CN104234733A - 一种俯伪斜综采工作面的支护方法及掩护支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种俯伪斜综采工作面的支护方法及掩护支架，该方法包括在俯伪斜工作面内设置多个由两个液压支架成对组成的掩护支架，该两个液压支架的顶梁俯视轮廓均为梯形，两个顶梁俯视轮廓的梯形组合成平行四边形，该平行四边形的一组平行边与工作面推进方向平行，其另一组平行边与采煤设备的溜子纵向平行，位于上方的液压支架的梯形上底位于推进方向前端；通过两个液压支架共同形成俯伪斜工作面的支护；利用推进油缸实施溜子推进；以先下方液压支架后上方液压支架方式的顺序移架。该掩护支架由第一液压支架和第二液压支架成对组成，二者顶梁的俯视轮廓为平行四边形。本发明的有益效果是，支护方法支护稳定、移架能耗低；掩护装置确保支护稳定，移架顺畅。

Description

一种俯伪斜综采工作面的支护方法及掩护支架

技术领域

本发明涉及地下煤矿综合机械化采煤技术，特别是一种俯伪斜综采工作面的支护方法及掩护支架。

背景技术

急倾斜煤层是指一种倾角大于45°煤层，其具有在我国的分布较广、赋存条件复杂、开采难度大等特点。由于现有开采技术落后，且国内矿井数量多。因此，近年来，我国发生了多起重大事故。由于急倾斜煤层开采空间狭小、作业空间倾斜角度大、设备倒滑危险性大、煤矿矸石飞溅等潜在威胁大，人员操作困难大。同时，其煤层构造复杂、褶曲、断层兼而有之，作业环境恶劣、生产安全隐患多、综采难度大、对机械设备适应性要求特别高。因此，采用现有的综采工艺和设备，综采配套设备因受设备自身重力影响而下滑是困扰综采技术实际应用于急倾斜煤层的一大难题，为此，通常采用俯伪斜方式布置综采工作面改变配套设备的实际倾斜角度，减少下滑分力以减缓下滑趋势。在俯伪斜工作面中液压掩护支架的顶梁通常设计成平行四边形的结构，该平行四边形的一组平行边设置成平行于工作面推进的方向，另一组平行边设置成平行于采煤设备的溜子纵向平行的方向。支架推进可相邻成组的多段推进方式和相邻支架按交错推进方式实施推进。但在推进过程中，由于上方支架推进后，会造成矸石下落冲击和挤压下方支架，大量矸石冲击挤压会造成支架下滑，同时，下落的矸石会引起下方支架推移卡滞，造成推移困难和推移能耗高的缺陷。为此，需要对此进行改进。

发明内容

本发明的第一目的就是针对现有技术的不足，提供一种俯伪斜综采工作面的支护方法，该方法可有效减少矸石下落量，降低或消除支架下滑隐患；同时，可有效减轻支架推移卡滞，确保推移顺畅，降低推移能源消耗。本发明的第二目的是提供一种俯伪斜综采工作面用掩护支架，以用于本发明第一目的的支护方法，以降低或消除支架下滑隐患，减轻支架推移卡滞，降低推移能源消耗。

为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。

一种俯伪斜综采工作面的支护方法，包括以下步骤：

S1、布设掩护支架：在俯伪斜工作面内设置多个由第一液压支架和第二液压支架成对组成的掩护支架以形成工作面支护系统，并通过推进油缸分别将第一液压支架和第二液压支架与采煤设备的溜子连接；该成对的第一液压支架和第二液压支架的顶梁俯视轮廓均为梯形，两个顶梁俯视轮廓的梯形组合成平行四边形，该平行四边形的一组平行边与工作面推进方向平行，其另一组平行边与采煤设备的溜子纵向平行，且梯形上底位于推进方向前端的第一液压支架设在第二液压支架上方；

S2、支护：分别通过举升油缸举升第一液压支架和第二液压支架的顶梁，使第一液压支架和第二液压支架形成俯伪斜工作面的支护；

S3、推溜：利用第一液压支架和第二液压支架上的推进油缸实施采煤设备的溜子推进设定距离；

S4、移架：解除第二液压支架的支护状态，利用推进油缸拉动第二液压支架前行至设定距离，并通过举升油缸使第二液压支架形成支护状态后，解除第一液压支架的支护状态，利用推进油缸拉动第一液压支架前行至设定距离，并通过举升油缸使第一液压支架形成支护状态。

采用前述方案本发明，由于在俯伪斜工作面内设置有多个由第一液压支架和第二液压支架成对组成的掩护支架构成的支护系统，掩护支架通过两个液压支架成对组成，二者的顶梁俯视轮廓组合形成一平行四边形，多个掩护支架组成俯视轮廓为平行四边形的工作面支护系统。溜子推进利用推进油缸实现，掩护支架推进通过推进油缸分别拉动第二液压支架和第一液压支架实现。在掩护支架推进过程中，首先推进位于下方的第二液压支架，在第二液压支架的移动过程中，该第二液压支架与上方第一液压支架中顶梁梯形的相邻两腰形成逐渐远离，即二者之间不会形成接触，不会产生摩擦阻力妨碍推进，仅存在与下方的第一液压支架间形成滑动摩擦连接，可有效减少支架的推进能耗；同时，由于第一液压支架的梯形下底即梯形较长的底位于第一液压支架后端，其可增大矸石的阻挡量，减少矸石下落量，从而减少矸石下落对第一液压支架的冲击和挤压，可有效降低支架下滑隐患。另外，相邻支架交错推移，移动的支架的下滑力被相邻支架承担，不易造成下滑力汇集作用，可进一步确保支护稳定性。在第一液压支架移动过程中，大量矸石下落，由于第二液压支架已完成前移，因此，该大量下落的矸石不会对掩护支架造成冲击和挤压，在第一液压支架解除支护状态时，第一液压支架存在小距离的下滑，该下滑的距离在第一液压支架前移过程中，下方的第二液压支架的上侧梯形促使其回升到设定位置，该移动过程中虽然会对下方的第二液压支架作用一向下的推力，但第二液压支架处于支护状态，且各个第二液压支架分别承担一个第一液压支架的作用力，其着力点分散，不会对第二液压支架的支护稳定性造成较大影响。

为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。

一种俯伪斜综采工作面用掩护支架，该掩护支架由第一液压支架和第二液压支架成对组成，该第一液压支架和第二液压支架的顶梁俯视轮廓均为梯形，两个梯形组合成平行四边形，在第一液压支架和第二液压支架布设与俯伪斜工作面时，该平行四边形的一组平行边与工作面推进方向平行，其另一组平行边与采煤设备的溜子纵向平行，且第一液压支架位于第二液压支架上方，第一液压支架的梯形上底位于第一液压支架的推进方向前端，第一液压支架和第二液压支架的底座上均设有用于与所述溜子铰接的推进油缸。

采用本方案的掩护支架，通过两个液压支架成对组成，二者的顶梁俯视轮廓组合形成一平行四边形，多个本发明的掩护支架组成俯视轮廓为平行四边形的工作面支护系统。溜子推进利用推进油缸实现，掩护支架推进通过推进油缸分别拉动第二液压支架和第一液压支架实现。在掩护支架推进过程中，首先推进位于下方的第二液压支架，在第二液压支架的移动过程中，该第二液压支架与上方第一液压支架中顶梁梯形的相邻两腰形成逐渐远离，即二者之间不会形成接触，不会产生摩擦阻力妨碍推进，仅存在与下方的第一液压支架间形成滑动摩擦连接，可有效减少支架的推进能耗；同时，由于第一液压支架的梯形下底即梯形较长的底位于第一液压支架后端，其可增大矸石的阻挡量，减少矸石下落量，从而减少矸石下落对第一液压支架的冲击和挤压，可有效降低支架下滑隐患。另外，相邻支架交错推移，移动的支架的下滑力被相邻支架承担，不易造成下滑力汇集作用，可进一步确保支护稳定性。

优选的，所述第一液压支架和第二液压支架的底座的俯视轮廓具有与对应顶梁俯视轮廓梯形两腰相重合的部分。以便在任一液压支架推移过程中，位于下方的液压支架同时通过顶梁和底座形成对上方液压支架下滑运动倾向的阻挡，进一步提高支护系统的稳定性。

本发明与现有技术相比的有益效果是，支护方法可有效降低或消除支架下滑隐患、减轻支架推移卡滞，降低推移能源消耗；掩护装置为支护方法提供硬件支持，其支护稳定，移架顺畅，移架能耗低。

附图说明

图1是应用本发明掩护支架的俯伪斜综采工作面俯视图。

图2是本发明图1中掩护支架的第二液压支架2移动到设定位置后的状态示意图，其中，第二液压支架2的梯形上腰与上方第一液压支架1的下腰具有间距为B的距离。

图3是本发明图1中的A向示意图。

以上各图还用于说明本发明方法。

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3，一种俯伪斜综采工作面的支护方法，包括以下步骤：

S1、布设掩护支架：在俯伪斜工作面内设置多个由第一液压支架1和第二液压支架2成对组成的掩护支架以形成工作面支护系统，并通过推进油缸6分别将第一液压支架1和第二液压支架2与采煤设备的溜子4连接；该成对的第一液压支架1和第二液压支架2的顶梁3俯视轮廓均为梯形，两个顶梁3俯视轮廓的梯形组合成平行四边形，该平行四边形的一组平行边与工作面推进方向平行，其另一组平行边与采煤设备的溜子4纵向平行，且梯形上底位于推进方向前端的第一液压支架1设在第二液压支架2上方；

S2、支护：分别通过举升油缸举升第一液压支架1和第二液压支架2的顶梁3，使第一液压支架1和第二液压支架2形成俯伪斜工作面的支护；

S3、推溜：利用第一液压支架1和第二液压支架2上的推进油缸6实施采煤设备的溜子4推进设定距离；

S4、移架：解除第二液压支架2的支护状态，利用推进油缸6拉动第二液压支架2前行至设定距离，，此时，如图2所示，第二液压支架2的梯形上侧腰与上方第一液压支架1的梯形下侧腰具有间距为B的距离，此后，通过举升油缸使第二液压支架2形成支护状态后，解除第一液压支架1的支护状态，利用推进油缸6拉动第一液压支架1前行至设定距离，并通过举升油缸使第一液压支架1形成支护状态。

在工作面需要推进时，重复步骤S3和S4。

实施例2 参见图1、图2、图3，种俯伪斜综采工作面用掩护支架，该掩护支架由第一液压支架1和第二液压支架2成对组成，该第一液压支架1和第二液压支架2的顶梁3俯视轮廓均为梯形，两个梯形组合成平行四边形，在第一液压支架1和第二液压支架2布设与俯伪斜工作面时，该平行四边形的一组平行边与工作面推进方向平行，其另一组平行边与采煤设备的溜子4纵向平行，且第一液压支架1位于第二液压支架2上方，第一液压支架1的梯形上底位于第一液压支架1的推进方向前端，第一液压支架1和第二液压支架2的底座5上均设有用于与所述溜子4铰接的推进油缸6。所述第一液压支架1和第二液压支架2的底座5的俯视轮廓具有与对应顶梁3俯视轮廓梯形两腰相重合的部分。

以上虽然结合了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 (3)

1.一种俯伪斜综采工作面的支护方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、布设掩护支架：在俯伪斜工作面内设置多个由第一液压支架(1)和第二液压支架(2)成对组成的掩护支架以形成工作面支护系统，并通过推进油缸(6)分别将第一液压支架(1)和第二液压支架(2)与采煤设备的溜子(4)连接；该成对的第一液压支架(1)和第二液压支架(2)的顶梁(3)俯视轮廓均为梯形，两个顶梁(3)俯视轮廓的梯形组合成平行四边形，该平行四边形的一组平行边与工作面推进方向平行，其另一组平行边与采煤设备的溜子(4)纵向平行，且梯形上底位于推进方向前端的第一液压支架(1)设在第二液压支架(2)上方；

S2、支护：分别通过举升油缸举升第一液压支架(1)和第二液压支架(2)的顶梁(3)，使第一液压支架(1)和第二液压支架(2)形成俯伪斜工作面的支护；

S3、推溜：利用第一液压支架(1)和第二液压支架(2)上的推进油缸(6)实施采煤设备的溜子(4)推进设定距离；

S4、移架：解除第二液压支架(2)的支护状态，利用推进油缸(6)拉动第二液压支架(2)前行至设定距离，并通过举升油缸使第二液压支架(2)形成支护状态后，解除第一液压支架(1)的支护状态，利用推进油缸(6)拉动第一液压支架(1)前行至设定距离，并通过举升油缸使第一液压支架(1)形成支护状态。

2.一种俯伪斜综采工作面用掩护支架，其特征在于，该掩护支架由第一液压支架(1)和第二液压支架(2)成对组成，该第一液压支架(1)和第二液压支架(2)的顶梁(3)俯视轮廓均为梯形，两个梯形组合成平行四边形，在第一液压支架(1)和第二液压支架(2)布设与俯伪斜工作面时，该平行四边形的一组平行边与工作面推进方向平行，其另一组平行边与采煤设备的溜子(4)纵向平行，且第一液压支架(1)位于第二液压支架(2)上方，第一液压支架(1)的梯形上底位于第一液压支架(1)的推进方向前端，第一液压支架(1)和第二液压支架(2)的底座(5)上均设有用于与所述溜子(4)铰接的推进油缸(6)。

3.根据权利要求2所述的急倾斜煤层综采方法，其特征在于，所述第一液压支架(1)和第二液压支架(2)的底座(5)的俯视轮廓具有与对应顶梁(3)俯视轮廓梯形两腰相重合的部分。