CN102803655B - 用于掩护式支撑件的掩护盖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于地下采矿的掩护式支撑件的掩护盖，包括盖板（2）、以及焊接在所述盖板（2）下方并具有多个从后盖区域（1A）一直延伸到前盖区域（1B）的纵梁的支撑结构（5）。为了提供一种能以低成本和轻重量方式生产同时具有比现有结构更高抗弯性的掩护盖，本发明提出至少有两根纵梁由型钢柱（6；16）构成，型钢柱设有顶段凸缘（7；17）以及垂直于所述顶段凸缘（7；17）延伸的腹板（9；19），所述盖板（2）和所述型钢柱（6；16）在前盖区域（1B）内向上成角度。

Description

用于掩护式支撑件的掩护盖

技术领域

本发明涉及一种用于地下采矿的掩护式支撑件的掩护盖，其包括盖板，包括用于将液压支柱的支柱头连接到掩护盖的调节装置，并且包括支撑结构，所述支撑结构焊接在盖板下方并且具有从后盖区域一直延伸到前盖区域的多根纵梁，在所述后盖区域内布置有所述调节装置，在所述前盖区域内所述纵梁的高度渐缩。

背景技术

通过液压缸(液压支柱)能改变高度的电驱支撑组件已经在地下采矿中使用数十年，所述电驱支撑组件通常具有两个地面滑行装置(floor skid)、导杆机构、掩护梁(gob shield)和以铰接方式连接到掩护梁的单件式或多件式掩护盖。为了在地下层中保持用于布置采矿机械的自由空腔(该空腔通常被称为长壁工作面)，通过通常两个(有时为四个)的液压缸的延伸，掩护盖被压在“顶壁”上，也就是地下长壁工作面的表土上。多个高度可调的掩护式支撑件或电驱支撑组件形成行进支撑件，该行进支撑件能被向前拉动，或者通过液压缸的渐缩以及通过支撑在采矿机械上基本被水平定向的行进缸对单独掩护式支撑件的推动使得采矿机械通过该前进支撑件被向前推。

用于高输出采矿作业的电驱支撑组件或掩护式支撑件包括掩护盖，所述掩护盖的盖板至少有五米长，至少两米宽。在这种情况下，为避免掩护盖自身在其按压的松散或起伏土层中发生破裂，必须由焊接在盖板下方的支撑结构来高度吸收盖尖部与盖端部或支柱头调节装置之间的所有弯曲力。为处理这些负载，目前所用的电驱支撑组件通常具有箱式支撑结构，其具有多根纵梁，所述纵梁由板金条构成并且通过横向板加固。

在具有回收开口的掩护式支撑件中，例如DE19814246A1中所描述的，为提供回收开口，设置有两根在掩护盖的整个长度上延伸并且同时形成滑动板导向装置的箱形截面纵梁，所述回收开口能在掩护盖中为回收/提取过程而打开和关闭。

发明内容

本发明的目的是提供一种掩护盖，其能以更低的成本生产，并具有更轻的重量，同时比现有结构具有更强的抗弯性。

该目标和其他目标根据本发明得以实现，本发明中，纵梁中的至少两根由型钢柱构成，型钢柱具有至少一个顶段凸缘和垂直于所述顶段凸缘延伸的腹板，其中盖板和纵梁在前盖区域向上成一角度。通过盖尖部的夹角，也就是在渐缩前盖区域中的夹角，实现抵抗电驱支撑组件的安置状态下的负载的掩护盖的预先拱起，并且该预先拱起能极大地提高掩护盖的整体承载能力。掩护盖的抵抗后续负载线的预先拱起能够仅通过简单地使形成盖尖部的最前部分相对于前盖区域的后部成夹角来实现，但是也可以包括多个成夹角的构造。根据掩护盖的全长和前盖区域的预定自由伸出设计长度，成夹角的盖尖部能够优选占掩护盖全长的大约10％至30％，尤其是大约15％至25％。因为在根据本发明的技术方案中基本上免除由多个板金条彼此焊接而成的箱式结构，或者箱形段，并且因为按米可得的型钢柱能被用来代替，所以能够实现更强的抗弯性及减轻的重量，同时大量减少生产焊接支撑结构所需要的焊缝。

原则上，能够通过各种方式实现掩护盖的预先拱起。在一个设计简单成本低的配置中，腹板具有切口，其中在切口区域形成夹角，腹板中的切口能够实现所述夹角。例如通过火焰切割形成切口之后，型钢柱的最前部分(该部分在装配之后形成掩护盖底层结构中的纵梁)能随后被折转小角度的夹角，由此导致另外两个直线型钢柱部分之间形成夹角。为了便于在夹角点处的弯曲或形成夹角，腹板上的切口优选一直延伸到顶段凸缘。

在特别优选的配置中，为了实现掩护盖底层结构中型钢柱装配状态下特别高的抗弯性，在产生夹角之后所述腹板上的切口被至少部分地填充楔形件。楔形件的插入能因此实现以下效果：所述腹板也单独地承载切口区域中的压缩负载，并且尽管所述切口被事先制造但这些压缩负载必定能被吸收。所述楔形件优选被焊接到所述切口。

在一个特别优选的配置中，型钢柱的顶段凸缘具有在腹板两侧的凸缘臂。为了更容易地在带有两侧设置有凸缘臂的顶段凸缘的型钢柱上产生夹角，两个分段腹板都能设有在夹角之前与切口对准的臂切口。在产生夹角以后，限定臂切口的臂部分能够随后再次连接，特别地通过焊接的手段。但是，夹角也能够在没有凸缘臂上的额外切口和/或没有其他措施(比如弯曲线处的预备(provisions)等等)的情况下实现。

盖尖部和型钢柱其余区域之间的夹角优选是大约2°至4°，特别是大约3°。根据特别优选的配置，纵梁或型钢柱由优选轧制或拉制的工字钢构成，所述工字钢具有整体邻接腹板的底段凸缘。原则上很有可能的是装配进掩护盖的完整纵梁上的所述底段凸缘一直延伸到盖尖部。但是在该优选的配置中，底段凸缘在前盖区域中被移除，特别是被切除。优选地在产生夹角之前，通过在夹角点处以成夹角的方式延伸的切割部随后实现底段凸缘的移除。所述切割部的夹角应当随后优选地被实现为与盖尖部相对剩余型钢柱的夹角相同，以使得在夹角之后，型钢柱的下侧在切口的两侧直线地渐缩，并且底板能在前盖区域被焊接到掩护盖的下侧。

除了用于实现夹角的切口以外，如果所述腹板的一部分(特别是所述腹板的在工字钢中最初直接邻近底段凸缘的部分)被切断，以便接下来将底段凸缘压轧或者辊轧在切割边缘上，并且随后再将其重新焊接，则底段凸缘也能被留下，而不是形成使前盖区域中的底段凸缘在工形柱上被随后移除的切割部，如同申请人在DE102008029058A1(未提前公开)中所详细描述那样，为此其公开内容也作为额外的参考。

或者，纵梁能由T字钢构成，其中切口随后相应地在腹板上形成，并且没有第二段凸缘垂直延伸到腹板。在纵梁由T字钢构成的情况下，连接板能够作为底部凸缘以占后盖区域任意比率被焊接到腹板。

根据一个有利的配置，顶段凸缘和/或底段凸缘至少在后盖区域内能在腹板两侧上带有凸缘臂地延伸。这里，顶段和底段凸缘的凸缘臂能够具有彼此相同的厚度和宽度尺寸。因此相应的纵梁能够由通过切口和切割适当修改的对称工形柱构成。对于腹板而言，在腹板一侧上的凸缘臂还能够具有比腹板另一侧上的凸缘臂更厚的厚度和/或更宽的宽度。对于这样一种配置，特别是不对称工形型钢柱能被采用，或者对称工形柱通过额外切割被适当地修改。这两种工形柱的配置都能用于掩护盖。

为了便于调节装置的装配，特别有利的是：后盖区域内的底部凸缘臂和顶部凸缘臂部分地设有用于定位支柱头调节装置的切断部。底段凸缘或顶段凸缘内的切断部所导致的抗弯性降低能被补偿，尤其是通过被焊接到该切断部上方的顶段凸缘的凸缘臂上的调节装置。顶部和底部凸缘臂能部分地设有在支柱头调节装置的区域内的切断部，所述切断部一直延伸到腹板。另外，有利的是：所有型钢柱的顶段凸缘通过纵向焊缝都被焊接到盖板的下侧和/或掩护盖获得带有四根由型钢柱构成的纵梁的支撑结构。

附图说明

从下面对附图所示用于掩护盖结构和以特别有利的方式生产用于支撑结构中的型钢柱的过程的示范实施例的描述可以得出根据本发明的掩护盖的其他优点和配置。其中：

图1以从仰视立体图示出根据本发明的掩护盖，没有支柱头调节装置和铰链销连接件；

图2示出图1的掩护盖的后侧的视图；

图3示出图1的掩护盖的侧视图；

图4示出图3中IV的细节；

图5以立体图示出作为底部结构的纵梁的适应根据图1的掩护盖的型钢柱；

图6以侧视图示出夹角操作之前型钢柱的前部区域；

图7示出插入楔形件之前型钢柱内的切口的细节。

具体实施方式

图1以高度简化的示意图示出根据本发明的用于任何所需结构(尤其是用于地下采矿)的电驱支撑组件上的掩护盖1。为了在电驱支撑组件的安置状态下能将掩护盖1和形成电驱支撑组件的顶侧的盖板2按压在地下采矿面的“顶壁”上或者地下空腔的表土上，电驱支撑组件(未示出全部)一般具有两个地面滑行装置、两个或四个液压支柱、掩护梁和导杆机构。未示出在图1中附图标记3所示的位置中被紧固到掩护盖1、且被设置用于将掩护盖1紧固到液压支柱的调节装置，和一般布置在掩护盖1的后侧4上的用于将掩护盖1连接到掩护梁的铰连接件。

从图1能容易看出，掩护盖1具有被焊接到盖板2下侧的底部结构5，在所示的示范实施例中底部结构5由作为纵梁的两根内侧型钢柱(section struts)6和两根外侧型钢柱16形成。在所示的示范实施例中，所有型钢柱6，16最初由工形型钢柱(工形柱)构成，然而，所述工形型钢柱(工形柱)适于用作底部结构中的纵梁。这里，型钢柱6，16以整体的方式分别具有顶段凸缘7或17、底段凸缘8或18、以及垂直于所述两个段凸缘7，8和17，18延伸的腹板9或19。型钢柱各自的顶段凸缘7或17通过焊接连接到盖板2，盖板2实质上在掩护盖1的整个长度上被支撑在形成底部结构5的纵梁的型钢柱6，16的顶段凸缘7，17上。掩护盖1具有后盖区域1A和前盖区域1B，在所述后盖区域1A中掩护盖1具有大致统一的高度并定位有支柱头的调节装置(未示出)，在所述前盖区域1B中掩护盖1的高度朝着盖端面11连续地渐缩。

根据本发明，附图标记20所整体表示的夹角(angling)至少形成在前盖区域1B中，掩护盖的位于夹角20和前端面11之间的部分(被称为盖尖部21)通过所述夹角以成角度的方式延伸到掩护盖1的整个其它区域。在夹角点20处的夹角尤其还包括盖板2。为此，在所示的示范实施例中，盖板2由后板部2A和被设计为更具刚性的前板部2B构成，其中在夹角点20处的板部2B具有与整个掩护盖1的夹角一致的夹角。盖尖部21和前盖区域1B的其余部分以及整个后盖区域1A之间的夹角点20处的夹角或者夹角角度为3°，并且夹角相对于完成的掩护盖1向上朝向顶部延伸。这所实现的效果是在电驱支撑组件的安置期间从顶部传递到掩护盖1的作用力必须首先克服掩护盖1经由夹角实现的预先拱起。

从根据图1的掩护盖1的后视图很容易看出，支撑结构5的两个内侧型钢柱6都由对称工形柱构成，其中顶段凸缘7和底段凸缘8分别在腹板9的两侧具有相同厚度和宽度的凸缘臂7A和8A。各外侧型钢柱16由不对称工形柱构成，其中在腹板19一侧的凸缘臂17A和18A的宽度分别大于在腹板19另一侧的凸缘臂17B，18B的宽度。例如，通过采用不同的工形柱作为内侧型钢柱6和外侧型钢柱16能实现凸缘臂17A，17B相对于彼此和/或相对于内侧型钢柱6上的凸缘臂的宽度差异。或者，也能通过在与内侧型钢柱相同的工形柱上适当地切短相应的凸缘臂17B，18B来生产外侧型钢柱16。

图3和4特别清楚地示出掩护盖1在前盖区域1B中夹角点20处的夹角。所述夹角以一致的方式被设计在所有的型钢柱6，16中，并且如将参考图5至7详细描述的，前盖尖部21的夹角优选通过型钢柱6，16来实现，所述型钢柱一开始在前盖区域中或者在随后于掩护盖的前盖区域1B形成底部结构5的部分中设有切口23，所述切口23在腹板9，19内一直延伸到顶段凸缘7，17。通过在夹角点20处对腹板9，19进行切割，位于切口23一侧的部分相对于切口另一侧的其余部分能够随后成夹角或者弯曲，其结果是原本是矩形的切口23被扩大成楔形。夹角之后，切口23能随后被再次填入楔形件40，所述楔形件优选焊接到切口23中。

为显示在掩护盖1中形成纵梁的型钢柱6，16的生产或改动，先参考图5至7，其中作为示例示出两个外侧型钢柱16中的一个。如同上面所说明的，用于型钢柱16的初始型钢形成具有腹板19、顶段凸缘17和底段凸缘18的拉制或轧制工形柱。型钢柱16适于使得顶段凸缘17在型钢柱16的整个长度上延伸。另一方面，底段凸缘18仅在型钢柱16的大约一半长度上延伸，型钢柱16的整个前部在腹板19上设有分离切割部，通常整体形成在工形柱上的底段凸缘利用所述分离切割部从前部区域被切除。在图5中用附图标记25表示腹板19上的切割边缘。图6以型钢柱16的前部细节图的形式示出产生夹角点20处的夹角之前的生产或修改状态。切口23形成在型钢柱16的腹板19上，并且该切口23在腹板19上一直延伸到顶段凸缘17。但是，顶段凸缘17仍然在随后夹角点的两侧上直线延伸。在腹板19下侧上的切割边缘25被导引成使得第一切割边缘部分25A一直延伸到切口23，而第二切割边缘部分25B以成夹角α的方式延伸。这里，切割边缘部分25B一直直线延伸到型钢柱16的前尖部16’。在根据本发明的掩护盖中，该前部接下来形成盖尖部。切割边缘部分之间的夹角角度α优选是大约3°，并且准确地对应于实现夹角之后赋予型钢柱16的夹角角度α。图7示出型钢柱的16的最终生产状态。在实现相对于切口23的夹角之后，切割边缘25A，25B彼此对准，而顶段凸缘17在夹角点20处成角度α的夹角。仅在此之后切口23填充有楔形件40并进行焊接。

为易于制造所述夹角，如示意性示出，顶端凸缘17的两个凸缘臂17A和17B能在相同的高度上设有臂切口26，作为夹角点20或该步骤之前的切口23。因为凸缘臂17A，17B的区域中的夹角不会导致相对较大的间隙，所以切口26接下来能被焊缝根部再次完全闭合。但是，不借助额外手段也能在顶段凸缘处实现所述夹角。

图1和5清楚地示出型钢柱6和16在顶段凸缘7，17和底段凸缘8，18的一侧上分别具有切断部27和28。这些切断部提供足够的自由空间用于定位支柱头调节装置(未示出)，并且支柱头调节装置不仅能够被焊接并锚定到底板(2，图1)，而且还能够被焊接并锚定到形成掩护盖1的纵梁的型钢柱6，16。在所示的示范实施例中，切断部27和28分别部分地或完全地省去了对段凸缘7，8，17，18在一侧上的凸缘臂的需求。

图1示出用于盖板2的前板部2B也设有夹角，但是也能在没有结构上的切口的情况下实现该夹角。在前盖区域1B中，底板46被焊接在朝着盖前侧渐缩的腹板9之间，在底板46的两侧还布置有底板45，所述底板45被焊接到外侧型钢柱16的腹板19的底部边缘。所有底板45，46都具有折叠部，所述折叠部在后盖区域1B中抵靠在底段凸缘8，18的下侧上并被焊接到底段凸缘8，18的下侧。

对于本领域技术人员而言，从以上描述会得到许多落入所附权利要求的保护范围内的变型。除连续的工字钢，也可以采用在主要成型过程中已设有相应夹角的相应的连续轮廓的浇铸型钢。或者，可以采用焊接有底部凸缘的T形截面的型钢。这些变型和其他变型都落入所附权利要求的保护范围内。

Claims (19)

1.一种用于地下采矿的掩护式支撑件的掩护盖，所述掩护盖包括盖板(2)、包括用于连接支柱头和所述掩护盖的装置、并且包括焊接在所述盖板(2)下方并具有从后盖区域(1A)延伸至前盖区域(1B)的多个纵梁的支撑结构(5)，支柱头的调节装置能布置在后盖区域(1A)上或被布置在后盖区域(1A)上，在所述前盖区域(1B)中所述纵梁的高度渐缩，其特征在于，所述纵梁中的至少两根由型钢柱(6；16)构成，所述型钢柱设有顶段凸缘(7；17)以及垂直于所述顶段凸缘(7；17)延伸的腹板(9；19)，并且，所述盖板(2)和所述型钢柱(6；16)在所述前盖区域(1B)内向上成角度，所述腹板(9；19)设有切口(23)，其中在所述切口(23)的区域中形成夹角。

2.根据权利要求1所述的掩护盖，其特征在于，所述腹板(9；19)中的所述切口(23)一直到达所述顶段凸缘(7；17)。

3.根据权利要求1或2所述的掩护盖，其特征在于，在所述夹角已产生之后，所述腹板(9；19)中的所述切口(23)被至少部分地填充有楔形件(40)。

4.根据权利要求3所述的掩护盖，其特征在于，所述楔形件(40)被焊接到所述切口(23)中。

5.根据权利要求1或2所述的掩护盖，其特征在于，所述顶段凸缘(7；17)具有在所述腹板(9；19)两侧上的凸缘臂(7A；17A)。

6.根据权利要求5所述的掩护盖，其特征在于，两个凸缘臂(7A；17A)设有与所述切口(23)对准的臂切口(26)，其中在所述夹角已产生以后，限定所述臂切口的臂部分通过焊接进行连接。

7.根据权利要求1或2所述的掩护盖，其特征在于，所述夹角具有2°至4°的角度(a)。

8.根据权利要求7所述的掩护盖，其特征在于，所述夹角具有大约3°的角度(a)。

9.根据权利要求1或2所述的掩护盖，其特征在于，形成所述纵梁的所述型钢柱(6；16)由工字钢构成，所述工字钢具有整体地邻接所述腹板的底段凸缘(18)。

10.根据权利要求9所述的掩护盖，其特征在于，所述底段凸缘(18)在所述前盖区域中通过切除的方式被去除。

11.根据权利要求10所述的掩护盖，其特征在于，在所述夹角产生之前，通过在夹角点(20)处以成角度的方式延伸的切割部来实现所述底段凸缘(18)部分地去除。

12.根据权利要求1或2所述的掩护盖，其特征在于，形成所述纵梁的所述型钢柱由T形型钢构成。

13.根据权利要求12所述的掩护盖，其特征在于，在所述后盖区域中连接板作为底段凸缘被焊接到所述腹板。

14.根据权利要求9所述的掩护盖，其特征在于，所述顶段凸缘(7；17)和所述底段凸缘(8；18)至少在所述后盖区域(1A)中分别在所述腹板(9；19)的两侧带有凸缘臂(7A，17A；8A，18A)地延伸。

15.根据权利要求14所述的掩护盖，其特征在于，所述顶段凸缘(7；17)的所述凸缘臂(7A，17A)和所述底段凸缘(8，18)的位于腹板同一侧的所述凸缘臂(8A；18A)具有彼此相同的宽度尺寸和厚度尺寸。

16.根据权利要求14所述的掩护盖，其特征在于，在所述腹板(19)一侧上的凸缘臂(17A；18A)具有比另一侧上的凸缘臂(17B；18B)更厚的厚度和/或更宽的宽度。

17.根据权利要求9所述的掩护盖，其特征在于，在所述支柱头调节装置的区域内所述顶段凸缘(7；17)和所述底段凸缘(8；18)部分地设有切断部(27；28)。

18.根据权利要求17所述的掩护盖，其特征在于，所述切断部(27；28)一直延伸到腹板(9；19)。

19.根据权利要求1或2所述的掩护盖，其特征在于，所有型钢柱(6；16)的顶段凸缘(7；17)都通过纵向焊缝焊接到所述盖板(2)的下侧，和/或设置四根由型钢柱(6；16)构成的纵梁。