CN103233761B - 转载机辅助移动大循环式机巷超前支护支架 - Google Patents

Abstract

一种转载机辅助移动大循环式机巷超前支护支架，解决了现有技术对于布置有较多设备的工作面机巷存在的支架设计局限性较大，对顶板反复支撑，操作繁琐，作业效率低等问题，包括由伸缩支撑顶梁和铰接在伸缩支撑顶梁两端的液压立柱构成的超前支护支架以及传送装置，其技术要点是：铰接在液压立柱上部的伸缩支撑顶梁两端利用伸缩液压缸铰接有伸缩梁，多架超前支护支架分别沿巷道纵向连续排列，形成对顶板的支撑支护；传送装置布置在转载机上，通过驱动辊筒驱动运架车，沿巷道纵向、顺序移动每架超前支护支架。其结构设计合理，支护稳定，操作方便，使用安全，能够适应机巷的实际使用需要，有利于采煤工作面生产能力的进一步提升。

Description

转载机辅助移动大循环式机巷超前支护支架

技术领域

本发明涉及一种用于综采工作面巷道安全作业的超前支护装置，特别是一种用于正常工作面开采作业的同时，在工作面下出口运输顺槽（机巷）内进行巷道超前段支护、并可随工作面开采的推进而前移的转载机辅助移动大循环式机巷超前支护支架。属于矿山机械制造及应用领域。

背景技术

综采工作面巷道的安全支护主要采用U型钢、工字钢金属支架，锚杆、锚网以及其他联合支护的方式。随着采煤工作面的不断推进，巷道超前段压力前移，故需要在工作面出口超前段进行加强支护。在现代综合机械化开采作业的煤矿中，普遍存在超前压力较大的情况，若不进行有效的支护，不仅影响工作面采煤作业效率，还可能导致较大的安全隐患；根据国家相应规程的规定，对工作面超前20米范围内，必须进行加强支护。巷道超前支护就是为了防止工作面超前支承压力和沿倾斜方向支承压力的叠加作用而引起的巷道围岩变形、移动、破坏，所使用的支护方式。

许多煤矿广泛使用的采煤工作面机巷超前支护方式，多为单体液压支柱配合金属铰接顶梁或长钢梁的支护方式。这类支护方式的局限性在于：支护的强度较低，易造成工作面安全出口处的顶板下沉，破坏巷道岩层的整体性；支设和撤柱的速度缓慢，制约了整个采煤工作面的推进速度；支护的效率低，人工操作步骤繁多，工序复杂，劳动强度大，安全隐患多，对顶板破碎的工作面，回柱和回收钢梁均很困难。

目前，针对单体液压支柱配合金属铰接顶梁进行机巷超前支护存在的局限性，通过大量的实践以及技术交流，已有使用超前支护液压支架进行工作面机巷超前段的支护，以代替传统支护的方式。据相关专利报导，如公告号为CN202544886U的“一种自移式巷道超前支护支架”、公告号为CN2828315Y的“煤矿综采运输巷道跨骑式超前支护支架”、公告号为CN2833112Y的“煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架”以及公告号为CN200952403Y的“煤矿工作面顺槽超前支护液压支架”等技术方案中均有记载；还有本申请人曾针对现有技术存在的问题，设计出公告号为CN200985799Y的“巷道超前支护支架”、公告号为CN201386567Y的“机巷超前支护支架”等。上述这些专利记载的巷道超前支护液压支架，大多是通过手动操作液压控制阀组进行支架的迈步移架，实现采煤工作面巷道超前段支护的机械化作业，完成采煤工作面超前支护形式的创新。但是，由于这种依靠移架液压缸推拉移动超前支护支架的小循环式移架方式，对于布置有较多设备的工作面机巷来说，支架的设计局限性较大，行走的轨迹难以保证，所以易出现支架倾倒及憋卡等现象。特别是对于较松软的煤顶巷道以及需进行长距离超前支护的情况，每次移架都需要将各组超前支护支架依次降架、前移、升架循环一遍，故存在对顶板反复支撑，操作繁琐，移架速度缓慢，作业效率低等不足，因此，现有布置较多设备的工作面机巷的超前支护形式，已无法满足综采工作面巷道高效、安全作业的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种转载机辅助移动大循环式机巷超前支护支架，解决了现有布置较多设备的工作面机巷存在的支架设计局限性较大，行走轨迹难以保证，对顶板反复支撑，操作繁琐，移架速度缓慢，作业效率低等问题，其结构设计合理，支护稳定，操作方便，使用安全，能够适应机巷高效、安全作业的需要，从而减少巷道超前支护作业对工作面采煤生产的影响，有利于采煤工作面生产能力的进一步提升。

本发明所采用的技术方案是：该转载机辅助移动大循环式机巷超前支护支架包括由伸缩支撑顶梁和顶部分别铰接在伸缩支撑顶梁两端的液压立柱构成的超前支护支架以及布置在两液压立柱之间转载机上的传送装置，其技术要点是：所述伸缩支撑顶梁由横向布置在巷道内的主体梁及插接在主体梁两端的伸缩梁组成，两伸缩梁的相对端利用固定在主体梁内腔的伸缩液压缸铰接在一起，两伸缩梁的伸出端则分别铰接在超前支护支架两端的液压立柱顶部，分别沿巷道纵向连续排列的升架的超前支护支架跨骑在设置有传送装置的转载机上方，形成对巷道顶板的连续支撑支护；传送装置的驱动辊筒驱动牵引索带动运架车，不断地沿巷道纵向、顺序移动降架的超前支护支架。

所述传送装置包括固定在转载机上的连接架，分别设置在首端连接架上的驱动辊筒和尾端连接架上的从动辊筒以及张紧在两辊筒之间的牵引索，分段固定在连接架上的导轨，组装在导轨上的牵引索带动的运架车，对称固定在转载机首、尾端两侧的顶部设置支撑座的支撑液压缸。

上述的转载机辅助移动大循环式机巷超前支护支架的应用，其技术要点是：将带有传送装置的转载机布置在沿巷道纵向连续排列的升架的超前支护支架的两液压立柱之间，通过驱动传送装置的牵引索带动运架车沿导轨滑动，分别使降架的超前支护支架向巷道前部远离回采工作面端进行大循环式移动，具体操作步骤如下：

步骤一，驱动传送装置的驱动辊筒反转，带动运架车移动到巷道后部回采工作面一端需前移的超前支护支架处，升起转载机尾端的支撑液压缸，使铰接在上部的支撑座与超前支护支架的伸缩支撑顶梁相接触形成支撑；收回液压立柱，并驱动伸缩液压缸收回超前支护支架伸缩支撑顶梁两侧的伸缩梁；收回支撑液压缸，带动上部的支撑座连同超前支护支架一起下降，使降架的超前支护支架的伸缩支撑顶梁落在运架车上；

步骤二，驱动传送装置的驱动辊筒正转，带动运架车连同降架的超前支护支架一起向巷道前部远离回采工作面端移动，移架到位后驱动辊筒停止，升起转载机首端的支撑液压缸，使铰接在上部的支撑座与运架车上的超前支护支架的伸缩支撑顶梁相接触，然后继续上升使伸缩支撑顶梁与巷道顶板相接触；驱动伸缩液压缸伸出超前支护支架伸缩支撑顶梁两侧的伸缩梁，并伸出液压立柱，使液压立柱的底部与巷道底板接触，形成对巷道断面的支撑；收回支撑液压缸和铰接在上部的支撑座，驱动传送装置的驱动辊筒反转，带动运架车重复步骤一的操作；

步骤三，随着工作面开采的推进前移，转载机依靠自身的移动机构连同传送装置随之向前移动，利用转载机及传送装置的辅助移动，对巷道后部的超前支护支架重复步骤一、步骤二的操作，不断地沿巷道纵向、顺序移动降架的超前支护支架，连续地将布置在巷道后部的超前支护支架大循环式逐架移动到巷道前部，实现巷道超前段的连续支护。

本发明具有的优点及积极效果在于：由于本发明采用设置在转载机上的传送装置，来对由伸缩支撑顶梁和铰接在伸缩支撑顶梁两端的液压立柱构成的超前支护支架进行移架，所以其结构设计合理，支护稳定，操作简单方便，使用安全可靠，避免对顶板的反复支撑。另外，由于各超前支护支架的伸缩支撑顶梁两端利用伸缩液压缸铰接有伸缩梁，使得这种设计独特的超前支护支架的横向长度可以变化，重量较轻，能够适应机巷高效、安全作业的需要，便于实现通过传送装置移架的方式，减少超前支护作业对工作面采煤生产的影响，符合综采工作面的设备安装、使用和维护条件。因此，本发明解决了现有技术对于布置有较多设备的工作面机巷存在的支架设计局限性较大，行走轨迹难以保证，易出现支架倾倒及憋卡现象，对于较松软的煤顶巷道、长距离超前支护的巷道存在的对顶板反复支撑，操作繁琐，移架速度缓慢，作业效率低等问题，有利于采煤工作面的安全、高产、高效生产。

附图说明

图1是本发明的一种具体结构示意图；

图2是图1沿A－A线的剖视图；

图3是图2中的伸缩支撑顶梁的一种结构示意图。

图中序号说明：1伸缩支撑顶梁、2液压立柱、3转载机、4连接架、5导轨、6支撑液压缸、7支撑座、8驱动辊筒、9牵引索、10从动辊筒、11运架车、12主体梁、13伸缩液压缸、14伸缩梁。

具体实施方式

根据图1～3详细说明本发明的具体结构。该转载机辅助移动大循环式机巷超前支护支架包括由伸缩支撑顶梁1和铰接在伸缩支撑顶梁1两端的液压立柱2构成的超前支护支架及布置在两液压立柱2之间转载机3上的的传送装置等件。其中铰接在液压立柱2上部的伸缩支撑顶梁1的两端利用伸缩液压缸13铰接有伸缩梁14，每架超前支护支架横向布置在巷道内，跨骑在转载机3上方，多架超前支护支架分别沿巷道纵向连续排列，形成对顶板的支撑支护。

传送装置布置在转载机3上，通过驱动辊筒8驱动运架车11，沿巷道纵向、顺序移动每架超前支护支架。

传送装置主要包括：固定在转载机3上的连接架4，分别设置在首端连接架4上的驱动辊筒8和尾端连接架4上的从动辊筒10，以及张紧在两辊筒之间的牵引运架车11的牵引索9，分段固定在连接架4顶部上的导轨5，组装在导轨5上的运架车11，对称固定在转载机首、尾端两侧的顶部设置支撑座7的支撑液压缸6等件。两侧的连接架4与转载机3两侧的挡板相连接，沿巷道纵向固定在转载机3上；运架车11横向跨骑在两条导轨5上，并通过驱动辊筒8驱动牵引索9牵引运架车11沿导轨5前后往复移动；对称固定在转载机3两侧的支撑液压缸6上部铰接有支撑座7，对每架超前支护支架升架或降架时提供稳定的支撑。

该转载机辅助移动大循环式机巷超前支护支架作业时，在机巷中将带有传送装置的转载机3布置在沿巷道纵向连续排列的升架的超前支护支架的两液压立柱2之间，即升架的超前支护支架跨骑在转载机3传送装置的上方。默认初始状态为：液压立柱2升起支撑超前支护支架，通过液压立柱2上部的伸缩支撑顶梁1形成对巷道顶板的支护；布置在转载机3的两侧的支撑液压缸6处于收回状态；固定在伸缩支撑顶梁1的主体梁12内腔、与伸缩梁14相铰接的伸缩液压缸13处于伸出状态。

利用转载机辅助超前支护支架向机巷前部远离回采工作面端进行大循环式移架的具体操作步骤如下：

步骤一，驱动传送装置的驱动辊筒8反转，连接在驱动辊筒8和从动辊筒10之间的牵引索9带动运架车11，沿导轨5滑动，移动到巷道后部回采工作面一端需前移的超前支护支架处。升起转载机3尾端的支撑液压缸6，使铰接在上部的支撑座7与支撑在巷道后部需前移的超前支护支架的伸缩支撑顶梁1相接触，为超前支护支架提供稳定的支撑。收回铰接在伸缩支撑顶梁1两端的液压立柱2，使液压立柱2离开巷道底板。然后驱动伸缩液压缸13，带动伸缩支撑顶梁1两侧的伸缩梁14缩回进主体梁12内，为支架降架做准备；收回支撑液压缸6，从而驱动铰接在上部的支撑座7连同超前支护支架一起下降，使降架的超前支护支架的伸缩支撑顶梁1落在运架车11上。

步骤二，驱动传送装置的驱动辊筒8正转，牵引运架车11连同降架到其上的超前支护支架一起，向巷道前部远离回采工作面的一端移动。移架到达需支护的位置后，驱动辊筒8停止。升起设置在转载机3首端的支撑液压缸6，使铰接在上部的支撑座7与运架车11上的超前支护支架的伸缩支撑顶梁1相接触，然后支撑液压缸6带动支撑座7及其上的超前支护支架继续上升，使超前支护支架的伸缩支撑顶梁1与巷道顶板相接触，为超前支护支架提供稳定的支撑。驱动伸缩液压缸13，带动伸缩支撑顶梁1两侧的伸缩梁14从主体梁12内伸出，充分支护巷道顶板，为支架的支设做准备。伸出铰接在伸缩支撑顶梁1两端的液压立柱2，使液压立柱2的底部与巷道底板相接触，并形成对巷道断面的有效支撑。收回支撑液压缸6以及铰接在上部的支撑座7，驱动传送装置的驱动辊筒8反转，带动运架车11重复步骤一的操作。

步骤三，随着工作面开采的推进前移，转载机3依靠自身的移动机构连同传送装置随开采工作面的推进而向前移动。当巷道后部靠回采工作面一端支设的超前支护支架需要移架时，利用转载机3及传送装置的辅助移动，重复步骤一、步骤二的操作，不断地沿巷道纵向、顺序移动降架的超前支护支架，连续地将布置在巷道后部的超前支护支架大循环式逐架移动到巷道前部需要进行支护的位置，在巷道内随工作面正常开采作业的推进，实现巷道超前段的连续支护。

Claims (2)

1.一种转载机辅助移动大循环式机巷超前支护支架，包括由伸缩支撑顶梁和顶部分别铰接在伸缩支撑顶梁两端的液压立柱构成的超前支护支架以及布置在两液压立柱之间转载机上的传送装置，其特征在于：所述伸缩支撑顶梁由横向布置在巷道内的主体梁及插接在主体梁两端的伸缩梁组成，两伸缩梁的相对端利用固定在主体梁内腔的伸缩液压缸铰接在一起，两伸缩梁的伸出端则分别铰接在超前支护支架两端的液压立柱顶部，分别沿巷道纵向连续排列的升架的超前支护支架跨骑在设置有传送装置的转载机上方，形成对巷道顶板的连续支撑支护；传送装置包括固定在转载机上的连接架，分别设置在首端连接架上的驱动辊筒和尾端连接架上的从动辊筒以及张紧在两辊筒之间的牵引索，分段固定在连接架上的导轨，组装在导轨上的牵引索带动的运架车，对称固定在转载机首、尾端两侧的顶部设置支撑座的支撑液压缸，传送装置的驱动辊筒驱动牵引索带动运架车，不断地沿巷道纵向、顺序移动降架的超前支护支架。

2.一种权利要求1所述的转载机辅助移动大循环式机巷超前支护支架的应用，其特征在于：将带有传送装置的转载机布置在沿巷道纵向连续排列的升架的超前支护支架的两液压立柱之间，通过驱动传送装置的牵引索带动运架车沿导轨滑动，分别使降架的超前支护支架向巷道前部远离回采工作面端进行大循环式移动，具体操作步骤如下：

步骤一，驱动传送装置的驱动辊筒反转，带动运架车移动到巷道后部回采工作面一端需前移的超前支护支架处，升起转载机尾端的支撑液压缸，使铰接在上部的支撑座与超前支护支架的伸缩支撑顶梁相接触形成支撑；收回液压立柱，并驱动伸缩液压缸收回超前支护支架伸缩支撑顶梁两侧的伸缩梁；收回支撑液压缸，带动上部的支撑座连同超前支护支架一起下降，使降架的超前支护支架的伸缩支撑顶梁落在运架车上；

步骤二，驱动传送装置的驱动辊筒正转，带动运架车连同降架的超前支护支架一起向巷道前部远离回采工作面端移动，移架到位后驱动辊筒停止，升起转载机首端的支撑液压缸，使铰接在上部的支撑座与运架车上的超前支护支架的伸缩支撑顶梁相接触，然后继续上升使伸缩支撑顶梁与巷道顶板相接触；驱动伸缩液压缸伸出超前支护支架伸缩支撑顶梁两侧的伸缩梁，并伸出液压立柱，使液压立柱的底部与巷道底板接触，形成对巷道断面的支撑；收回支撑液压缸和铰接在上部的支撑座，驱动传送装置的驱动辊筒反转，带动运架车重复步骤一的操作；

步骤三，随着工作面开采的推进前移，转载机依靠自身的移动机构连同传送装置随之向前移动，利用转载机及传送装置的辅助移动，对巷道后部的超前支护支架重复步骤一、步骤二的操作，不断地沿巷道纵向、顺序移动降架的超前支护支架，连续地将布置在巷道后部的超前支护支架大循环式逐架移动到巷道前部，实现巷道超前段的连续支护。