CN103277127A - 极薄煤层液压支架 - Google Patents

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极薄煤层液压支架，包括顶梁、液压支柱和底座，顶梁为分体式组合顶梁，由两块以上的分顶梁组成，每块分顶梁由整块钢板构成；液压支柱用于支撑顶梁，每个分顶梁至少有一个液压支柱支撑；底座(3)用于安放液压支柱，由整块钢板构成；液压支架适用煤层厚度为400-600mm，顶梁的厚度范围为20-200mm，底座的厚度范围为20-200mm，在液压支架正常支护顶板状态下，顶梁和底座之间形成的支架空间高度大于200mm。本发明实现了极薄煤层开采支护设备的机械化，真正将液压支架应用到了极薄煤层开采中，极大的提高了煤层开采的安全性，降低了工人的劳动强度并提高了生产效率。

Description

极薄煤层液压支架
技术领域
本发明涉及一种煤层开采支护设备，尤其是一种用于极薄煤层开采的液压支架。
背景技术
目前我国极薄煤层(煤层厚度小于0.6m)开采已形成一定规模，在西南地区，由于极薄煤层所占煤炭储量的比例较大，因此极薄煤层开采更为普遍。虽然经过煤矿企业及相关科研院所多年的开采实践和理论研究，极薄煤层开采在工艺技术上取得长足进步，创造了多种适合我国国情和煤层赋存条件的开采方法。但总体看，由于极薄煤层开采地质条件和煤层厚度条件的限制，极薄煤层开采依然存在着机械化程度不高，特别是支护设备。支护设备机械化程度不高，往往意味着开采存在着资源回收率低，安全生产状况差，劳动强度大和生产效率低等问题，因此严重制约着极薄煤层较大规模的开采。
专利CN2397258Y公开了一种极薄煤层液压支架。液压支架包括六根液压支柱，一根支撑液压支柱，一个推拉缸，两台升降系统手摇液压泵站系统，一台推拉系统手摇液压泵站、顶梁、底座、叠页式橡胶挡煤帘和油管组成。这种液压支架通过使用液压支柱和液压泵站实现了工作面液压支架的机械化，无需工人进入工作，通过控制液压泵站，即可实现液压支架的推移和升降，降低了工人的劳动强度，改善了工作面安全状况。但这种液压支架只是在一定程度上实现了极薄煤层支护的机械化，其实，液压支架本身仅仅是对单体支柱的简单改进。虽然每个支架采用六根液压支柱，但六根支柱依然类似于单体支柱支护方式，按一字排开方式布置，顶梁和底座都很窄，稳定性很差，单架有效支护的范围很小，为增加有效防护顶梁上方必须铺设铁丝网等。因此，上述这种液压支架对极薄煤层开采安全、生产效率和劳动强度方面的改善还是极为有限的。
目前，极薄煤层开采机械化程度低，最重要的一个原因就是煤层太薄，使用普通液压支架受到严重制约，普通液压支架使用整体顶梁，而整体顶梁由于采用箱体结构，使得顶梁厚度较大，同时为了保证足够的稳定性和强度，底座也采用较厚的钢板构成。但对于极薄煤层而言，这种结构使得液压支架顶梁和底座之间的支架空间很小，无法让人通过，无法实现对液压支架的移动、升降等操作及维护维修。因此，普通液压支架在极薄煤层开采中无法正常使用。如果考虑使液压支架正常使用，必须考虑减薄液压支架顶梁的厚度，但为保证顶梁还具有足够的支护强度，尤其要保证在局部集中应力作用下，不会发生撕裂，顶梁必须考虑分体式，而不是整体式。CN201025054Y公开了一种分体式液压支架。液压支架包括梁体和支柱，梁体包括一字梁和由左右梁以及连接左右梁的至少一根连接横梁组成的U型梁，一字梁设置在U型梁中间，与左右梁平行排列，与U型梁通过推移千斤顶连接。这种液压支架由分体式顶梁组成，但这种顶梁主要是为解决顶板不平整给支护带来的问题，包括由于顶板不平整，而使支护强度难以达到理论值，进而影响工作面的安全。这种液压支架不限于用在极薄煤层，对顶梁厚度不作特别考虑。
专利申请文献CN101943016A公开了一种极薄煤层新型掩护式支架。这种液压支架包括顶梁、底座以及与顶梁和底座直接相连的掩护梁等，属于普通的液压支架。为了增大液压支架空间，这种液压支架取消了传统的四连杆机构，改由调节油缸替代。但这种液压支架的空间还是很有限的。实际上，在煤矿开采领域，一般把厚度小于0.6m的煤层定义为极薄煤层，而厚度在0.6m-0.8m之间的煤层并不属于极薄煤层，这种液压支架适用的煤层厚度范围应限于0.6m-0.8m之间，小于0.6m则实际无法适用。
综上所述，现有技术中还没有真正应用于0.6m以下极薄煤层的普通液压支架，更不存在通过减小顶梁厚度，满足支架空间要求，同时采用分体式组合顶梁，满足顶梁强度要求的液压支架。
发明内容
为解决现有技术中由于极薄煤层厚度小，致使采用普通液压支架无法满足行人通过要求，进而无法实现液压支架前移、升降等操作及正常的维护维修等的技术问题，本发明提供了一种适用于极薄煤层开采的顶梁具有足够强度且支架空间能够满足行人要求的液压支架。
本发明采用的技术方案如下：
极薄煤层液压支架，包括顶梁，液压支柱和底座，所述顶梁为组合顶梁，由两块以上的分顶梁组成，所述每块分顶梁由整块钢板构成，厚度根据煤层厚度确定，所述分顶梁在支撑顶板状态下，支架空间能够满足行人通过，所述每块分顶梁的形状大小根据预先计算的顶板强度要求及分顶梁的厚度确定，相邻的所述分顶梁之间彼此连接；所述液压支柱的数量对应于所述分顶梁的数量，所述每个分顶梁至少有一个所述液压支柱支撑；所述底座用于安放所述液压支柱。
上述液压支架中，所述分顶梁的个数为三个，其中一个为前部顶梁，两个为后部顶梁。
上述液压支架中，所述分顶梁的个数为三个，其中一个为前部顶梁，两个为后部顶梁，所述两个后部顶梁分左右排列为左侧后部顶梁和右侧后部顶梁。
上述液压支架中，所述前部顶梁分别与所述左侧后部顶梁和所述右侧后部顶梁连接。
上述液压支架中，所述液压支柱的个数为六个，其中，前面四个支撑在所述前部顶梁下面，后面两个分别支撑所述左侧后部顶梁和右侧后部顶梁。
在上述液压支架中，所述底座表面形成有若干孔槽。
在上述液压支架中，所述底座为分体结构。
在上述液压支架中，所述液压支架后部还装有挡矸机构。
在上述液压支架中，所述挡矸机构由活动挡矸板和固定挡矸板组成，所述活动挡矸板随所述顶梁的升降在所述固定挡矸板内上下运动。
在上述液压支架中，所述底座还安装有推移机构，所述推移机构与采煤设备相连接。
在上述液压支架中，所述液压支架的前移及所述顶梁的升降都由电液控制系统控制实现。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
①本发明提供的极薄煤层液压支架，采用了整块钢板构成顶梁，达到了减小顶梁厚度的目的，同时采用了组合梁结构，弥补了大面积顶梁由于厚度减小强度难以满足顶板支护要求的缺陷。因此，本发明实现了极薄煤层开采支护设备的机械化，真正将液压支架应用到了极薄煤层开采中，极大的提高了煤层开采的安全性，降低了工人的劳动强度并提高了生产效率。
特别是在底座上安装有推移机构的情况下，顶板的支护面积明显增大，因此，对顶梁强度要求明显增大，本发明的优势更加明显。
②本发明提供的极薄煤层液压支架，由于对应于每个分顶梁，都有相应的液压支柱支撑，因此，可以保证每个分顶梁对顶板的支护都能满足要求，保证煤层开采的安全。
③本发明提供的极薄煤层液压支架，由于底座形成有孔洞，在保证底板最够比压的情况下，减轻底板的重量，从而减轻了液压支架的整体重量，因此使液压支架移动更容易。
④本发明提供的极薄煤层液压支架，由于底座安装有用于与开采设备连接的推移机构，因此，本发明能够实现极薄煤层整体工作面的全机械化开采，可以更进一步的提高工作面的生产效率，减轻工人的劳动强度。
⑤本发明提供的极薄煤层液压支架，由于采用电液控制系统控制液压的前移和顶梁的升降，因此，本发明可以数倍的提高工作面的生产效率，减轻工人的劳动强度。
⑥本发明提供的极薄煤层液压支架，由于后部安装了挡矸机构，挡矸机构由活动挡矸板和固定挡矸板组成，固定挡矸板固定安装在底座上，而活动挡矸板上端与顶梁连接，下端伸入固定挡矸板内腔中，可以随着顶梁升降而上下运动，因此，本发明可以有效阻止矸石进入支架空间内，保障生产的正常进行。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明极薄煤层液压支架正视图；
图2是本发明极薄煤层液压支架俯视图(未示出顶梁)；
图3是本发明极薄煤层液压支架顶梁部分的俯视图。
图中标记为：1-顶梁，101-前部顶梁，102-左侧后部顶梁，103-右侧后部顶梁，2-液压支柱，3-底座，301-孔槽，4-支架空间，5-挡矸机构，501-活动挡矸板，502-固定挡矸板，6-推移机构。
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。
如图1-图3所示，是本发明极薄煤层液压支架的优选实施例。
极薄煤层液压支架，包括顶梁1、液压支柱2和底座3，所述顶梁1为分体式组合顶梁，由两块以上的分顶梁组成，所述每块分顶梁由整块钢板构成；所述液压支柱2用于支撑所述顶梁1，所述每个分顶梁至少有一个所述液压支柱2支撑；所述底座3用于安放所述液压支柱2，所述底座3由整块钢板构成；所述液压支架适用煤层厚度为400-600mm，所述顶梁1的厚度范围为20-200mm，所述底座3的厚度范围为20-200mm，在所述液压支架正常支护顶板状态下，所述顶梁1和所述底座3之间形成的支架空间4高度大于200mm。
在本实施例中，所述分顶梁的数量为三个，其中一个为前部顶梁101，两个为后部顶梁，所述两个后部顶梁分左右排列为左侧后部顶梁102和右侧后部顶梁103。
在本实施例中，所述前部顶梁101分别与所述左侧后部顶梁102和所述右侧后部顶梁103连接。
在本实施例中，所述液压支柱2的个数为六个，其中，前面四个支撑在所述前部顶梁101下面，后面两个分别支撑所述左侧后部顶梁102和右侧后部顶梁103。
在本实施例中，所述顶梁1的厚度为40mm，所述底座3的厚度为60mm。
在本实施例中，所述底座3表面形成有若干孔槽301。
在本实施例中，所述液压支架后部还装有挡矸机构5。
在本实施例中，所述挡矸机构5由活动挡矸板501和固定挡矸板502组成，所述活动挡矸板501随所述顶梁1的升降在所述固定挡矸板502内上下运动。
在本实施例中，所述底座3还安装有推移机构6，所述推移机构6与采煤设备相连接，用于抬起和推移所述采煤设备，使采煤设备完成割煤，所述推移机构6同时用于前移所述液压支架。
在本实施例中，所述液压支架的前移及所述顶梁1的升降都由电液控制系统控制实现。
在其他实施例中，所述底座3为分体结构。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (11)

1.极薄煤层液压支架，其特征在于：包括
顶梁(1)，所述顶梁(1)为分体式组合顶梁，由两块以上的分顶梁组成，所述每块分顶梁由整块钢板构成；
液压支柱(2)，用于支撑所述顶梁(1)，所述每个分顶梁至少有一个所述液压支柱(2)支撑；
底座(3)，所述底座(3)用于安放所述液压支柱(2)，所述底座(3)由整块钢板构成；
所述液压支架适用煤层厚度为400-600mm，所述顶梁(1)的厚度范围为20-200mm，所述底座(3)的厚度范围为20-200mm，在所述液压支架正常支护顶板状态下，所述顶梁(1)和所述底座(3)之间形成的支架空间(4)高度大于200mm。
2.根据权利要求1所述的液压支架，其特征在于：所述分顶梁的数量为三个，其中一个为前部顶梁(101)，两个为后部顶梁，所述两个后部顶梁分左右排列为左侧后部顶梁(102)和右侧后部顶梁(103)。
3.根据权利要求2所述的液压支架，其特征在于：所述前部顶梁(101)分别与所述左侧后部顶梁(102)和所述右侧后部顶梁(103)连接。
4.根据权利要求3所述的液压支架，其特征在于：所述液压支柱(2)的个数为六个，其中，前面四个支撑在所述前部顶梁(101)下面，后面两个分别支撑所述左侧后部顶梁(102)和右侧后部顶梁(103)。
5.根据权利要求4所述的液压支架，其特征在于：所述顶梁(1)的厚度为40mm，所述底座(3)的厚度为60mm。
6.根据权利要求5所述的液压支架，其特征在于：所述底座(3)表面形成有若干孔槽(301)。
7.根据权利要求6所述的液压支架，其特征在于：所述底座(3)为分体结构。
8.根据权利要求1-7任一所述的液压支架，其特征在于：所述液压支架后部还装有挡矸机构(5)。
9.根据权利要求1-7任一所述的液压支架，其特征在于：所述挡矸机构(5)由活动挡矸板(501)和固定挡矸板(502)组成，所述活动挡矸板(501)随所述顶梁(1)的升降在所述固定挡矸板(502)内上下运动。
10.根据权利要求1-7任一所述的液压支架，其特征在于：所述底座(3)还安装有推移机构(6)，所述推移机构(6)与采煤设备相连接，用于抬起和推移所述采煤设备，使采煤设备完成割煤，所述推移机构(6)同时用于前移所述液压支架。
11.根据权利要求1-7任一所述的液压支架，其特征在于：所述液压支架的前移及所述顶梁(1)的升降都由电液控制系统控制实现。
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