CN104047627A - 回采巷道框架式超前支护支架 - Google Patents

Abstract

一种回采巷道框架式超前支护支架，解决了现有技术存在的支护面积小、容易破坏巷道顶锚杆支护、移架缓慢、操作繁琐、作业效率低等问题，包括分别组装成框架的横梁、顺梁及铰接在横梁底部的作为支撑的液压立柱，其技术要点是：所述框架由两组分别同步移动的整体式主框架和辅框架构成；通过主框架的主前横梁与辅框架的辅后横梁之间铰接的移架液压缸，驱动主框架或辅框架实现整体同步移动；在主前、后横梁和辅前、后横梁的两端，铰接有侧向伸缩机构。其设计合理，结构紧凑，占用巷道空间小，操作简便，支护和移动稳定、安全可靠，可根据不同地质条件和巷道断面形状实现对巷道顶板连续支撑的机械化超前支护，显著提高支护质量和采煤工作面的生产效率。

Description

回采巷道框架式超前支护支架

技术领域

本发明涉及一种用于回采工作面安全作业的巷道超前支护装置，特别是一种可随工作面开采的推进而前移的回采巷道框架式超前支护支架。属于矿山机械制造及应用领域。

背景技术

在现代综合机械化开采作业的巷道中，随着采煤工作面的不断推进，回采巷道超前段压力前移，故需要在工作面巷道超前段进行加强支护。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，以确保采煤工作面的正常作业和通风，从而防止安全隐患的发生。

广泛使用的采煤工作面巷道超前支护，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，其支设和撤柱缓慢，难以实现大幅度的速度提升，制约了工作面的推进速度；支护效率低，工序复杂，人工操作步骤较多，作业人员劳动强度大，移架速度较慢，对顶板破碎的工作面、回柱和回收钢梁的操作均很困难，增加了不少安全隐患。

针对单体液压支柱配合金属铰接顶梁进行巷道超前支护存在的局限性，已有专利文献报导，使用超前支护液压支架进行工作面巷道超前段的支护，以代替传统支护的方式。如公告号为CN202544886U的“一种自移式巷道超前支护支架”、公告号为CN2833112Y的“煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架”、公告号为CN200952403Y的“煤矿工作面顺槽超前支护液压支架”、公布号为CN102587946A的“整体移动超前支护支架” 等。其中由于整体移动超前支护支架的两侧采用双排液压立柱进行支撑，所以占用巷道空间较大，并且在升降和移动过程中易产生各液压立柱动作不同步等现象，另外，其顶梁布置形式不能有效地适应巷道顶板的起伏，支撑梁的结构也无法适应巷道宽度的变化。

本发明人曾设计出专利公告号为CN200985799Y的“巷道超前支护支架”、专利公开号为CN101509387A的“机巷超前支护支架”等，其虽然可以采用移架液压缸的推拉实现支架的移动，在一定程度上符合综采工作面的设备安装、使用和维护条件的要求，能保证巷道内所需要的安全行人通道，但是现有超前支护设备在移动过程中对顶板不能形成整体支护，顶梁在支护时对顶锚杆形成一定程度的破坏，移架速度较慢，操作繁琐，每次移架都需要将所有超前支护支架全部移动一遍，作业效率低；并且在机巷转载机、破碎机等设备较多处布置存在困难，在长距离的移动过程中，行走的轨迹难以保证，常出现支架倾倒及憋卡等现象，影响移架的速度和效果，耽误工作面采煤的推进，存在不能适应井下的实际使用条件，难以达到预期目的的问题。所以，现有回采巷道超前支护装置不利于顶板的支护和管理，影响采煤工作面的安全高产高效生产。

本发明人针对传统的巷道综掘支护工艺手段落后，需要频繁地交换掘进作业工种、重复地搬运作业装置，并缺少能够掩护综掘机正常掘进、对掘进刚暴露的巷道顶板进行有效临时支护安全设备的状况，设计了公告号为CN201137499Y的“新型巷道掘进超前支护支架”，其由A型和B型两架通过推移千斤顶连接组成，每架包括立柱和横、顺梁等件。在前移时，A、B两架动作不同步，对工作面作业效率有不利影响；立柱柱底连接的船形柱脚易损坏，影响支架的移动。为此又设计出专利公告号为CN102654060B的“巷道掘进交错式支护装置”。但由于这种支护装置是通过连接杆，分别将铰接在横梁底部的液压立柱两两一组连接在一起，所以使得该装置在回采巷道中支护顶板时，有些作业不便；其液压立柱与横梁的铰接方式，容易造成装置在移动时出现倾斜、倒架等现象；另外，该装置的辅助打锚杆装置和设置有布网辊的前梁组件等在回采巷道中起不到相应的作用，且增加了支护支架的整体重量，多占用巷道空间。特别是上述诸多巷道掘进作业的支护装置无法适应对截面较窄，设备布置较多的回采巷道的超前支护作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种回采巷道框架式超前支护支架，解决现有技术存在的支护面积小、容易破坏巷道顶锚杆支护、移架缓慢、操作繁琐、作业效率低等问题，其设计合理，结构紧凑，占用巷道空间小，操作简便，支护和移动稳定、安全可靠，在确保巷道内所需的安全行人空间的同时，可根据不同地质条件和巷道断面形状实现对巷道顶板连续支撑的机械化超前支护，显著提高支护质量和采煤工作面的生产效率。

本发明所采用的技术方案是：该回采巷道框架式超前支护支架包括分别组装成框架的横梁、顺梁及铰接在横梁底部的作为支撑的液压立柱，其技术要点是：所述框架由两组分别同步移动的整体式主框架和辅框架构成；主框架包括主前横梁、主后横梁、分别利用下连接座和活塞杆防护套铰接的液压立柱及分别通过上连接座和连接耳板铰接的主前顺梁、主后顺梁；辅框架包括辅前横梁、辅后横梁、分别利用下连接座和活塞杆防护套铰接的液压立柱及分别通过上连接座和连接耳板铰接的辅前顺梁、辅后顺梁；主框架的主前横梁与辅框架的辅后横梁之间利用移架液压缸相互铰接在一起，并通过移架液压缸驱动主框架或辅框架实现整体同步移动；在主前横梁、主后横梁的两端，辅前横梁、辅后横梁的两端，均分别铰接有由侧推液压缸和侧支撑组成的侧向伸缩机构。

所述主、辅框架的主、辅前顺梁的前端铰接有前梁，并利用铰接在各顺梁与前梁之间的前梁液压缸来驱动前梁绕各顺梁前端的铰接轴的轴线转动。

与所述液压立柱上部的活塞杆端部铰接的活塞杆防护套顶部，铰接在各横梁两端底部设置的下连接座上。

本发明具有的优点及积极效果是：由于本发明框架是由两组分别同步移动的整体式主框架和辅框架构成的支护结构，即由主前横梁、主后横梁、分别利用下连接座和活塞杆防护套铰接的液压立柱及分别通过上连接座和连接耳板铰接的主前顺梁、主后顺梁组成主框架，由辅前横梁、辅后横梁、分别利用下连接座和活塞杆防护套铰接的液压立柱及分别通过上连接座和连接耳板铰接的辅前顺梁、辅后顺梁组成辅框架，所以其设计合理，结构紧凑，操作简便，支护和移动稳定、安全可靠，在巷道超前支护过程中互为支撑，通过移架液压缸相互推拉行走，并保证在主、辅框架的移动过程中有一组框架始终处于接顶状态，实现对回采巷道顶板连续的支撑支护，显著提高巷道顶板的支护质量。

因采用上述结构的机械化支护和自移方式，使得设计出的回采巷道框架式超前支护支架横截面占用巷道空间小，便于对截面较窄，设备布置较多的巷道区域进行支护，整体重量较轻，与采煤机以及其他采煤工作面配套作业设备相配合，布置间距和结构合理的顺梁在实现足够强度支护的同时，不影响装置随正常采煤作业的推进，安全可靠。另外由于主框架的主前横梁与辅框架的辅后横梁之间利用移架液压缸相互铰接在一起，并通过移架液压缸驱动主框架或辅框架实现整体同步移动，去除了现有支架的将液压立柱两两一组连接在一起的连接杆，改变了液压立柱与横梁的连接方式，并采用了立柱活塞杆防护套，避免了装置在移动和使用过程中的倾倒，起到了保护液压立柱的作用，避免单体支柱支护方式在工作面的重复搬运，撤柱困难等弊端，方便同步移架。为了保证整个装置在移架过程中的稳定性，在主前横梁、主后横梁的两端，辅前横梁、辅后横梁的两端，均分别铰接有由侧推液压缸和侧支撑组成的侧向伸缩机构。因此，本发明解决了现有技术存在的支护面积小、支护困难，容易破坏巷道原有的顶锚杆支护、操作繁琐、移架速度缓慢、使用条件有限、作业效率低等问题，在确保巷道内所需的安全行人空间的同时，可根据不同地质条件和巷道断面形状实现对巷道顶板连续支撑的机械化超前支护，确保采煤工作面的生产效率。

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沿B－B线的剖视图；

图4是辅前、辅后横梁的结构示意图；

图5是主前、主后横梁的结构示意图；

图6是图3沿C－C线的剖视图。

图中序号说明：1前梁、2辅前横梁、3主前顺梁、4辅前顺梁、5主前横梁、6主后顺梁、7辅后顺梁、8辅后横梁、9主后横梁、10前梁液压缸、11移架液压缸、12侧向伸缩机构、13活塞杆防护套、14液压立柱、15侧推液压缸、16侧支撑、17上连接座、18下连接座、19连接耳板。

具体实施方式

根据图1～6详细说明本发明的具体结构。该回采巷道框架式超前支护支架包括分别组装成框架的横梁、顺梁及铰接在横梁底部的作为支撑的液压立柱14等件。其中框架由两组分别同步移动的整体式主框架和辅框架构成。

主框架包括主前横梁5、主后横梁9、液压立柱14、主前顺梁3和主后顺梁6等零部件。主前横梁5、主后横梁9分别设置上连接座17和下连接座18，主前顺梁3和主后顺梁6底部分别设置连接耳板19。与液压立柱14上部的活塞杆端部铰接的活塞杆防护套13顶部，通过销轴铰接在主前横梁5、主后横梁9两端底部设置的下连接座18上。主前横梁5、主后横梁9底部两端分别利用下连接座18和活塞杆防护套13与作为支撑的液压立柱14铰接，主前顺梁3、主后顺梁6分别通过上连接座17和连接耳板19与主前横梁5、主后横梁9相互铰接。

辅框架包括辅前横梁2、辅后横梁8、液压立柱14、辅前顺梁4、辅后顺梁7等零部件。辅前横梁2、辅后横梁8分别设置上连接座17和下连接座18，辅前顺梁4和辅后顺梁7底部分别设置连接耳板19。与液压立柱14上部的活塞杆端部铰接的活塞杆防护套13顶部，通过销轴铰接在辅前横梁2、辅后横梁8两端底部设置的下连接座18上。辅前横梁2、辅后横梁8底部两端分别利用下连接座18和活塞杆防护套13与作为支撑的液压立柱14铰接，辅前顺梁4、辅后顺梁7分别通过上连接座17和连接耳板19与辅前横梁2、辅后横梁8相互铰接。

主框架的主前横梁5与辅框架的辅后横梁8之间，利用移架液压缸11相互铰接在一起，按照主框架、辅框架的顺序，并通过移架液压缸11，驱动液压立柱14支撑的主框架实现整体同步移动或辅框架实现整体同步移动，有效地避免了单体支柱支护方式在工作面的重复搬运，撤柱困难等方面存在的弊病，以方便移架。在主前横梁5、主后横梁9的两端，辅前横梁2、辅后横梁8的两端，均分别铰接有由侧推液压缸15和侧支撑16组成的侧向伸缩机构12。出于保证整个装置在移架过程中稳定性方面的考虑，通过设置在各横梁两端的侧向伸缩机构12上的侧推液压缸15和侧支撑16，对主、辅框架进行前移过程中的侧向支护调整。

为了辅助巷道的超前支护作业，提升支护效率，在主、辅框架的主前顺梁3、辅前顺梁4的前端分别铰接有前梁1，并利用铰接在各顺梁与前梁1之间的前梁液压缸10驱动前梁1绕各顺梁前端的铰接轴的轴线转动，对支架前部区域的巷道顶板进行支护。

该回采巷道框架式超前支护支架工作时，在既定位置按照上述结构连接方式安装布置好之后，默认初始状态为液压立柱14升起，分别支撑主框架和辅框架，前梁液压缸10和侧推液压缸15为伸出状态，移架液压缸11处于收回状态。调整液压立柱14使各顺梁与巷道顶板接实，对巷道中的其他作业设备和行人形成掩护。

超前支护支架随工作面开采需要前移时，收回设置在主前横梁5和主后横梁9两侧的侧推液压缸15和主前横梁5、主后横梁9底部两端的液压立柱14，并通过设置在液压立柱14上部的活塞杆防护套13进行导向和防护，使整个主框架从巷道顶板及巷道两侧脱离开，此时辅框架仍支撑着巷道顶板及巷道两侧；移架液压缸11伸出，推动整个主框架前移；移动到位后，升起与主框架相连的液压立柱14，伸出侧推液压缸15，使主框架支撑住顶板，侧支撑16支撑巷道两侧。继续开采一段距离后，收回设置在辅前横梁2和辅后横梁8两侧的侧推液压缸15和辅前横梁2、辅后横梁8底部两端的液压立柱14，使整个辅框架从巷道顶板脱离开，此时主框架仍支撑着巷道顶板；移架液压缸11收回，拉动整个辅框架向前移动；移到位后，升起与辅框架相连的液压立柱14，伸出侧推液压缸15，使辅框架与顶板接实，侧支撑16支撑巷道两侧。

重复上述升降主、辅框架和推移的步骤，使回采巷道框架式超前支护支架随工作面的回采而前移，进行对巷道的连续支护。

Claims (3)

1.一种回采巷道框架式超前支护支架，包括分别组装成框架的横梁、顺梁及铰接在横梁底部的作为支撑的液压立柱，其特征在于：所述框架由两组分别同步移动的整体式主框架和辅框架构成；主框架包括主前横梁、主后横梁、分别利用下连接座和活塞杆防护套铰接的液压立柱及分别通过上连接座和连接耳板铰接的主前顺梁、主后顺梁；辅框架包括辅前横梁、辅后横梁、分别利用下连接座和活塞杆防护套铰接的液压立柱及分别通过上连接座和连接耳板铰接的辅前顺梁、辅后顺梁；主框架的主前横梁与辅框架的辅后横梁之间利用移架液压缸相互铰接在一起，并通过移架液压缸驱动主框架或辅框架实现整体同步移动；在主前横梁、主后横梁的两端，辅前横梁、辅后横梁的两端，均分别铰接有由侧推液压缸和侧支撑组成的侧向伸缩机构。

2.根据权利要求1所述的回采巷道框架式超前支护支架，其特征在于：所述主、辅框架的主、辅前顺梁的前端铰接有前梁，并利用铰接在各顺梁与前梁之间的前梁液压缸来驱动前梁绕各顺梁前端的铰接轴的轴线转动。

3.根据权利要求1所述的回采巷道框架式超前支护支架，其特征在于：与所述液压立柱上部的活塞杆端部铰接的活塞杆防护套顶部，铰接在横梁两端底部设置的下连接座上。