CN101519973A

CN101519973A - 顶底互联式液压支架

Info

Publication number: CN101519973A
Application number: CN200810007835A
Authority: CN
Inventors: 张学进
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2028-02-25
Also published as: CN101519973B

Abstract

本发明涉及一种综采工作面顶板支护的顶底互联式液压支架，包括顶梁、底座、掩护梁、摆杆、千斤顶、液压支柱、顶梁推移装置、底座连接装置等。其特征在于：顶梁、底座之间直立或倾斜布置若干液压支柱，掩护梁上端与顶梁后部铰接，下端通过摆杆与底座后部铰接；先导架和跟随架在工作面中间隔布置，相邻支架顶梁通过顶梁推移装置、底座通过底座连接装置联在一起，顶梁千斤顶水平安装在相邻支架顶梁推移装置之间，底座设有底座千斤顶；移架时跟随架在其两侧的先导架前移到位并支撑顶板后再进行前移操作。该支架结构简单、重量轻，安装、运输方便省力，操作方便快捷，整体性、稳定性、方向性好，适用范围广，可以实现带载移架。

Description

顶底互联式液压支架

所属技术领域

本发明涉及一种煤矿井下综采工作面顶板支护的液压支架。

背景技术

目前我国煤矿综采工作面使用的液压支架按其与采煤工作面围岩相互作用的特点可分为三种类型：支撑式、掩护式、支撑掩护式。支撑式液压支架由顶梁、立柱、底座、推移装置等组成；掩护式、支撑掩护式液压支架由顶梁、掩护梁、立柱、底座、推移装置和前后连杆等部件组成，前后连杆与底座、掩护梁组成四连杆装置。

支撑式支架的立柱在顶梁、底座之间直立布置，结构简单，支撑效率高，切顶能力强；但由于无四连杆装置和掩护梁，其稳定性及后部防护能力较低，仅适用于稳定顶板的采煤工作面，在实际使用中已较少采用。

掩护式支架采用四连杆装置，稳定性高，后部防护能力强；但由于其立柱较少，且呈倾斜布置，支撑效率低，切顶能力较差，不能在中等稳定以上顶板下使用。

支撑掩护式支架前部结构类似支撑式支架，后部设有掩护梁和四连杆装置，增强了支架的稳定性和防护性，提高了支架的支撑和承载能力，适用范围较广，但成本较高。

上述支架四连杆装置主要起稳定平衡作用，其受力部件多，受力状态复杂，需承受工作面顶板、底板之间的巨大剪力，以及顶梁相对于底座的各种弯距和扭距，因此强度要求很高。上述支架结构复杂笨重，原材料耗用量大，加工难度高，造价高昂，设备一次性投资很大；支架安装、运输时需要整体装配后进行，造成设备运输、安装、工作面转移困难；对煤矿综合配套设施、人员素质、维修能力、地质条件等要求较高，从而限制了其在中小煤矿中的推广使用。

上述三类支架均为底基式支架，即采煤过程中液压支架降架、移架、支撑均以工作面底板为基础，推移装置以工作面输送机为支撑点拉动支架底座沿底板前移。在倾斜工作面使用时液压支架容易产生下滑或倒架，需要采取防倒防滑措施，导致成本增加，效率降低，但效果并不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种顶底互联式液压支架。该支架取消了四连杆装置，使支架结构和受力状况大为简化；该支架重量、造价比上述液压支架大为降低，可在工作面现场进行组装，支架操作方便快捷，对工作面顶板、底板适应范围广，支撑效率、防护能力强，可有效解决支架在倾斜工作面的下滑和倒架问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

顶底互联式液压支架，包括顶梁、底座、掩护梁、摆杆、千斤顶、液压支柱、顶梁推移装置、底座连接装置等部件。该支架顶梁、底座之间沿支架纵向中心线两侧直立或倾斜布置4或6根液压支柱，掩护梁上端与顶梁后部铰接，下端通过摆杆与底座后部铰接。顶梁推移装置设置于顶梁下方，底座连接装置设置于底座两侧；根据顶梁推移装置的支承套、推移导轨和底座连接装置的铰链座、连接导轨分别在顶梁、底座设置的前后位置不同，支架分为先导架和跟随架；先导架和跟随架在工作面中间隔布置，相邻支架顶梁通过顶梁推移装置，底座通过底座连接装置联在一起，顶梁千斤顶以常伸状态或常缩状态水平安装在相邻支架顶梁间的前后顶梁推移装置之间，底座中部设有底座千斤顶。工作面支架前移时采用间隔移架的方式进行，即跟随架在其两侧的先导架都已前移到位并支撑顶板后再进行前移操作。

所述顶梁采用宽体板式刚性顶梁，其宽度比工作面支架中心距(1.5m或1.25m)略小。顶梁推移装置由支承套、推移体、铰链座、导向体和推移导轨组成，支承套固定在顶梁下方，推移导轨设于相邻支架顶梁内，推移体一端与支承套固定销轴连接，中间位置相向水平设置顶梁千斤顶铰链座，另一端向上垂直设置导向体，导向体在推移导轨内前后、上下滑动。先导架顶梁下方靠后位置沿轴线两侧固定设置支承套，顶梁靠前位置内部设置推移导轨；跟随架顶梁下方靠前位置沿轴线两侧固定设置支承套，顶梁靠后位置两侧内部设置推移导轨。

所述底座采用整体式或左右对分式底座，底座中间设有和工作面输送机连接的底座千斤顶。底座连接装置由铰链座、连接杆、导向滑块和连接导轨组成，铰链座固定在底座两侧，连接导轨设于相邻支架底座内，连接杆两端开有长孔，其一端与铰链座相绞接，另一端与导向滑块相绞接，导向滑块在连接导轨内前后滑动。先导架底座前部位置两侧内部设置连接导轨，底座后部位置两侧固定设置铰链座；跟随架底座前部位置两侧固定设置铰链座，底座后部位置两侧内部设置连接导轨。

所述掩护梁为扁平箱形结构，先导架掩护梁两侧可向后设置侧护板，跟随架掩护梁两侧向前设置侧护板。所述摆杆可以为两个独立的箱形结构，也可以为一个整体箱形结构。

在采煤工作面布置中，先导架与跟随架间隔布置，沿工作面依次排列；全部支架通过相邻支架顶梁间的顶梁推移装置和底座间的底座连接装置联为一体。

上述支架基本结构经适当变化后，可以相应实现其他功能。下述结构变化可以根据采煤工作面对液压支架的具体功能要求单独或组合实施。

1、顶梁内部增设前伸梁及前伸梁千斤顶，千斤顶控制前伸梁的伸出和缩回，从而对采煤工作面端面顶板进行及时支护。

2、顶梁前端增设护帮板及护帮千斤顶，千斤顶控制护帮板的翻起和收回，从而对易片帮工作面煤壁起到护帮作用。

3、掩护梁下端增设放顶煤尾梁及放煤千斤顶，千斤顶控制放顶煤尾梁前后摆动角度，从而控制放顶煤速度。

与“背景技术”部分所述液压支架相比，本发明的有益效果是：

1、本发明取消了综采液压支架普遍采用的刚性四连杆结构，简化了支架结构和受力状态，可以提供较大的通风断面和行人通道；单一部件结构简单、重量轻，原材料、能源消耗降低，加工方便、成本低，拆装运输方便，可现场组装。

2、本发明为顶底基式液压支架，先导架、跟随架交替前移，前移支架以仍处于支撑状态支架的顶梁、底座为基础，由推移千斤顶驱动前移，从而提高了支架前移过程中的稳定性。

3、本发明顶梁推移装置为刚性结构，可有效控制相邻支架顶梁间的距离；底座连接装置在一定范围内可伸缩以适应支架液压支柱的提起、降下动作，支架底座落于底板时可有效控制相邻支架底座间的距离；控制顶梁两侧推移千斤顶的伸缩，可以调整支架前移方向，从而保证了支架前移过程中的方向性。

4、全部工作面支架通过相邻支架的顶梁推移装置、底座连接装置联为一个整体，保证了工作面支架的整体性。

5、本发明由于具有上述2、3、4所述有益效果，因此适用于大倾角采煤工作面，可有效避免支架在倾斜工作面的下滑或倒架现象。

6、支架前移时，如所移支架的液压支柱只卸载、不提柱，可以实现带载移架，有利于控制破碎顶板。

7、本发明支架的结构特点保证了支架的支撑效率、稳定性和后部防护能力，可广泛适用于从稳定顶板到破碎顶板、从近水平到大倾角的各种采煤工作面。

附图说明

图1是本发明一种优选方案实施方式支架示意图。

图2是本发明顶梁推移装置放大图。

图3是本发明底座连接装置放大图。

图4是本发明一种优选方案实施方式移架示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

结合图1、图2、图3，本发明一种优选方案实施方式包括：

先导架顶梁1下方靠后位置设有顶梁推移装置11，跟随架顶梁6下方靠前位置设有顶梁推移装置11。顶梁推移装置11由支承套12、推移体13、导向体14、铰链座15、推移导轨16组成，支承套12固定在顶梁1、6下方，推移导轨设置于顶梁1、6内部，推移体13一端与支承套12固定销轴连接，中间位置相向水平设置铰链座15，另一端向上垂直设置导向体14，导向体14在推移导轨16中前后、上下滑动。

先导架底座2、跟随架底座7中间设有和输送机连接的底座千斤顶21；先导架底座2后部两侧分别设有底座连接装置22，跟随架底座7前部两侧分别设有底座连接装置22。底座连接装置22由铰链座23、连接杆24、导向滑块25和连接导轨26组成，铰链座23固定在底座2和底座7两侧，连接导轨26设置于底座7和底座2内部，连接杆24两端开有长孔，分别与导向滑块25、铰链座23相绞接，导向滑块25在连接导轨26中前后滑动。

液压支柱5直立布置在顶梁1、底座2之间，掩护梁3上端与顶梁1后端铰接，下端通过摆杆4与底座2铰接。先导架顶梁1下方的顶梁推移装置11与两侧跟随架顶梁6下方的顶梁推移装置11之间水平安装常伸状态的顶梁千斤顶8；先导架顶梁1与其两侧跟随架顶梁6通过顶梁推移装置11连在一起，先导架底座2与其两侧跟随架底座7通过底座连接装置22连在一起。

在采煤工作面实际布置中，将顶底互联式液压支架在采煤工作面依次排列，先导架与跟随架间隔布置；全部支架通过相邻支架的顶梁推移装置和底座连接装置联为一体，常伸状态的顶梁千斤顶水平安装在相邻支架间的顶梁推移装置之间，底座千斤顶活塞杆全部处于收回状态。以下以图1、图4为例，说明顶底互联式支架实际使用中的移架过程。

1、采煤机割煤通过输送机可弯曲距离后，支架底座2、7上的底座千斤顶活塞杆21伸出全部行程，将工作面输送机推至工作面煤壁处。

2、先导架液压支柱5收缩提起，顶梁1在自身重力作用下下降脱离顶板，被两侧跟随架顶梁6通过顶梁推移装置11向上托撑；底座2在液压支柱5的提升作用下上升脱离底板，被两侧跟随架底座7通过底座连接装置22向下拉伸。

3、先导架顶梁1两侧的顶梁千斤顶8活塞杆收缩全部行程，拉动顶梁1在两侧跟随架顶梁6的托撑作用下沿推移导轨16前移一个行程；底座2上的底座千斤顶21活塞杆收缩全部行程，拉动底座2在两侧跟随架底座7的下拉作用下沿连接导轨26前移一个行程。在顶梁千斤顶8、底座千斤顶21的共同作用下，先导架整体前移一个行程。

4、先导架顶梁1、底座2前移到位后，降下液压支柱5，支撑顶板；此时其两侧的顶梁千斤顶8、底座千斤顶21活塞杆处于完全收回状态。

5、两侧的先导架前移到位支撑顶板后，跟随架即可前移。跟随架液压支柱5收缩提起，顶梁6在自身重力作用下下降脱离顶板，被两侧先导架顶梁1通过顶梁推移装置11向上托撑；底座7在液压支柱5的提升作用下上升脱离底板，被两侧跟随架底座2通过底座连接装置22向下拉伸。

6、跟随架顶梁6两侧的顶梁千斤顶8活塞杆伸出全部行程，推动顶梁6在两侧先导架顶梁1的托撑作用下沿推移导轨16前移一个行程；底座7上的底座千斤顶21活塞杆收缩全部行程，拉动底座7在两侧先导架底座2的下拉作用下沿连接导轨26前移一个行程。在顶梁千斤顶8、底座千斤顶21的共同作用下，跟随架整体前移一个行程。

7、跟随架顶梁6、底座7前移到位后，降下液压支柱5，支撑顶板；此时其两侧的顶梁千斤顶8活塞杆处于完全伸出状态，底座千斤顶21活塞杆处于完全收回状态。

8、全部支架移架完成后，工作面支架恢复初始状态，全部顶梁千斤顶8活塞杆处于完全伸出状态，底座千斤顶21活塞杆处于完全收回状态。

9、采煤工作面支架前移可以自任意位置的先导架开始进行，跟随架在其两侧的先导架前移到位支撑顶板后即可进行前移。由上述动作顺序特点可以看出：工作面移架时根据工作面实际情况及需要可先将先导架同步前移到位，然后再移跟随架。

10、如果在移架过程中，所移先导架或跟随架的液压支柱仅卸载而不提起，本发明顶底互联式液压支架即可以实现带载移架，适用于较破碎顶板工作面。

本发明另一种优选方案的实施方式是：将上述实施例中顶梁推移装置的支承套、连接导轨在先导架顶梁和跟随架顶梁上的前后位置互换，顶梁千斤顶改为常缩状态安装。其移架动作顺序：(1)液压支架的底座千斤顶活塞杆伸出全部行程，将工作面输送机推至工作面煤壁处；(2)先导架液压支柱收缩提起，支架顶梁下降脱离顶板，底座在液压支柱的提升作用下上升脱离底板；(3)先导架两侧的顶梁千斤顶活塞杆伸出全部行程，底座推移千斤顶收缩全部行程，在其共同作用下，先导架整体前移一个行程；(4)先导架降下液压支柱，支撑顶板；(5)跟随架液压支柱收缩提起，支架顶梁下降脱离顶板，底座在液压支柱的提升作用下上升脱离底板；(6)跟随架两侧的顶梁千斤顶、底座千斤顶的活塞杆收缩全部行程，在其共同作用下，跟随架整体前移一个行程；(6)跟随架降下液压支柱，支撑顶板，完成工作面支架前移动作。

Claims

1、一种用于煤矿井下综采工作面顶板支护的顶底互联式液压支架，包括顶梁、底座、掩护梁、摆杆、千斤顶、液压支柱、顶梁推移装置、底座连接装置等。其特征在于：顶梁、底座之间直立或倾斜布置若干液压支柱，掩护梁上端与顶梁后部铰接，下端通过摆杆与底座后部铰接；顶梁下方两侧设置顶梁推移装置，底座两侧设置底座连接装置；底座安装底座千斤顶，相邻支架的顶梁推移装置之间水平安装常伸状态的顶梁千斤顶；先导架和跟随架在工作面中间隔布置，相邻支架通过顶梁推移装置、底座连接装置联在一起。

2、根据权利要求1所述的顶底互联式液压支架，其特征是：顶梁推移装置由支承套、推移体、铰链座、导向体和推移导轨组成，支承套固定在顶梁下方，推移导轨设于相邻支架顶梁内，推移体一端与支承套固定销轴连接，中间位置相向水平设置铰链座，另一端向上垂直设置导向体，导向体在推移导轨内前后、上下滑动。

3、根据权利要求1所述的顶底互联式液压支架，其特征是：底座连接装置由铰链座、连接杆、导向滑块和连接导轨组成，铰链座固定在底座两侧，连接导轨设于相邻支架底座内，连接杆两端开有长孔，一端与铰链座相绞接，另一端与导向滑块相绞接，导向滑块在连接导轨内前后滑动。

4、根据权利要求1所述的顶底互联式液压支架，其特征是：先导架顶梁下方靠后位置沿轴线两侧固定设置支承套，顶梁靠前位置内部设置推移导轨，底座前部位置两侧内部设置连接导轨，底座后部位置两侧固定设置铰链座；跟随架顶梁下方靠前位置沿轴线两侧固定设置支承套，顶梁靠后位置两侧内部设置推移导轨，底座前部位置两侧固定设置铰链座，底座后部位置两侧内部设置连接导轨。

5、根据权利要求1所述的顶底互联式液压支架，其特征是：顶梁推移装置支承套和推移导轨在先导架顶梁和跟随架顶梁上的前后位置互换，顶梁千斤顶则改为常缩状态安装。

6、根据权利要求1所述的顶底互联式液压支架，其特征是：顶梁内部可增设前伸梁及前伸梁千斤顶，成为可及时掩护工作面端面的及时掩护支架。

7、根据权利要求1所述的顶底互联式液压支架，其特征是：顶梁前端可增设护帮板及护帮千斤顶，成为可防止煤壁片帮的护帮支架。

8、根据权利要求1所述的顶底互联式液压支架，其特征是：掩护梁下端增设放顶煤尾梁和放煤千斤顶，成为放顶煤支架。