底座中间部位的高度≤100mm。

该支架的操作顺序：工作面过渡支架7前移后，由尾组超前支架外侧架3后的拉移千斤顶12拉移降柱后的端头支架4；此时，端头支架4的前梁降下，插入尾组超前支架外侧架3的后梁下；端头支架4前移两个步距后，由首组超前支架2前的推移千斤顶推移降柱后的锚固支架1；然后，锚固支架1升柱，依次从前向后拉移各超前支架，最后升起端头支架4的前梁，完成一循环、向前移架1.6m.支架前移过程发生偏移或需要调整，可通过操作超前支架的调架千斤顶11以及锚固支架与超前支架之间的拉移千斤顶12来实现.

该支架特别适用于沿空掘巷的综放工作面轨道顺槽端头及超前支护，也可用于一般的综放、综采工作面轨道顺槽端头及超前支护。

Claims (7)

1.一种综放工作面轨顺端头支架，包括端头支架、沿工作面推进方向依次顺序布置的多组超前支架，其特征在于：

①所说的端头支架(4)为支撑掩护式支架；

②所说的超前支架为3～6组；每组超前支架为两架一组形式，即：每组支架包括分别位于轨道顺槽左、右两侧的外侧架、内侧架，外侧架与内侧架的顶梁之间有调架千斤顶(11)；每组超前支架的外侧架、内侧架均包括铰接顶梁、铰接底座、立柱、四连杆机构；铰接顶梁的前顶梁前端铰接有前梁；

尾组超前支架外侧架(3)的铰接顶梁的后顶梁后端铰接有后梁；尾组超前支架内侧架(5)的后顶梁为短顶梁；

各相邻超前支架的底座之间由拉移千斤顶(12)联接；尾组超前支架外侧架(3)的底座与端头支架(4)的底座之间通过拉移千斤顶(12)联接；

③首组超前支架(2)前方有锚固支架(1)；锚固支架(1)为整体底座分体顶梁结构，即：支架的底座左、右两侧连为一体，支架的顶梁左、右两侧分体，立柱为四立柱、左右两侧各为两立柱；四个立柱的缸体外套有弹性环，弹性环外套有刚性的导向座，导向座固联在底座上；

锚固支架(1)与首组超前支架(2)通过其底座间的拉移千斤顶(12)联接。

2.根据权利要求1所述的综放工作面轨顺端头支架，其特征在于：所说的端头支架(4)为窄型支撑掩护式支架，其宽度为1300mm±100mm。

3.根据权利要求1所述的综放工作面轨顺端头支架，其特征在于：所说的超前支架为3～4组，其内、外侧架之间的空间宽度为1300mm～1800mm；除尾组外，超前支架(2)的外侧架、内侧架铰接顶梁的前顶梁与铰接底座的前底座之间铰接有所说的立柱的前立柱、中立柱及四连杆机构，铰接顶梁的后顶梁与铰接底座的后底座之间铰接有所说的立柱的后立柱、二连杆机构。

4.根据权利要求3所述的综放工作面轨顺端头支架，其特征在于：所说的超前支架内、外侧架间的空间宽度为1500mm；超前支架(2)长度为9m～10m。

5.根据权利要求1所述的综放工作面轨顺端头支架，其特征在于：所说的尾组超前支架的内侧架(5)的短后顶梁，与前顶梁之间铰接有后顶梁千斤顶；该短后顶梁内有插板式后挑梁(6)，后挑梁(6)与短后顶梁之间铰接有后挑梁伸缩千斤顶。

6.根据权利要求1所述的综放工作面轨顺端头支架，其特征在于：所说的锚固支架(1)左、右两侧之间的空间宽度为1300mm～1800mm，其底座中间部位的高度≤100mm。

7.根据权利要求6所述的综放工作面轨顺端头支架，其特征在于：所说锚固支架(1)左、右两侧之间的空间宽度为1500mm。

Images