CN102536277B - 一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统 - Google Patents

一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统,由前滑移支架、后滑移支架、架间推移组件、掘进机拖拉组件、锚杆作业组件和组合滑道组成。本发明的顶、侧支护板可以根据巷道在截割过程中的断面形状及时调整临时支护,锚杆作业组件实现永久支护。本发明可在巷道转弯处、上下山处行走,滑撬意外下陷时可自救。本发明主要应用于悬臂式掘进机巷道掘进施工过程中的随车配套支护,该系统与掘进机配合可实现掘、支、锚的平行作业,在保证施工作业的安全的情况下,有效的提高了成巷效率、降低了作业成本,适用于巷道底板为平面的一切巷道施工形式。

Description

一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种巷道、隧道掘进后的支锚设备技术领域,特别是涉及一种悬臂式掘进机随车配套使用的支锚系统。
背景技术
[0002] 随着采煤技术迅速发展,煤炭开采逐步的生产实现机械化、自动化,多年来国内外的实践经验表明,煤巷围岩锚固支护与传统的木支护、砌碹支护、型钢支护相比,具有显著的优越性。在巷道掘进施工过程中,机械化掘进的效率较高,巷道的支护速度却远远滞后于掘进速度,“掘、支、锚”间的非平行作业模式,导致掘进机机真正的进尺时间只占总时间的20% -30%,“掘、支、锚”间的速度不匹配问题已经成为制约煤矿安全、高效生产的一大难题,急需一种机械化程度较高,与掘进平行作业的配套支锚设备。
[0003] 公告号为CN102031985A,授权公告日为2009年9月28日的发明专利“迈步自移支架”,该专利方案的设计提出了一种用于掘进工作面临时支护,与掘进机配合实现掘、护平行作业的机械,其通过不少于两个分支架,相邻分支架之间为“王”字形交错结构,移架过程中支护油缸不泄荷保证安全。该专利虽实现临时支护、可配合锚杆作业车在后面作业,而“王”字形交错结构,使支架职能在平巷内工作,无法满足巷道转弯处、上下山处的要求,不泄荷式移架在行进中易支撑过大使顶板垮落,造成事故,工人操作锚杆作业车在无支护的巷道中工作,增加危险性。
[0004] 公告号为CN200940439Y,授权公告日为2007年8月29日的实用新型专利“龙门式自行锚杆钻机”,该专利方案的设计提出了一种履带行走的框架式支护机械,纵向钻机和横向钻机分别装在龙门式几家的横梁和立柱上。但两帮底部锚杆无法作业,且临时支护后,变锚固支护能力差。由于左右加装履带,占用空间较大,只适合大断面巷道。
[0005] 鉴于以上发明的缺陷,为了实现掘支锚的平行作业,增强设备复杂围岩支护工作的适应性。并保证锚杆作业的施工的准确性,终于研制出具有实用价值的本发明。
发明内容
[0006] 本发明的主要目的在于,针对现有的问题,提出一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统,该系统配合悬臂式掘进机将掘、支、锚实现了平行作业,完成巷道掘进施工过程中的支锚作业。该系统打破了现有平行作业机械的局限性,能够适应复杂围岩的地质条件。
[0007] 本发明的主要目的还在于,提供一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统,该系统在保证施工质量的前提下提高了成巷效率,降低了工人的劳动强度,结构紧凑,截割断面临时支护的适应性强,可根据不同围岩情况、巷道断面形状、锚杆支护布置图完成变锚固支护的要求。系统采用框架式结构作为机械本体,支护板可根据锚固支护布置情况针对性设计,液压部件均为标准件,设计周期短。
[0008] 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统,包括前滑移支架、后滑移支架、架间推移组件、掘进机拖拉组件、锚杆作业组件和组合滑道。其中,锚杆作业组件通常布置在后滑移支架。前、后滑移支架间通过架间推移组件连接,前滑移支架和掘进机间通过掘进机拖拉组件连接。掘进机拖拉组件可辅助完成完成前滑移支架的行进。整个系统主要靠液压提供动力,也包括其他动力所完成的一切相似动作形式。
[0009] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0010] 前述的一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统,其中所述的前滑移支架是由前护板、主体框架、顶支护板、侧支护板、顶支护油缸、侧支护油缸、前滑撬、前稳定支撑、前油缸组成。前护板与顶支护板相连,前护板可阻挡掘进机在截割过程中破落煤块向内侧崩溅,保护人员安全,也可扩大前滑移支架顶支护板的临时支护有效范围,前护板的动作通过液压油缸的伸缩量控制。顶、侧支护板与顶、侧支护油缸间采用球头铰接,支护油缸伸长使支护板与巷道壁“顶死”,达到临时支护效果。侧支护板通过左右侧支护油缸的伸长量,改变其在巷道中的位置,防止行进过程中走偏。顶、侧支撑板均分为两部分,之间通过弹性网柔性连接在一起,解决了因断面形状改变引起顶、侧支撑板的临时支护面积无法改变而影响临时支护的矛盾。在前滑移支架向前推移前要将锚网与已支护巷道壁上的锚网连接在一起。永久支护时前稳定支撑下落,若前滑撬意外下陷,可以通过前油缸动作,完成自救。
[0011] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0012] 前述的一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统,其中所述的后滑移支架是由顶支护板、侧支护板、主体框架、顶支护油缸、侧支护油缸、后滑撬、后稳定支撑、后油缸、钢梁托架组成。顶、侧支护板与主体框架间通过顶、侧支护油缸相连,通过油缸伸长使顶支护板与巷道壁顶死,达到支护效果。侧支护板通过左右侧支护油缸的伸长量,改变其在巷道中的位置,防止行进过程中走偏。顶、侧支撑板均分为两部分,之间通过弹性网柔性连接在一起,解决了因断面形状改变引起顶、侧支撑板的临时支护面积无法改变而影响临时支护的矛盾。顶支护板上有钢梁托架,用于辅助钢梁和托板的安装,降低工人的劳动强度,其可以根据托梁的形式单独设计,最大限度的满足用户需求。后滑移支架设有作业平台,便于工人锚杆作业。在永久支护时后稳定支撑下落,若后滑撬意外下陷,可以通过后油缸动作,完成自救。
[0013] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0014] 前述的一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统,其中所述的架间推移组件由推移油缸、一字固定板组成,是前、后滑移支架的连接部件。一字固定板,保证了主体框架的平直推移行走,四个推移油缸分别安装在前、后滑移支架主体框架间的顶角上。在平直巷道内,后滑移支架的永久支护完成后,降低前滑移支架的顶、侧支护油缸内压力,采用擦顶的方式推移前滑移支架行走,推移完成后前架的顶、侧支护油缸内增压,后架的顶、侧支护油缸缩回,通过推移油缸拖拉后滑移支架行走,完成一个步距的移架。若巷道围岩情况较好,在后滑移支架完成永久支护后,可将前滑移支架的顶、侧支护油缸下降,推移油缸伸长将前滑移支架向前推移,前滑移支架顶、侧支护油缸升起,后滑移支架顶、侧支护油缸下落,缩短油缸推移使后滑移支架向前。在巷道拐弯处,通过左右推移油缸伸缩量的差值,实现转弯。
[0015] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0016] 前述的一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统,其中所述的掘进机拖拉组件,是掘进机与前滑移支架之间的连接部件,在上下山大角度拐点处,此时应卸下一字固定板和顶部的一组推移油缸。将前滑移支架的顶、侧支护油缸下落,通过液压缸的拖拉使前滑移支架行进。前滑移支架的顶、侧油缸升起,后滑移支架的顶、侧支护油缸下落,推移油缸缩短,使后滑移支架前行,通过上下山的拐点。也可在平直巷道内辅助滑移支架的行走。
[0017] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0018] 前述的一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统,其中所述的锚杆作业组件,分为顶板锚杆机组和两帮锚杆机组,分别布置在后滑移支架主体框架的顶部内侧和两帮外侧,通过单叶片摆动式液压缸旋转角度实现锚杆与巷道顶板、两帮不同夹角的作业,通过滑块在横向滑轨内的位置和横向滑轨在纵向滑轨中位置,实现巷道顶板和两帮的多数位置的锚杆作业。该组件自由度高,可以完成除地板外的多数位置的锚杆施工作业。顶部锚杆作业组件布置在框架内侧,两帮的锚杆作业组件布置在主体框架的外侧,两帮的锚杆机可有效补偿因顶锚杆作业机因布置在主体框架内,无法在侧帮与顶板夹角处无法锚杆作业的不足。顶锚杆作业组件布置在内侧,便于锚杆钻臂的旋转动作,为锚杆作业机提供更多空间。锚杆作业组件也可以布置在前滑移支架的主体框架顶部和两侧,但易阻挡掘进机司机的视线,影响施工,因此通常仅布置在后滑移支架上。由于某些巷道围岩硬度小且脆,截割速度远远高于支锚系统的支护速度,可根据具体情况的要求,锚杆作业组件只安装在主体框架的的顶部仅对巷道顶板完成部分锚固作业,剩余工作由人工完成,增强系统的使用性。
[0019] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0020] 前述的一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统,其中所述的组合滑道,由若干段滑道板和销轴组成,用于支锚系统的推移行走。在系统通过后,后面的滑道板可以拆下,用于巷道前方的铺设,实现循环铺设行走,节约资源。该组合滑道增大了滑撬与底板的接触面积,有效防止了滑撬下陷。滑道板与底板接触面可以增加锯齿或其他形状,增大与底板的摩擦力。
[0021] 本发明一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统与现有技术相比,具有下列优点与有益效果:
[0022] (I)本发明针对现有的技术问题,提出了一种悬臂式掘进机配套的随车支锚系统,将掘进机与支锚作业机的完全分离,更具灵活性,实现了平行作业,使工作效率得到了极大的提高,降低了工人的劳动强度;
[0023] (2)本发明打破了现有平行作业机械的局限性,结构紧凑,可用于除底板锚固外的一切锚杆支护布置形式;
[0024] (3)本发明在滑撬下陷时,可通过前后支架的稳定支撑自救;
[0025] (4)本发明的组合滑道在增大了滑撬与底板的接触面,防止下陷;
[0026] (5)本发明可根据不同围岩情况、巷道断面形状、锚杆支护布置图来设计支锚系统,系统液压部件均为标准件,设计周期短。
[0027] 综上所述,本发明一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统,目的在于提出一种新的巷道施工工序,打破目前现有技术的局限性,真正意义上改变传统的非平行作业模式。
附图说明
[0028] 图1是本发明整体结构示意图
[0029] 图2是锚杆作业组件的结构示意图
[0030] 图3是掘进机拖拉组件的结构示意图[0031] 图4是组合滑道的结构示意图
[0032] 图中:
[0033] 1:前护板 2:顶支护板
[0034] 3:顶支护油缸 4:侧支护板
[0035] 5:主体框架 6:—字固定板
[0036] 7:顶支护板 8:顶支护油缸
[0037] 9:钢梁托架 10:侧支护板[0038] 11:弹性网 12:主体框架
[0039] 13:两帮锚杆机组 14:顶板锚杆机组
[0040] 15:侧支护油缸 16:后稳定支撑
[0041] 17:后油缸 18:滑道板
[0042] 19:后滑撬 20:推移油缸
[0043] 21:前滑撬 22:前油缸
[0044] 23:前稳定支撑 24:横向滑轨
[0045] 25:滑块 26:单叶片摆动式液压缸
[0046] 27:纵向滑轨 28:锚杆钻臂
[0047] 29:勾型链 30:液压油缸
[0048] 31:滑道板 32:销轴
具体实施方式
[0049] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
[0050] 有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解,然而所附图仅是提供参考与说明之用,并非用来对本发明加以限制。
[0051] 如图1所示的本发明一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统的结构示意图,由前滑移支架、后滑移支架、架间推移组件、掘进机拖拉组件和锚杆作业组件组成。前后滑移之间通过架间推移组件相连接,掘进机和前滑移支架通过掘进机拖拉组件相连接。稳定支撑在临时支护是下落,增强系统的稳定性,在滑撬陷入底板时也可用于自救。顶、侧支护板通过支护油缸动作,提供临时支护。锚杆作业组件通常布置在后滑移支架的主体框架12上,进行永久支护。
[0052] 如图2所示的本发明一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统的锚杆作业组件的结构示意图,由横向滑轨24、滑块25、单叶片摆动式液压缸26、纵向滑轨27、锚杆钻臂28组成,锚杆钻臂28与滑块25之间通过单叶片摆动式液压缸26相连,可以旋转使锚杆钻臂28与滑轨平面成一定角度,滑块25可在横向滑轨24内滑动,横向滑轨24又可在纵向滑轨27内滑动,该组件使得锚杆钻臂的自由度高,可以完成多数位置的锚杆作业。其中,单叶片摆动式液压缸26可用液压马达或其他可提供旋动力的执行元件代替。[0053] 如图3所示的本发明一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统的掘进机拖拉组件的结构示意图,由勾型链29和液压油缸30组成,连接掘进机机身和前滑移支架,可以配合拖拉组件,实现整个装置的行走。
[0054] 如图4所示的本发明一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统的组合滑道的结构示意图,由若干段滑道板31、销轴32组成,在铺设前要清理底板平面,根据系统的长度铺设若干段滑道板,通过销轴连接在一起。组合滑道可以循环铺设。在系统前端铺设滑道板31过程中要将前护板I升起,提供临时支护保护。
[0055] 如上所述是本发明的基本构思。但是,在本发明的技术领域内,只要具备最基本的知识,可以对本发明的其他可操作的实施例进行改进。在本发明中对实质性技术方案提出了专利保护请求,其保护范围应包括具有上述技术特点的一切变化方式。
[0056] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种悬臂式掘进机随车配套支锚系统,包括有前滑移支架、后滑移支架、架间推移组件、掘进机拖拉组件、锚杆作业组件和组合滑道,其特征在于: 所述的前滑移支架包括前护板(I)、主体框架(5)、顶支护板(2)、侧支护板(4)、顶支护油缸(3)、侧支护油缸(15)、前稳定支撑(23)、前油缸(22)、前滑撬(21);所述的前滑移支架,在顶支护油缸(3)、侧支护油缸(15)进行临时支护前,将锚网铺设在顶支护板⑵、侧支护板(4)的外侧,并与巷道壁上的锚网连接,前护板(I)下落可阻挡掘进机在截割过程中破落煤块向内侧崩溅,升起时可扩大前滑移支架的顶支护板(2)的临时支护范围;顶支护板(2)、侧支护板(4)均分为两个部分,用弹性网(11)连接,可以根据掘进机截割巷道断面形状,改变两部分支护油缸的行程,更好的临时支护;侧支护板(4)通过改变侧支护油缸(15)的伸长量,挪动其在巷道中的位置,在永久支护时前稳定支撑(23)下落,若前滑撬(21)意外下陷,可以通过前油缸(22)动作,完成自救; 所述的后滑移支架包括顶支护板(7)、侧支护板(10)、主体框架(12)、顶支护油缸(8)、侧支护油缸(15)、后稳定支撑(16)、后油缸(17)、后滑撬(19)、钢梁托架(9);顶支护板(7)、侧支护板(10)均分为两个部分,用弹性网(11)连接,可以根据巷道顶板走向,更好的临时支护;侧支护板(10)通过改变侧支护油缸(15)的伸长量,挪动其在巷道中的位置;在永久支护时后稳定支撑(16)下落,若后滑撬(19)意外下陷,可以通过后油缸(17)动作,完成自救;钢梁托架(9)安装在顶支护板(7)上,用于辅助钢梁和托板的安装; 所述的架间推移组件包括推移油缸(20)、一字固定板(6),锚杆作业组件包括导向横向滑轨(24)、纵向滑轨(27)、滑块(25)、单叶片摆动式液压缸(26)、锚杆钻臂(28);所述的锚杆作业组件布置在后滑移支架主体框架(12)的顶部内侧和左右面的外侧,实现顶板及两帮的锚护工作,其中顶支护板(7)、侧支护板(10)上要留有锚杆钻臂(28)的钻孔时的孔洞,锚杆钻臂(28)通过单叶片摆动式液压缸(26)安装在滑块(25)上,滑块(25)可在横向滑轨(24)内滑动,横向滑轨(24)又可在纵向滑轨(27)内滑动,实现滑轨平面内多数位置的锚杆作业; 所述的架间推移组件是前、后滑移支架的连接组件;在平直巷道内,前滑移支架支护油缸下落,后滑移支架的支护油缸升起,推移油缸(20)伸长将前滑移支架向前推移,前滑移支架支护油缸升起,后滑移支架支护油缸下落,通过推移油缸(20)拖拉后滑移支架向前行走;在前滑移支架时采用擦顶式移架;在巷道转弯处,通过左右两侧推移油缸(20)伸缩距离的差值实现转弯; 所述的掘进机拖拉组件包括勾型链(29)、液压油缸(30);所述的掘进机拖拉组件是掘进机与前滑移支架之间的连接部件,勾型链(29)的端部分别焊接在掘进机机身和前滑移支架上,在小角度上下山处,通过液压油缸(30)的拖拉使前滑移支架行进,前稳定支撑(23)、后稳定支撑(16)可辅助行走; 所述的组合滑道由若干段滑道板(31)、销轴(32)组成;系统通过后,后面的滑道板(31)可以拆下,用于巷道前方滑道的铺设,实现循环铺设。
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