CN103470292A - 煤巷快速掘进临时支护系统及应用该系统的支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤巷快速掘进临时支护系统及应用该系统的支护方法，该系统包括两相互独立并形成前后位置关系的第一液压升降支护架和第二液压升降支护架，二者设有的前探支护梁部件可对煤巷顶板形成双重支护的支护段，二者的底座均呈滑靴状，二者之间设有推进液压缸；在第一液压升降支护架上设有金属网卷存储用的存储辊，第一液压升降支护架前移时，存储辊上的金属网卷可展开敷设在第一液压升降支护架和第二液压升降支护架的前探支护梁部件上。该方法应用前述支护系统，利用两支护架交替和共同支护，可形成煤巷连续掘进的临时支护。本发明的有益效果是，支护系统结构简单、操作方便、安全性高；支护方法支护距离长、煤巷掘进效率高。

Description

煤巷快速掘进临时支护系统及应用该系统的支护方法

技术领域

本发明涉及一种松软煤层巷道支护技术，特别涉及一种煤巷快速掘进临时支护系统及应用该系统的支护方法。

背景技术

在煤矿采煤作业前的煤巷或半煤巷掘进中，通常采用循环的掘进方式，即每掘进一段设定距离作为一个循环，在一个循环掘进完成后，再对巷道进行永久性支护。对于松软煤层而言，由于煤层自稳定性越差，在单个循环作业还未全部完成时，巷道上部松软煤层就可能发生垮冒，不仅存在安全隐患，而且还会带来掘进效率的降低。煤层越松软就越容易发生煤层垮冒事故。为确保掘进安全和提高掘进效率，需要对松软煤层实施临时支护。本申请人于2012年8月17日申请了一种名称为“松软煤层掘进超前支护装置”，该申请已于2013年2月13日被授予了专利权并同时予与公告，其公告号为CN202731961U。该装置包括设在煤巷内的轨道、轨道小车，在小车上设置用于临时支护的悬伸式支架，支架通过油缸实现升降，小车上还设有防倾翻装置，利用该装置可方便实现超前临时支护。但在实际应用过程中逐渐发现，该装置结构较复杂，制造成本较高，且需设置导轨，支架前移操作较繁琐，同时存在一定的安全隐患；另外，受其结构和操作方便性、安全性等限制，其支护距离有限，不适应快速掘进要求。为此，需进行改进。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种煤巷快速掘进临时支护系统，其结构简单、操作方便、安全性高，且可有效提高煤巷掘进效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种煤巷快速掘进临时支护系统，包括两相互独立并形成前后位置关系的第一液压升降支护架和第二液压升降支护架，第一液压升降支护架和第二液压升降支护架设有的前探支护梁部件可对煤巷顶板形成双重支护的支护段，第一液压升降支护架和第二液压升降支护架的底座均呈滑靴状，第一液压升降支护架和第二液压升降支护架之间设有推进液压缸；在第一液压升降支护架上设有金属网卷存储用的存储辊，第一液压升降支护架前移时，存储辊上的金属网卷可展开敷设在第一液压升降支护架和第二液压升降支护架的前探支护梁部件上。

采用前述技术方案的本发明，第一液压升降支护架和第二液压升降支护架之间的距离可通过推进液压缸调节，两支护架可交替前移，其移动方式既结合了综采工作面中液压支架与刮板输送机的推进方式，同时，也综合了综采工作面中，用以实现工作面推进时，相邻液压支架组之间对煤层顶板的交替支护方式。即需要推进前端的第一液压升降支护架时，将第一液压升降支护架的前探支护梁部件降下后，利用推进液压缸推动第一液压升降支护架前移，使其远离第二液压升降支护架，尔后升起与第二液压升降支护架的前探支护梁部件对煤巷顶板形成共同支护；需要移动后端的第二液压升降支护架时，降下第二液压升降支护架的前探支护梁部件，利用推进液压缸拉动第二液压升降支护架前移，使其靠近第一液压升降支护架，尔后升起与第一液压升降支护架的前探支护梁部件对煤巷顶板形成共同支护。同时，第一液压升降支护架前移时，其存储辊上的卷绕金属网可敷设在第一液压升降支护架和和第二液压升降支护架的前探支护梁部件上方，以用于构成煤巷顶板永久支护结构的锚固金属网。因此，利用本临时支护系统，可增大一个支护工作循环中煤巷的临时支护段长度，有效提高煤巷掘进速度和掘进效率；也可利用本临时支护系统，形成一边掘进，一边紧接在第二液压升降支护架后进行永久支护的工作，从而极大提高煤巷掘进效率。

优选的，所述第一液压升降支护架设有的第一前探支护梁部件包括两端由第一顶升油缸支撑两第一横梁，第一横梁上方固定连接有多个纵向前伸，且顶面位于同一平面内的第一前探梁；所述第二液压升降支护架设有的第二前探支护梁部件两端由第二顶升油缸支撑两第二横梁，第二横梁上方固定连接有多个纵向前伸，且顶面位于同一平面内的第二前探梁，第二前探梁与所述第一前探梁形成横向和纵向错位；在第一前探梁与所述第二前探梁位于同一平面时，两第一横梁顶面与第二前探梁下端面具有设定距离；第一顶升油缸和第二顶升油缸的缸体分别固定连接在所述第一液压升降支护架和第二液压升降支护架的底座上。以构成两个可独立升降和纵向移动的支护架，且其结构简单、加工制作和支护操作方便。

进一步优选的，所述多个第一前探梁前部固定连接一辅助横梁；所述存储辊通过其吊架固定在所述辅助横梁上。可对多个第一前探梁构成的支护主体形成加固，且便于安设存储辊。

进一步优选的，所述第一前探支护梁部件还包括加固横梁，加固横梁固定连接在多个第一前探梁的前端。进一步对多个第一前探梁构成的支护主体形成加固，以延长使用寿命。

更进一步优选的，所述加固横梁位于前端的侧面呈半圆弧状。使金属网敷设顺畅，提高临时支护操作的方便性。

再进一步优选的，所述固横梁端设有辊筒。以使金属网敷设更加顺畅。

进一步优选的，所述第一顶升油缸与第一横梁之间，以及第二顶升油缸第二横梁之间均设有铰接结构。以使前探支护梁部件对煤巷顶板形成吻合度高的支护，提高支护可靠性。

进一步优选的，所述第一横梁与第一前探梁之间设有第一垫铁；所述第二横梁与第二前探梁设有第二垫铁。进一步确保支护系统结构简单，加工制造方便，制造成本低。

所述第一液压升降支护架和第二液压升降支护架的底座均设置为分布在左右两侧的两个；所述推进液压缸设有两个，两个分别推进液压缸连接在所述第一液压升降支护架和第二液压升降支护架相同侧的两底座之间。以减少与底面的接触面积，降低第一液压升降支护架和第二液压升降支护架前移的摩擦阻力，确保推进轻便、快捷。

本发明还提供一种煤巷快速掘进临时支护方法，该方法应用前述支护系统实施煤巷掘进的临时支护，可降低支护操作难度和支护成本，提高煤巷掘进效率。该方法具体采用如下技术方案。

一种煤巷快速掘进临时支护方法，该方法应用前述煤巷快速掘进临时支护系统实施煤巷掘进的临时支护，包括以下步骤，

第一步，将所述临时支护系统置于具有设定掘进深度的煤巷内，并将第一液压升降支护架的第一前探梁和第二液压升降支护架的第二前探梁的一部分伸入煤巷顶板下方；

第二步，将存储于所述第一液压升降支护架的存储辊上的金属丝网向上拉出，并将金属丝网第一液压升降支护架向第二液压升降支护架方向敷设在第一前探梁顶面，金属丝网的拉出部分还覆盖在第二前探梁的一部分顶面上，且将金属丝网的拉出端固定；

第三步，举升所述第二液压升降支护架的第二前探支护梁部件，并使第二前探梁的前端一部分对煤巷顶面形成支护；

第四步，举升所述第一液压升降支护架的第一前探支护梁部件，并使第一前探梁与第二前探梁形成对煤巷顶面的共同支护；且解除金属丝网的拉出端除与煤巷顶板固定以外的临时固定；

第五步，判断第一液压升降支护架是否需要前移，需要，执行第六步；否则，执行第七步；

第六步，降下所述第一液压升降支护架的第一前探支护梁部件，利用推进液压缸推动第一液压升降支护架前移至设定位置，举升所述第一液压升降支护架的第一前探支护梁部件，并使第一前探梁与第二前探梁形成对煤巷顶面的共同支护；

第七步，判断第二液压升降支护架是否需要前移，需要，执行第八步；否则返回第五步；

第八步，降下所述第二液压升降支护架的第二前探支护梁部件，利用推进液压缸拉动第二液压升降支护架前移至设定位置，举升所述第二液压升降支护架的第二前探支护梁部件，并使第二前探梁与所述第一前探梁形成对煤巷顶面的共同支护。

采用上述技术方案的本发明方法，第一液压升降支护架与第二液压升降支护架可对煤巷顶板形成交替或共同支护，其支护距离长、支护操作方便，可延长煤巷掘进循环作业的距离，或者可紧跟在第二液压升降支护架后面进行永久支护，而不需中断煤巷掘进工作，不需进行掘进与永久支护的交替循环作业，可有效提高煤巷掘进效率。在金属丝网的拉出端与第二液压升降支护架固定，或通过第二液压升降支护架的顶压或其他方式与煤巷顶板形成固定后，金属丝网在第一液压升降支护架的前移过程中，自动从存储辊拉出，并敷设在第一液压升降支护架和第二液压升降支护架上方，以用于构成煤巷顶板永久支护结构的锚固金属网。

本发明与现有技术相比的有益效果是，支护系统结构简单、操作方便、安全性高；支护方法支护距离长、煤巷掘进效率高。

附图说明

图1是本发明支护系统的结构示意轴测图。

图2是本发明支护系统的第一液压升降支护架1与第二液压升降支护架2形成共同支护状态的结构示意图。

图3是本发明图支护系统的第一液压升降支护架1前移时的结构示意图。

图4是本发明图支护系统的第二液压升降支护架2前移时的结构示意图。

以上附图同时用于说明本发明的支护方法。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1参见图1、图2、图3、图4，一种煤巷快速掘进临时支护系统，包括两相互独立并形成前后位置关系的第一液压升降支护架1和第二液压升降支护架2，第一液压升降支护架1和第二液压升降支护架2设有的前探支护梁部件可对煤巷顶板形成双重支护的支护段，第一液压升降支护架1和第二液压升降支护架2的底座均呈滑靴状，第一液压升降支护架1和第二液压升降支护架2之间设有推进液压缸3；在第一液压升降支护架1上设有金属网卷存储用的存储辊4，第一液压升降支护架1前移时，存储辊4上的金属网卷可展开敷设在第一液压升降支护架1和第二液压升降支护架2的前探支护梁部件上。

所述第一液压升降支护架1设有的第一前探支护梁部件包括两端由第一顶升油缸11支撑两第一横梁12，第一横梁12上方固定连接有多个纵向前伸，且顶面位于同一平面内的第一前探梁13；所述第二液压升降支护架2设有的第二前探支护梁部件两端由第二顶升油缸21支撑两第二横梁22，第二横梁12上方固定连接有多个纵向前伸，且顶面位于同一平面内的第二前探梁23，第二前探梁23与所述第一前探梁13形成横向和纵向错位；在第一前探梁13与所述第二前探梁23位于同一平面时，两第一横梁12顶面与第二前探梁23下端面具有设定距离t；第一顶升油缸11和第二顶升油缸21的缸体分别固定连接在所述第一液压升降支护架1和第二液压升降支护架2的底座上。

所述多个第一前探梁13前部固定连接一辅助横梁14；所述存储辊4通过其吊架固定在所述辅助横梁14上。

所述第一前探支护梁部件还包括加固横梁15，加固横梁15固定连接在多个第一前探梁13的前端。

所述加固横梁15位于前端的侧面呈半圆弧状。

所述第一顶升油缸11与第一横梁12之间，以及第二顶升油缸21第二横梁22之间均设有铰接结构5。

所述第一横梁12与第一前探梁13之间设有第一垫铁16；所述第二横梁22与第二前探梁23设有第二垫铁24。

所述第一液压升降支护架1和第二液压升降支护架2的底座均设置为分布在左右两侧的两个；所述推进液压缸3设有两个，两个分别推进液压缸3连接在所述第一液压升降支护架1和第二液压升降支护架2相同侧的两底座之间。

所述第二液压升降支护架2的底座上还设有工具箱25，方便支护系统的操作维护和维修。

本实施例中还可采用在加固横梁15前端设置辊筒的方式(无附图示出)，以取代加固横梁15位于前端的侧面呈半圆弧状的方案。

实施例2参见图1、图2、图3、图4，一种煤巷快速掘进临时支护方法，该方法应用实施例1所述的煤巷快速掘进临时支护系统实施煤巷掘进的临时支护，包括以下步骤，

第一步，将所述临时支护系统置于具有设定掘进深度的煤巷内，并将第一液压升降支护架1的第一前探梁13和第二液压升降支护架2的第二前探梁23的一部分伸入煤巷顶板下方；

第二步，将存储于所述第一液压升降支护架1的存储辊4上的金属丝网向上拉出，并将金属丝网第一液压升降支护架1向第二液压升降支护架2方向敷设在第一前探梁13顶面，金属丝网的拉出部分还覆盖在第二前探梁23的一部分顶面上，且将金属丝网的拉出端固定；

第三步，举升所述第二液压升降支护架2的第二前探支护梁部件，并使第二前探梁23的前端一部分对煤巷顶面形成支护；

第四步，举升所述第一液压升降支护架1的第一前探支护梁部件，并使第一前探梁13与第二前探梁23形成对煤巷顶面的共同支护；且解除金属丝网的拉出端除与煤巷顶板固定以外的临时固定；

第五步，判断第一液压升降支护架1是否需要前移，需要，执行第六步；否则，执行第七步；

第六步，降下所述第一液压升降支护架1的第一前探支护梁部件，利用推进液压缸3推动第一液压升降支护架1前移至设定位置，举升所述第一液压升降支护架1的第一前探支护梁部件，并使第一前探梁13与第二前探梁23形成对煤巷顶面的共同支护；

第七步，判断第二液压升降支护架2是否需要前移，需要，执行第八步；否则返回第五步；

第八步，降下所述第二液压升降支护架2的第二前探支护梁部件，利用推进液压缸3拉动第二液压升降支护架2前移至设定位置，举升所述第二液压升降支护架2的第二前探支护梁部件，并使第二前探梁23与所述第一前探梁13形成对煤巷顶面的共同支护。

以上虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，这些修改和变化应理解为是在本发明的范围和意图之内的。

Claims (10)

1.一种煤巷快速掘进临时支护系统，其特征在于，包括两相互独立并形成前后位置关系的第一液压升降支护架(1)和第二液压升降支护架(2)，第一液压升降支护架(1)和第二液压升降支护架(2)设有的前探支护梁部件可对煤巷顶板形成双重支护的支护段，第一液压升降支护架(1)和第二液压升降支护架(2)的底座均呈滑靴状，第一液压升降支护架(1)和第二液压升降支护架(2)之间设有推进液压缸(3)；在第一液压升降支护架(1)上设有金属网卷存储用的存储辊(4)，第一液压升降支护架(1)前移时，存储辊(4)上的金属网卷可展开敷设在第一液压升降支护架(1)和第二液压升降支护架(2)的前探支护梁部件上。

2.根据权利要求1所述的煤巷快速掘进临时支护系统，其特征在于，所述第一液压升降支护架(1)设有的第一前探支护梁部件包括两端由第一顶升油缸(11)支撑两第一横梁(12)，第一横梁(12)上方固定连接有多个纵向前伸，且顶面位于同一平面内的第一前探梁(13)；所述第二液压升降支护架(2)设有的第二前探支护梁部件两端由第二顶升油缸(21)支撑两第二横梁(22)，第二横梁(12)上方固定连接有多个纵向前伸，且顶面位于同一平面内的第二前探梁(23)，第二前探梁(23)与所述第一前探梁(13)形成横向和纵向错位；在第一前探梁(13)与所述第二前探梁(23)位于同一平面时，两第一横梁(12)顶面与第二前探梁(23)下端面具有设定距离(t)；第一顶升油缸(11)和第二顶升油缸(21)的缸体分别固定连接在所述第一液压升降支护架(1)和第二液压升降支护架(2)的底座上。

3.根据权利要求2所述的煤巷快速掘进临时支护系统，其特征在于，所述多个第一前探梁(13)前部固定连接一辅助横梁(14)；所述存储辊(4)通过其吊架固定在所述辅助横梁(14)上。

4.根据权利要求2所述的煤巷快速掘进临时支护系统，其特征在于，所述第一前探支护梁部件还包括加固横梁(15)，加固横梁(15)固定连接在多个第一前探梁(13)的前端。

5.根据权利要求4所述的煤巷快速掘进临时支护系统，其特征在于，所述加固横梁(15)位于前端的侧面呈半圆弧状。

6.根据权利要求4所述的煤巷快速掘进临时支护系统，其特征在于，所述固横梁(15)端设有辊筒。

7.根据权利要求2所述的煤巷快速掘进临时支护系统，其特征在于，所述第一顶升油缸(11)与第一横梁(12)之间，以及第二顶升油缸(21)第二横梁(22)之间均设有铰接结构(5)。

8.根据权利要求2所述的煤巷快速掘进临时支护系统，其特征在于，所述第一横梁(12)与第一前探梁(13)之间设有第一垫铁(16)；所述第二横梁(22)与第二前探梁(23)设有第二垫铁(24)。

9.根据权利要求1～8中任意一项权利要求所述的煤巷快速掘进临时支护系统，其特征在于，所述第一液压升降支护架(1)和第二液压升降支护架(2)的底座均设置为分布在左右两侧的两个；所述推进液压缸(3)设有两个，两个分别推进液压缸(3)连接在所述第一液压升降支护架(1)和第二液压升降支护架(2)相同侧的两底座之间。

10.一种煤巷快速掘进临时支护方法，该方法应用权利要求1～9中任意一项权利要求所述的煤巷快速掘进临时支护系统实施煤巷掘进的临时支护，其特征在于，包括以下步骤，第一步，将所述临时支护系统置于具有设定掘进深度的煤巷内，并将第一液压升降支护架(1)的第一前探梁(13)和第二液压升降支护架(2)的第二前探梁(23)的一部分伸入煤巷顶板下方；

第二步，将存储于所述第一液压升降支护架(1)的存储辊(4)上的金属丝网向上拉出，并将金属丝网第一液压升降支护架(1)向第二液压升降支护架(2)方向敷设在第一前探梁(13)顶面，金属丝网的拉出部分还覆盖在第二前探梁(23)的一部分顶面上，且将金属丝网的拉出端固定；

第三步，举升所述第二液压升降支护架(2)的第二前探支护梁部件，并使第二前探梁(23)的前端一部分对煤巷顶面形成支护；

第四步，举升所述第一液压升降支护架(1)的第一前探支护梁部件，并使第一前探梁(13)与第二前探梁(23)形成对煤巷顶面的共同支护；且解除金属丝网的拉出端除与煤巷顶板固定以外的临时固定；

第五步，判断第一液压升降支护架(1)是否需要前移，需要，执行第六步；否则，执行第七步；

第六步，降下所述第一液压升降支护架(1)的第一前探支护梁部件，利用推进液压缸(3)推动第一液压升降支护架(1)前移至设定位置，举升所述第一液压升降支护架(1)的第一前探支护梁部件，并使第一前探梁(13)与第二前探梁(23)形成对煤巷顶面的共同支护；第七步，判断第二液压升降支护架(2)是否需要前移，需要，执行第八步；否则返回第五步；

第八步，降下所述第二液压升降支护架(2)的第二前探支护梁部件，利用推进液压缸(3)拉动第二液压升降支护架(2)前移至设定位置，举升所述第二液压升降支护架(2)的第二前探支护梁部件，并使第二前探梁(23)与所述第一前探梁(13)形成对煤巷顶面的共同支护。

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