CN102454410A - 一种煤矿用支护设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿用支护设备，包括前排架、后排架、液压推进缸和液压支柱，前排架包括两个以上的前排顶梁和两个以上的前排托梁，前排顶梁下方并排设有前排托梁，一个前排托梁连接两个以上的前排顶梁，前排架下方设有液压支柱；后排架包括两个以上的后排顶梁和两个以上的后排托梁，后排顶梁下方并排设有后排托梁，一个所述后排托梁连接两个以上的后排顶梁，后排架下方设有液压支柱；前排顶梁与所述后排顶梁间隔设置，前排托梁与前进方向相邻的后排托梁之间设有间隙；液压推进缸一端连接前排架，液压推进缸另一端连接后排架。采用本发明的工作面无空顶现象，对顶板支护面积大。

Description

一种煤矿用支护设备

技术领域

本发明涉及煤矿开采领域，特别涉及一种煤矿用支护设备。

背景技术

在进行煤矿开采时，工作面端头和工作面巷道需要使用支护设备。

目前国内外煤矿对于工作面端头及工作面巷道所用的支护基本分为两种。一种是属于综采液压支架的特制端头支架，只用于端头位置。另一种是单体支柱配工字钢作为超前巷道支护。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：特制端头支架造价非常高，笨重。中小型矿井无法使用。而单体支柱与工字钢必须是人工搬移，且用于端头支护时，回收是非常危险的工作，事故率非常高，且丢柱现象严重。近年来虽然有大量滑移支架试图解决这个问题。但是，不管是前后梁的，还是左右双梁并列的都克服不了任何一个梁在前移时，顶板所出现的大面积空顶危险。

发明内容

本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种工作面无空顶现象的煤矿用支护设备。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：一种煤矿用支护设备，包括前排架、后排架、液压推进缸和液压支柱，所述前排架包括两个以上的前排顶梁和两个以上的前排托梁，所述前排顶梁下方并排设有前排托梁，一个所述前排托梁连接两个以上的前排顶梁，所述前排架下方设有液压支柱；所述后排架包括两个以上的后排顶梁和两个以上的后排托梁，所述后排顶梁下方并排设有后排托梁，一个所述后排托梁连接两个以上的后排顶梁，所述后排架下方设有液压支柱；所述前排顶梁与所述后排顶梁间隔设置，所述前排托梁与前进方向相邻的所述后排托梁之间设有间隙；所述液压推进缸一端连接所述前排架，所述液压推进缸另一端连接所述后排架。

所述前排顶梁纵向设置，所述前排托梁横向设置在所述前排顶梁的下方，所述前排托梁与所述前排顶梁在水平方向夹角为90度；所述后排顶梁纵向设置，所述后排托梁横向设置在所述后排顶梁的下方，所述后排托梁与所述后排顶梁在水平方向夹角为90度。

所述前排托梁、所述前排顶梁、所述后排托梁与所述后排顶梁的端头设有安装孔；一个纵向设置的前排顶梁由两个以上的短前排顶梁通过短前排顶梁端头的安装孔连接而成，一个横向设置前排托梁由两个以上的短前排托梁通过短前排托梁端头的安装孔连接而成；一个纵向设置的后排顶梁由两个以上的短后排顶梁通过短后排顶梁端头的安装孔连接而成，一个横向设置的后排托梁由两个以上的短后排托梁通过短后排托梁端头的安装孔连接而成。

所述液压推进缸一端连接所述前排托梁，所述液压推进缸另一端连接所述后排托梁。

所述前排顶梁、前排托梁、后排顶梁和后排托梁为方形的结构钢。

所述液压支柱并排设置在所述前排顶梁、前排托梁、后排顶梁和后排托梁的下方。

所述液压支柱并排设置在所述前排托梁和后排托梁的下方。

所述前排顶梁与所述前排托梁之间设有落差块；所述后排顶梁和所述后排托梁之间设有落差块。

所述后排架的后端设置有液压斜柱。

所述前排架或后排架能够将横向的托梁断开后分解成两个以上的排形架，每个排形架能够单独前移。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明在各种地质条件下，无论是机采工作面还是炮采工作面，都能使用的。不但能用于采煤工作面的端头，还能同时用于端头支架前方巷道的20米超前支护。也可在综采端头支架工作面独立用于超前支护。本发明的支护设备是全液压支撑，自动行走。本发明具有整体性好，工作面无空顶现象，对顶板支护面积大，在用于端头支护的同时，又可做为超前支护的设备使用。从而节约了大量劳动，还提高了安全指标。

附图说明

图1是本发明实施例中提供的煤矿用支护设备的仰视图；

图2是本发明实施例中提供的液压推进缸将前排架与后排架连接后的仰视图；

图3是图2的侧视图；

图4是本发明实施例中提供的前排架的仰视图；

图5是本发明实施例中提供的前排架的侧视图；

图6是本发明实施例中提供的后排架的仰视图；

图7是本发明实施例中提供的后排架的侧视图；

图8是本发明实施例中提供的前排架与后排架交叉组装成顶梁体的仰视图；

图9是本发明实施例中提供的前排架与后排架交叉组装成顶梁体的侧视图；

图10是本发明实施例中提供的前排架滑动一个步距的仰视图；

图11是本发明实施例中提供的煤矿用支护设备安装在工作面后的侧视图；

图12a是本发明实施例中提供的支护设备前移步骤一的示意图；

图12b是本发明实施例中提供的支护设备前移步骤二的示意图；

图12c是本发明实施例中提供的支护设备前移步骤三的示意图；

图12d是本发明实施例中提供的支护设备前移步骤四的示意图；

图12e是本发明实施例中提供的支护设备前移步骤五的示意图；

图12f是本发明实施例中提供的支护设备前移步骤六的示意图；

图13是本发明实施例中提供的加长的排式顶梁端头液压支架的示意图。

图中，1前排架，1.1前排顶梁，1.2前排托梁，2后排架，2.1后排顶梁，2.2后排托梁，3液压推进缸，4液压支柱，5工作面顶板，6工作面底板，7顶梁体，8加长顶梁体，9落差块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1和图2和图3，一种煤矿用支护设备，包括前排架1和后排架2、液压推进缸3和液压支柱4，前排架1包括两个以上的前排顶梁1.1和两个以上的前排托梁1.2，前排顶梁1.1下方并排设有前排托梁1.2，一个前排托梁1.2连接两个以上的前排顶梁1.1，前排托梁1.2下方设有液压支柱4；后排架2包括两个以上的后排顶梁2.1和两个以上的后排托梁2.2，后排顶梁2.1下方并排设有后排托梁2.2，一个后排托梁2.2连接两个以上的后排顶梁2.1，后排托梁2.2下方设有液压支柱4；前排顶梁1.1与后排顶梁2.1间隔设置，前排托梁1.2与后排托梁2.2间隔设置；前排托梁1.2与前进方向相邻的后排托梁2.2之间设有间隙；液压推进缸3一端连接前排架1，液压推进缸3另一端连接后排架2。

作为一种优选，液压推进缸3一端连接前排托梁1.2，液压推进缸3另一端连接与前排托梁1.2相邻的后排托梁2.2。

液压推进缸3一端也可以连接在前排顶梁1.1上，另一端连接后排顶梁2.1。

本发明组装后前排架和后排架可以在液压推进缸伸长与缩短的作用下，先后向前滑动。本发明整体性好，工作面无空顶现象，对顶板支护面积大，在用于端头支护的同时，又可做为超前支护的设备使用。从而节约了大量劳动，提高了安全指标。

作为一种优选，参见图4和图5，前排顶梁1.1和前排托梁1.2都是横断面为方形的结构钢，若干条前排顶梁1.1纵向设置(沿支架前进方向)，多条前排托梁1.2横向放置在前排顶梁1.1的下方，固定后形成了前排架1。前排托梁1.2与前排顶梁1.1在水平方向夹角为90度。前排架1在顶视图中为呈十字交叉状的钢架结构。

参见图6和图7，后排顶梁2.1和后排托梁2.2都是横断面为方形的结构钢，若干条后排顶梁2.1纵向设置(沿支架前进方向)，多条后排托梁2.2横向放置在后排顶梁2.1的下方，固定后形成了后排架2。后排托梁2.2与后排顶梁2.1在水平方向夹角为90度。后排架2在顶视图中为呈十字交叉状的钢架结构。

参见图8和图9，在使用中组装好的前排架1与后排架2是两个各自独立的钢架结构。本发明是利用将它们间隔重叠、相互占有对方间隙的方法，装配在一起而行成顶梁体。并使这个顶梁体中的前排架1与后排架2，能在纵向相互拉开支架前进一步的距离。当它们间隔重叠的装配后就成为图8和图9所现的顶梁体结构。然后用液压推进缸3将前排架1与后排架2连为一体。

为了安装、运输方便，前排托梁1.2与前排顶梁1.1、后排托梁2.2与后排顶梁2.1的端头都预留安装孔，并在工厂制造成多段短梁，运到井下再安装成整体。即一个纵向设置的前排顶梁1.1由两个以上的短前排顶梁通过短前排顶梁端头的安装孔连接而成，一个横向设置的前排托梁1.2由两个以上的短前排托梁通过短前排托梁端头的安装孔连接而成；一个纵向设置的后排顶梁2.1由两个以上的短后排顶梁通过短后排顶梁端头的安装孔连接而成，一个横向设置后排托梁2.2由两个以上的短后排托梁通过短后排托梁端头的安装孔连接而成。

参见图10和图11，本发明组装后前排架1和后排架2可以在液压推进缸3伸长与缩短的作用下，先后向前滑动。液压支柱4分别垂直设在前排架1和后排架2的下方。后排架2的最后端可设置若干斜柱用于阻挡垮落的顶板矸石。工作时，前排架1上的液压支柱4卸载，前排架1上的液压支柱4离开工作面底板6，前排顶梁1.1脱离工作面顶板5，由于后排顶梁2.1与后排托梁2.2之间设有落差块9，前排顶梁1.1落到后排托梁2.1上。前排架1先向前滑动，此时后排架2可独立支撑工作面顶板5，前排架1向前滑动一个步距后即支撑好工作面顶板5，后排架2再向前滑动。这样交替前移，分别支撑工作面顶板5，可使工作面顶板5避免出现空顶现象。工作面顶板5也就不容易因无支撑而破碎垮落了。本发明支架的全部动作都是液压动力、自动前移不需工人搬运。由于顶梁在纵向长度方面可很方便的加长，所以在将其加长后，可将端头前面的巷道一起支护起来，同时也起到了超前支护的作用。由于纵向顶梁可横向增加若干条，托梁也可以横向加长，所以支架也可用于纵向很短，横向很长的回采工作面，做为回采支架使用。

参见图1，本发明在将前排架1、后排架2与液压推进缸3组装好后，再将液压控制的液压支柱4，安装在前排架1和后排架2的下方，液压支柱4安装在前排顶梁1.1、前排托梁1.2、后排顶梁2.1和后排托梁2.2的下方，也可以并排设置在前排托梁1.2和后排托梁2.2的下方或并排设置在前排托梁1.2、后排托梁2.2和前排顶梁1.1的下方，或并排设置在前排托梁1.2、后排托梁2.2和后排顶梁2.1的下方，液压支柱4是固定的，也可以用临时的。固定的液压支柱4可与顶梁体同时向前移动。参见图11，前排架和后排架交错组装后形成顶梁体7，顶梁体7用于支撑工作面顶板5。在使用中液压支柱4要落在硬实的工作面底板6上，并以液压加载，顶紧上方的工作面顶板5，使支架进入稳定的工作状态。工作面开采后，端头支架要比工作面支架滞后前移，所以端头支架的工作环境要比工作面支架危险。

本发明在端头使用的前移方法操作步骤如下：(参见图12a-图12f)

1、参见图12a，向前排架的液压支柱4的环形腔注液，提起前排架上的所有液压支柱4，使柱脚离开工作面底板6。

2、参见图12b，向液压推进缸3的圆形腔注液，液压推进缸3伸长。使前排架带着与前排架相接的液压支柱4，一起前移一个步距。

3、参见图12c，向前排架的液压支柱4的圆形腔注液使液压支柱4伸长，柱脚落在工作面底板6上，上方撑紧工作面顶板5。

4、参见图12d，向后排架的液压支柱4的环形腔注液，液压支柱4缩短使柱脚提起离开工作面底板6。

5、参见图12e，向液压推进缸3环形腔注液，液压推进缸3缩短。使后排架带着后排架的液压支柱4一起向前移动一个步距。

6、参见图12f，向后排架的液压支柱4的圆形腔注液，使其伸长让柱脚落实在工作面底板6上，撑紧工作面顶板5。

以上是支架在端头使用的前移方法，如果同时需要支架在超前20米的巷道中使用，即可在现有支架的基础上，向前方一段段的用套筒穿销轴的方法，接长全部前排顶梁和后排顶梁，即将顶梁体7上装加长顶梁体8。加长顶梁体8下方适量的增加前排托梁与后排托梁及液压支柱4。如果支架在前移时对顶的摩擦力增大，还需适当的增加液压推进缸3的数量。这样本支架就可作为两种支架在端头和巷道中同时使用了(参见图13)。

本发明的前排架或后排架能够将横向的托梁断开后，分解成两个以上的排形架，每个排形架能够单独前移。

前排架为一个整体，后排架分解为多个排形架的情况，在移动时，前排架整体向前移动，然后，后排架分解的多个排形架分别向前移动。

后排架为一个整体，前排架分解为多个排形架的情况，在移动时，前排架分解的多个排形架分别向前移动，然后，后排架整体向前移动。

前排架分解为多个排形架，后排架分解为多个排形架的情况，前排架的断开头与后排架的断开头交错排列。在移动时，前排架分解的多个排形架分别向前移动，然后，后排架分解的多个排形架分别向前移动。

在较宽的端头，或在回采工作面，将前排架或后排架从托梁中部横向断开，这样就使原来的一个排，分解成为两个排或多个排，它们可以分别前移，这种多排结构在移架时由于需卸载液压支柱的数量少，有利于工作面顶板的稳定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤矿用支护设备，其特征在于，包括前排架、后排架、液压推进缸和液压支柱，所述前排架包括两个以上的前排顶梁和两个以上的前排托梁，所述前排顶梁下方并排设有前排托梁，一个所述前排托梁连接两个以上的前排顶梁，所述前排架下方设有液压支柱；所述后排架包括两个以上的后排顶梁和两个以上的后排托梁，所述后排顶梁下方并排设有后排托梁，一个所述后排托梁连接两个以上的后排顶梁，所述后排架下方设有液压支柱；所述前排顶梁与所述后排顶梁间隔设置，所述前排托梁与前进方向相邻的所述后排托梁之间设有间隙；所述液压推进缸一端连接所述前排架，所述液压推进缸另一端连接所述后排架。

2.根据权利要求1所述的煤矿用支护设备，其特征在于，所述前排顶梁纵向设置，所述前排托梁横向设置在所述前排顶梁的下方，所述前排托梁与所述前排顶梁在水平方向夹角为90度；所述后排顶梁纵向设置，所述后排托梁横向设置在所述后排顶梁的下方，所述后排托梁与所述后排顶梁在水平方向夹角为90度。

3.根据权利要求2所述的煤矿用支护设备，其特征在于，所述前排托梁、所述前排顶梁、所述后排托梁与所述后排顶梁的端头设有安装孔；一个纵向设置的前排顶梁由两个以上的短前排顶梁通过短前排顶梁端头的安装孔连接而成，一个横向设置前排托梁由两个以上的短前排托梁通过短前排托梁端头的安装孔连接而成；一个纵向设置的后排顶梁由两个以上的短后排顶梁通过短后排顶梁端头的安装孔连接而成，一个横向设置的后排托梁由两个以上的短后排托梁通过短后排托梁端头的安装孔连接而成。

4.根据权利要求1所述的煤矿用支护设备，其特征在于，所述液压推进缸一端连接所述前排托梁，所述液压推进缸另一端连接所述后排托梁。

5.根据权利要求1所述的煤矿用支护设备，其特征在于，所述前排顶梁、前排托梁、后排顶梁和后排托梁为方形的结构钢。

6.根据权利要求1所述的煤矿用支护设备，其特征在于，所述液压支柱并排设置在所述前排顶梁、前排托梁、后排顶梁和后排托梁的下方。

7.根据权利要求1所述的煤矿用支护设备，其特征在于，所述液压支柱并排设置在所述前排托梁和后排托梁的下方。

8.根据权利要求1所述的煤矿用支护设备，其特征在于，所述前排顶梁与所述前排托梁之间设有落差块；所述后排顶梁和所述后排托梁之间设有落差块。

9.根据权利要求1所述的煤矿用支护设备，其特征在于，所述后排架的后端设置有液压斜柱。

10.根据权利要求1所述的煤矿用支护设备，其特征在于，所述前排架或后排架能够将横向的托梁断开后分解成两个以上的排形架，每个排形架能够单独前移。

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