CN101793158B - 半卸载交替推进式极薄煤层液压支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种半卸载交替推进式极薄煤层液压支架，属于矿井安全支护设备领域，包括：手动液压站和支护系统；支护系统包括前支护架和后支护架，手动液压站为前支护架和后支护架提供初撑力和推进所需的力。在极薄煤层中，前、后支护架在推进过程中交替推进，没有空顶时间，确保了顶板的安全支护，杜绝了顶板事故的发生；采用机械化支护，实现了短壁工作面内无人作业，改善了施工人员的劳动环境，降低了施工人员的劳动强度。

Description

半卸载交替推进式极薄煤层液压支架

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下工作面支护设备，特别涉及一种极薄煤层开采无人工作面的机械化支护设备。

背景技术

根据我国煤层厚度划分，厚度0.8～1.3m属于薄煤层，小于0.8m属于极薄煤层。我国煤炭储量大且赋存多样化，其中薄与极薄煤层的可采储量约为60多亿吨，约占全国煤炭总储量的19％，而产量只占总产量的10.4％，远远低于储量所占的比例，并且产量的比重还有进一步下降的趋势。薄煤层的开采问题越来越突出，已是无法回避的现实问题。长期以来，由于薄煤层开采困难、效率低、成本高、工作环境差，所以薄煤层尤其是极薄煤层的开采和支护问题一直未能得到很好地解决。

近年来，随着厚及中厚煤层储量的减少和资源的日趋贫乏，薄及极薄煤层开采和支护已经引起各煤炭生产企业的高度重视。一些矿井，在薄煤层及极薄煤层开采方面做了大量开拓创新性的研究试验工作，取得了较为丰富的实践经验，在矿井储量日趋枯竭的情况下，延长了矿井服务年限，提高了资源回收率，创造了较好的社会及经济效益。随着煤炭开采历史的延长，中厚煤层和薄煤层已经越来越少，开采极薄煤层(0.35m~0.6m)的煤矿将越来越多。

由于受煤层高度条件的限制，传统的方法开采极薄煤层，其支护方式有两种：一是坑木支护，二是单体液压支柱支护。这两种支护方式都存在以下缺陷：工人必须进入采煤工作面操作，劳动强度大，安全状况差，劳动效率低，支护强度低；并且第二种方式需要附设电缆，设立固定、能满足防爆要求的乳化液液压泵站，敷设长距离的液压管路，增加了设备的初期投资，加大了生产成本。

发明内容

本发明的任务在于提供一种半卸载交替推进式极薄煤层液压支架。

其技术解决方案是：

一种半卸载交替推进式极薄煤层液压支架，包括：

手动液压站和支护系统；

手动液压站包括油箱、活动柱塞缸体和压力表等组成，油箱通过管路与油泵吸油口连接，油泵出油口通过管路与梭阀相连通，梭阀通过管路与三位四通换向阀的第一油口相连通，三位四通换向阀的第二油口通过管路与液压缸的大腔连通，三位四通换向阀的第三油口通过管路与液压缸的小腔连通，三位四通换向阀的第四油口通过管路与油箱连通；

支护系统包括包括前支护架、后支护架，前支护架包括前顶梁、前液压立柱和前底座，前液压立柱设置在前顶梁和前底座之间，前液压立柱的支撑杆与前顶梁相连接，前液压立柱的缸体与前底座相连接；后支护架包括后顶梁、后液压立柱和后底座，后液压立柱设置在后顶梁和后底座之间，后液压立柱的支撑杆与后顶梁相连接，后液压立柱的缸体与后底座相连接；

其中，前液压立柱的大腔通过第一管路与梭阀和三位四通换向阀之间的管路相连通，第一管路上设置有第一截止阀，第一截止阀和前液压立柱之间的管路上还设置有第二截止阀和第一泄压安全阀，第二截止阀与油箱相连通，泄压安全阀与油箱相连通，用来限定最高压力，来适应顶板矿压变化和保护立柱；后液压立柱的大腔通过第二管路与梭阀和三位四通换向阀之间的管路相连通，第二管路上设置有第三截止阀，第三截止阀和后液压立柱之间的管路还设置有第四截止阀和第二泄压安全阀，第四截止阀与油箱相连通，第二泄压安全阀与油箱相连通，用来限定最高压力，来适应顶板矿压变化和保护立柱；上述液压缸的支撑杆与前底座相连接，液压缸的缸体与后底座相连接。

上述梭阀与三位四通换向阀之间的管路通过带单向阀的快速接头相连接。

上述油泵采用双柱塞手动泵，在油箱的两侧对称设置可拆卸式手动摇柄，可一人或二人同时操作。

上述前顶梁与前液压立柱采用铰接结构，前液压立柱与前底座采用铰接结构；后顶梁与后液压立柱采用铰接结构，后液压立柱与后底座采用铰接结构。

上述前液压立柱和后液压立柱采用2级伸缩立柱。

上述前液压立柱和后液压立柱内部设置有拉簧。

上述前支护架的煤壁侧设置有橡胶挡煤帘。

本发明的有益技术效果是：

在极薄煤层中，前、后支护架在推进过程中交替推进，没有空顶时间，确保了顶板的安全支护，杜绝了顶板事故的发生；采用机械化支护，实现了短壁工作面内无人作业，改善了施工人员的劳动环境，降低了施工人员的劳动强度，前、后顶梁和前、后底座分别与前、后液压立柱相铰接，能适用不平的底板和顶板；采用2级伸缩立柱，能够满足极薄煤层的需要，采用双柱塞手动泵，具有流量大、操作手柄往复运动一次，可实现两次排油；手动操作不需要电源，对设备没有防爆要求等优点。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明进行具体说明：

图1为本发明的结构原理图。

具体实施方式

结合图，一种半卸载交替推进式极薄煤层液压支架，包括：

手动液压站和支护系统；

手动液压站包括油箱1，油箱1通过管路与双柱塞手动泵2连接，双柱塞手动泵2通过管路与梭阀3相连通，梭阀3通过带单向阀的快速接头13管路与三位四通换向阀4的第一油口41相连通，三位四通换向阀4的第二油口42通过管路与液压缸5的大腔连通，三位四通换向阀4的第三油口43通过管路与液压缸5的小腔连通，三位四通换向阀4的第四油口44通过管路与油箱连通；

支护系统包括包括前支护架6和后支护架7，前支护架6包括前顶梁61、前液压立柱62和前底座63，前顶梁61和前底座63长三米，前顶梁61和前底座63之间设置三根高为0.35-0.6米的二级伸缩的前液压立柱62，前液压立柱62的支撑杆与前顶梁61相铰接，前液压立柱62的缸体与前底座63相铰接；后支护架7包括后顶梁71、后液压立柱72和后底座73，后顶梁71和后底座73长三米，后顶梁71和后底座73之间设置三根高为0.35-0.6米的二级伸缩的后液压立柱72，后液压立柱72的支撑杆与后顶梁71相铰接，后液压立柱72的缸体与后底座73相铰接；

其中，前液压立柱62的大腔通过第一管路8与梭阀3和三位四通换向阀4之间的管路相连通，第一管路上设置有第一截止阀81，第一截止阀81和前液压立柱62之间的管路上还设置有第二截止阀82和第一泄压安全阀11，第二截止阀82与油箱相连通，第一泄压安全阀11与油箱相连通；后液压立柱72的大腔通过第二管路9与梭阀3和三位四通换向阀4之间的管路相连通，第二管路9上设置有第三截止阀91，第三截止阀91和后液压立柱72之间的管路还设置有第四截止阀91和第二泄压安全阀12，第四截止阀91与油箱相连通，第二泄压安全阀12与油箱相连通；上述液压缸5的支撑杆与前底座63相铰接，液压缸5的缸体与后底座73相铰接。

为了顺利实现降架，前液压立柱内部设置有拉簧64，后液压立柱内部设置有拉簧74。

为防止爆破对前液压立柱产生影响，前支护架的煤壁侧设置有橡胶挡煤帘(图中未示出)。

本发明所述的半卸载交替推进式极薄煤层液压支架工作循环如下：

1)、降前支护架：当完成煤炭爆破任务，工作面煤炭运出后，打开截止阀82，前液压立柱62腔内的液体回到油箱，前顶梁在自身重力和前拉簧拉力作用下，实现降架，关闭截止阀82；

2)、推前支护架：在前支护架完成降架后，使三位四通换向阀4右位工作，反复摇动双柱塞手动泵3，由于液压缸5的支撑杆与前底座相连，液压缸5的缸体与后底座相连，而后支护架处于支撑状态，在液压力作用下液压缸5支撑杆运动把前支护架推出一个步距；

3)、升前支护架：前支护架推移到位后，手动操纵三位四通换向阀4中位工作，打开截止阀81，反复摇动双柱塞手动泵3操纵手柄，使前顶梁上升接触顶板，当达到初撑力后，关闭截止阀81。当顶板来压达到设定的安全阀调定压力时安全阀起作用而让压；

4)、降后支护架：当前支护架完成升架后，打开截止阀92后液压立柱72腔内的液体回到油箱，后顶梁71在自身重力和后拉簧拉力作用下，实现降架，关闭截止阀92；

5)、推后支护架：在后支护架完成降架后，使三位四通换向阀4左位工作，反复摇动双柱塞手动泵上的手柄，由于液压缸5的缸体与后底座73相连，而前支护架处于支撑状态，在液压力作用下液压缸拉动后支护架把后支护架拉进一个步距；

6)、升后支护架：后支护架推移到位后使三位四通换向阀4中位工作，打开截止阀91，反复摇动双柱塞手动泵3操纵手柄，使后顶梁接触顶板，当达到初撑力后，关闭截止阀91，停止摇动操纵手柄。当顶板来压达到设定的安全阀调定压力时安全阀起作用而让压。

7)进入下一个循环，执行1)-6)的动作过程。

开采极薄煤层时，在极薄煤层原走向长壁工作面的基础上，沿煤层走向每隔8m打一切眼，形成若干个8m的短壁面，然后自上而下仰采。工作面采用本发明所述的半卸载交替推进式极薄煤层液压支架，沿8m宽度上布置两架。

Claims (7)

1.半卸载交替推进式极薄煤层液压支架，其特征在于包括：

手动液压站和支护系统；

手动液压站包括油箱，油箱通过管路与油泵吸油口连接，油泵出油口通过管路与梭阀相连通，梭阀通过管路与三位四通换向阀的第一油口相连通，三位四通换向阀的第二油口通过管路与液压缸的大腔连通，三位四通换向阀的第三油口通过管路与液压缸的小腔连通，三位四通换向阀的第四油口通过管路与油箱连通；

支护系统包括前支护架、后支护架，前支护架包括前顶梁、前液压立柱和前底座，前液压立柱设置在前顶梁和前底座之间，前液压立柱的支撑杆与前顶梁相连接，前液压立柱的缸体与前底座相连接；后支护架包括后顶梁、后液压立柱和后底座，后液压立柱设置在后顶梁和后底座之间，后液压立柱的支撑杆与后顶梁相连接，后液压立柱的缸体与后底座相连接；

其中，前液压立柱的大腔通过第一管路连通位于梭阀和三位四通换向阀之间的管路，第一管路上设置有第一截止阀，第一截止阀和前液压立柱之间的管路上还设置有第二截止阀和第一泄压安全阀，第二截止阀与油箱相连通，第一泄压安全阀与油箱相连通；后液压立柱的大腔通过第二管路连通位于梭阀和三位四通换向阀之间的管路，第二管路上设置有第三截止阀，第三截止阀和后液压立柱之间的管路还设置有第四截止阀和第二泄压安全阀，第四截止阀与油箱相连通，第二泄压安全阀与油箱相连通；上述液压缸的支撑杆与前底座相连接，液压缸的缸体与后底座相连接。

2.根据权利要求1所述的半卸载交替推进式极薄煤层液压支架，其特征在于所述油泵采用双柱塞手动泵，在油箱的两侧对称设置可拆卸手动摇柄。

3.根据权利要求1或2所述的半卸载交替推进式极薄煤层液压支架，其特征在于所述前顶梁与前液压立柱铰接，前液压立柱与前底座铰接；后顶梁与后液压立柱铰接，后液压立柱与后底座铰接。

4.根据权利要求1所述的半卸载交替推进式极薄煤层液压支架，其特征在于所述前液压立柱和后液压立柱采用2级伸缩立柱。

5.根据权利要求1或4所述的半卸载交替推进式极薄煤层液压支架，其特征在于所述前液压立柱和后液压立柱内部设置有拉簧。

6.根据权利要求1所述的半卸载交替推进式极薄煤层液压支架，其特征在于所述前支护架的煤壁侧设置有橡胶挡煤帘。

7.根据权利要求1所述的半卸载交替推进式极薄煤层液压支架，其特征在于所述梭阀与三位四通换向阀之间的管路通过带单向阀的快速接头相连接。

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