CN104314596A - 巷道气动移动式支护 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种巷道气动移动式支护，包括底座和两排固定拱形梁，两排固定拱形梁之间通过第一直杆连接；每排固定拱形梁的两端分别铰接有左活动拱形梁和右活动拱形梁；两排左、右活动拱形梁之间通过第二直杆连接；底座上固定有一条底梁，底梁的左右两端分别铰接有第一左支撑杆和第一右支撑杆，第一左、右支撑杆通过销轴连接第二左、右支撑杆，在第二直杆上设有铰座，第二左、右支撑杆远离第一左、右支撑杆的一端通过销轴连接在邻近的铰座上；在底梁上设有气缸和主支撑机构，气缸上的活塞杆与主支撑机构连接，主支撑机构顶部与固定拱形梁连接，当气缸的活塞杆伸出后带动主支撑机构升起。该支护占用空间小，方便移动运送，作业省时省力。

Description

巷道气动移动式支护
技术领域
本发明涉及一种巷道支护，特别是一种巷道气动移动式支护。
背景技术
临时支护是掘进巷道施工中的一项重要施工工序。目前采用的临时支护形式主要是前探梁的形式，即先将吊环拧在最前排顶部锚杆上，然后将前探支护梁(一般为2寸钢管)穿在吊环内，再用小杆、道木接顶背实。临时支护作业为纯人工操作。不仅作业时间长(支护时间约30-40分钟)，支护强度低，基本无初撑力，而且钻装完锚杆后，还要人工拆卸整个支护，费时费力，因此有必要研制一套普掘迎头机械化临时支护装置，提高自临时支护至吊挂支护网阶段的安全性和效率，实现机械化一次性支护，使得施工人员可以安全、连续地钻装锚杆，缩短临时支护时间，提高掘进效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种巷道气动移动式支护，该支护占用空间极小，方便在巷道内移动运送，能够提高支护强度及可靠性，支护作业过程省时省力。
为了实现上述目的，本发明提供的一种巷道气动移动式支护，包括底座和两排固定拱形梁，所述两排固定拱形梁之间通过平行设置的第一直杆连接；每排所述固定拱形梁的两端分别铰接有左活动拱形梁和右活动拱形梁；两排左活动拱形梁之间以及两排右活动拱形梁之间通过第二直杆连接；所述底座上固定有一条底梁，所述底梁的左右两端分别铰接有第一左支撑杆和第一右支撑杆，第一左支撑杆通过销轴连接第二左支撑杆，第一右支撑杆通过销轴连接第二右支撑杆，在所述第二直杆上设有铰座，第二左支撑杆远离第一左支撑杆的一端以及第二右支撑杆远离第一右支撑杆的一端均通过销轴连接在邻近的所述铰座上；在所述底梁上还设有气缸和主支撑机构，所述气缸上的活塞杆与主支撑机构连接，所述主支撑机构顶部与固定拱形梁下侧连接，当所述气缸的活塞杆伸出后可带动主支撑机构升起。第一、二直杆以及两排左右活动拱形梁、固定拱形梁可形成完整的支护网，在主支撑机构与各支撑杆的支撑下顶靠在巷道穹顶。
优选地，所述主支撑机构包括第三支撑杆、第四支撑杆、支撑顶梁以及底梁导轨，所述底梁导轨设在所述底梁上，所述底梁导轨的左端内侧铰接第三支撑杆，所述底梁导轨内还设有一个气缸座，所述气缸座与所述底梁导轨滑动配合，所述气缸底部铰接在所述气缸座上，所述气缸的活塞杆的端部设有销孔，并通过销轴铰接一个铰座，铰座底部固定连接有一个连接块，连接块固定在所述第三支撑杆靠近中部的位置上，所述第四支撑杆的一端套设在气缸座上，所述第四支撑杆与所述第三支撑杆异面设置，并通过一个销轴将所述第三支撑杆与所述第四支撑杆的中部铰接在一起，所述支撑顶梁设于所述第三支撑杆与所述第四支撑杆的上方，所述支撑顶梁内嵌设有顶梁导轨，顶梁导轨左端内侧与所述第四支撑杆远离所述气缸座的一端铰接在一起，所述顶梁导轨内横向设有辊轴，所述第三支撑杆远离所述底梁的一端套设在所述辊轴上；所述支撑顶梁的两端固定连接在所述固定拱形梁的下侧上。气缸推杆伸出后拉动第三支撑杆进而带动第四支撑杆和支撑顶梁上升将拱形梁撑起，连接在第二直杆上的各支撑杆以及活动拱形梁也会随之完全展开。铰座底部固定连接的连接块，增强了气缸活塞杆上连接的铰座旋转的灵活性。
优选地，所述第二左支撑杆和所述第二右支撑杆均由固定杆和嵌套在固定杆中的伸缩杆两部分组成，所述固定杆远离所述伸缩杆的一端与所述第一左支撑杆或所述第一右支撑杆通过一销轴铰接，所述伸缩杆远离所述固定杆的一端通过一销轴与所述第二直杆上的铰座连接。由于采用可伸缩杆的结构，支护在收拢状态下伸缩杆会缩进固定杆内，减小了支护占用的空间。
优选地，所述第二直杆上的铰座的底部通过一条锁链与所述底梁的端部以可拆卸的方式连接在一起。当支护在运动过程中，锁链可以防止活动拱形梁以及支撑杆因自身重力自动展开，进而避免其与周围环境发生磕碰。
优选地，所述第一直杆的两端设有第一可伸缩短杆，所述第二直杆的两端设有第二可伸缩短杆。由于工作环境不同，巷道穹顶断面大小也不完全一样，在某些断面较大处可以将伸缩短杆伸出支撑在断面上，提高了支护对大小不同工作断面的适应性。
本发明提供的，具有如下有益效果：
(1)由于煤矿巷道为易燃易爆环境，采用气缸作为动力源，避免了电力动力源在煤矿巷道内电打火及漏电的问题，施工作业过程安全可靠。
(2)支护的侧支撑机构包括多跟相互铰接的支撑杆，支护网主体含有两根可转动的活动拱形梁，主支撑机构中第三、四支撑杆可灵活升起或降低，支护在巷道内移动运送过程中，上述各机构均可以收拢、聚合、折叠或降低，大幅节约了占地空间，方便在狭小的巷道内使用，特别是便于单轨气动吊车运送。
(3)双排固定拱形梁、活动拱形梁、第一、二直杆及伸缩杆构成了完整的支护网，支护覆盖面积大且可调整，支护作业完成后施工人员一次可打双排锚杆。
(4)整个支护作业过程通过气动完成，无需消耗大量人工劳动力。
附图说明
图1为本发明所提供的巷道气动移动式支护的主视图；
图2为本发明所提供的巷道气动移动式支护的侧视图；
图3为本发明所提供的巷道气动移动式支护的俯视图；
图4为图1收拢状态下的结构示意图；
图中：
1.固定拱形梁 2.左活动拱形梁 3.右活动拱形梁 4.第一直杆 5.第一可伸缩短杆 6.第二直杆 7.第二可伸缩短杆 8.底座 9.底梁 10.第一左支撑杆 11.第一右支撑杆 12.第二左支撑杆 13.第二右支撑杆14.锁链 15.第三支撑杆 16.第四支撑杆 17.支撑顶梁 18.气缸座 19.气缸 20.连接块 21.辊轴 22.连接片 91.底梁导轨 100.固定杆 101.伸缩杆 171.支撑顶梁导轨
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
本发明所称“左”，“右”均是相对概念，这种描述是为了便于本领域技术人员理解部分之间的相对位置关系，而并不是指“左”、“右”两部分结构存在不同。如左活动拱形梁与右活动拱形梁的形状、大小完全相同，区别只是一个设置在固定拱形梁的左侧、另一个设置在固定拱形梁的右侧。上述关于“左”、“右”的术语解释同理适用于第一左支撑杆和第一右支撑杆、第二左支撑杆与第二右支撑杆等。
本发明所称“第一直杆”是指用来连接前后两排固定拱形梁的直杆的统称，而并不是仅特指某一根直杆，同理，“第二直杆”是指用来连接前后两排活动拱形梁(包括左活动拱形梁和右活动拱形梁)的直杆的统称，“第一直杆”与“第二直杆”在形状、结构、上并无明显区别，区别定义仅为本领域技术人员易于理解和区分其相对位置关系。
请参考图1、2、3、4，本发明提供的巷道气动移动式支护包括两条平行设置的固定拱形梁1，每条固定拱形梁1的左右两端通过销轴分别铰接有左活动拱形梁2和右活动拱形梁3，当左活动拱形梁2沿顺时针展开、右活动拱形梁3沿逆时针展开后，可以与中间的固定拱形梁1一起形成一个更完整的拱形结构，用来支撑巷道的穹顶。两排固定拱形梁1之间通过多条等距离平行设置的第一直杆4连接，第一直杆4的两端从拱形梁的侧面贯通整个梁体并穿出的位置上设置第一可伸缩短杆5，两排活动拱形梁之间通过第二直杆连接6，第二直杆6的两端从拱形梁的侧面贯通整个梁体并穿出的位置上设置第二可伸缩短杆7，当巷道穹顶某个位置工作断面过大，第一、二直杆4、6因长度限制无法抵靠时，将第一、二可伸缩短杆5、7调出即可完成支撑，第一直杆4与两排的拱形梁1、2、3形成一种网状顶架，从而更加有效地支撑巷道的穹顶。在每条固定拱形梁1的下方设有一个底座8，在底座8上固定有一条底梁9，底梁9的两端沿着底座8的长度均向外伸出一部分。为了使固定拱形梁1与左、右活动拱形梁2、3以及第一、二直杆4、6构成的顶架得到支撑，在底梁9上设置了侧支撑机构与主支撑机构。
上述侧支撑机构通过如下技术方案实现：在底梁9左右两端的端面上均固定连接有铰座，左右两个铰座均通过销轴分别连接第一左支撑杆10和第一右支撑杆11，第一左支撑杆10远离铰座的一端通过销轴连接有第二左支撑杆12，第一右支撑杆10远离铰座的一端通过销轴连接有第二支右撑杆13，第二左支撑杆12与第二右支撑杆13均是可伸缩支撑杆，由固定杆100和嵌套在固定杆100中的伸缩杆101组成，固定杆100远离伸缩杆101的一端通过前述销轴与前述第一左、右支撑杆10、11铰接，伸缩杆101远离固定杆100的一端端面上也固定有铰座。在第二直杆6上均设较座，铰座的销孔位于远离第二直杆6的一端。伸缩杆101的铰座上的销孔与第二直杆6的铰座上的销孔通过销轴铰接在一起，这样当左、右活动拱形梁2、3展开时，由于各个销轴的作用，各支撑杆10-13也会随着转动展开，伸缩杆101也会伸出，最终对拱形梁1-3起到支撑作用。伸缩杆101与第二直杆6采用相互铰接的铰座连接，增加转动的节点，使得伸缩杆101从固定杆100中伸出变长后也能顺利流畅地转动展开。进一步地，第二直杆6上的铰座底部与第一左、右支撑杆10、11上的铰座底部通过锁链14可拆卸地连接在一起，当支护在运动过程中，锁链14可以防止左、右活动拱形梁2、3以及各支撑杆10-13因自身重力自动展开，进而防止其与周围环境发生磕碰。
上述主支撑机构通过如下技术方案实现：在底梁9上嵌入设有一条底梁导轨91，底梁导轨91的左端内侧固定连接一个铰座，铰座上通过销轴铰接第三支撑杆15，底梁导轨91内还设有一个气缸座18，气缸座18上安装有气缸19，气缸座18主体为一条横向设置在底梁导轨91内的横轴，横轴两端与底梁导轨91内侧滑动配合，使得气缸座18能够在底梁导轨91上滑动。气缸座18横轴中部设置两组铰座，将气缸19的底部上设置两个凸缘，凸缘上设置铰孔，并通过销轴将凸缘上的铰孔与气缸座18铰座上的铰孔穿在一起，从而将气缸19底部与气缸座18铰接在一起。气缸活塞杆190的端部设有销孔，并通过销轴铰接一个铰座，铰座底部固定连接有一个连接块20，连接块20固定在前述第三支撑杆15靠近中部的位置上，增强了铰座旋转的灵活性。在气缸座18横轴上还设有第四支撑杆16，第四支撑杆16的一端套设在气缸座18横轴上，第四支撑杆16与第三支撑杆15异面设置，并通过销轴将第三支撑杆15与第四支撑杆16的中部铰接在一起。第三支撑杆15与第四支撑杆16的上方还设有支撑顶梁17，支撑顶梁17内嵌设有支撑顶梁导轨171，支撑顶梁导轨171左端内侧设有铰座，并通过销轴与第四支撑杆16远离气缸座18的一端铰接在一起，支撑顶梁导轨171内横向设有辊轴21，第三支撑杆15远离底梁9的一端套设在辊轴21上。支撑顶梁17的两端固定有连接片22，并通过螺栓将连接片22与前述的固定拱形梁1连接在一起。
在使用时，先通过气动单轨吊车拖动巷道气动移动式支护到工作位置，解开左、右活动拱形梁2、3与底梁9两端外侧铰座之间的锁链14，然后开启气缸19，气缸推杆190从缸套中伸出，通过推杆端的销轴与连接块20将第三支撑杆15提起，第三支撑杆15绕底梁9内侧的销轴逆时针转动，同时第四支撑杆16也通过与第三支撑杆15、顶梁9上的销轴支起，气缸座18也向左侧滑动，与此同时，固定拱形梁1缓缓上升，左、右活动拱形梁2、3展开，并带动第一左支撑杆10、第二左支撑杆12、第一右支撑杆11、第二右支撑杆13展开，伸缩杆101也在此过程中完全伸出，最后整个支护完全展开，支撑住巷道的穹顶。在支护工作完成后，工人便可以进行打钻锚杆的工作。
以上对本发明所提供的一种巷道气动移动式支护进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.巷道气动移动式支护，其特征在于，包括底座和两排固定拱形梁，所述两排固定拱形梁之间通过平行设置的第一直杆连接；每排所述固定拱形梁的两端分别铰接有左活动拱形梁和右活动拱形梁；两排左活动拱形梁之间以及两排右活动拱形梁之间通过第二直杆连接；所述底座上固定有一条底梁，所述底梁的左右两端分别铰接有第一左支撑杆和第一右支撑杆，第一左支撑杆通过销轴连接第二左支撑杆，第一右支撑杆通过销轴连接第二右支撑杆，在所述第二直杆上设有铰座，第二左支撑杆远离第一左支撑杆的一端以及第二右支撑杆远离第一右支撑杆的一端均通过销轴连接在邻近的所述铰座上；在所述底梁上还设有气缸和主支撑机构，所述气缸上的活塞杆与主支撑机构连接，所述主支撑机构顶部与固定拱形梁下侧连接，当所述气缸的活塞杆伸出后可带动主支撑机构升起。
2.根据权利要求1所述的巷道气动移动式支护，其特征在于，所述主支撑机构包括第三支撑杆、第四支撑杆、支撑顶梁以及底梁导轨，所述底梁导轨设在所述底梁上，所述底梁导轨的左端内侧铰接第三支撑杆，所述底梁导轨内还设有一个气缸座，所述气缸座与所述底梁导轨滑动配合，所述气缸底部铰接在所述气缸座上，所述气缸的活塞杆的端部设有销孔，并通过销轴铰接一个铰座，铰座底部固定连接有一个连接块，连接块固定在所述第三支撑杆靠近中部的位置上，所述第四支撑杆的一端套设在气缸座上，所述第四支撑杆与所述第三支撑杆异面设置，并通过一个销轴将所述第三支撑杆与所述第四支撑杆的中部铰接在一起，所述支撑顶梁设于所述第三支撑杆与所述第四支撑杆的上方，所述支撑顶梁内嵌设有顶梁导轨，顶梁导轨左端内侧与所述第四支撑杆远离所述气缸座的一端铰接在一起，所述顶梁导轨内横向设有辊轴，所述第三支撑杆远离所述底梁的一端套设在所述辊轴上；所述支撑顶梁的两端固定连接在所述固定拱形梁的下侧上。
3.根据权利要求1所述的巷道气动移动式支护，其特征在于，所述第二左支撑杆和所述第二右支撑杆均由固定杆和嵌套在固定杆中的伸缩杆两部分组成，所述固定杆远离所述伸缩杆的一端与所述第一左支撑杆或所述第一右支撑杆通过一销轴铰接，所述伸缩杆远离所述固定杆的一端通过一销轴与所述第二直杆上的铰座连接。
4.根据权利要求1所述的巷道气动移动式支护，其特征在于，所述第二直杆上的铰座的底部通过一条锁链与所述底梁的端部以可拆卸的方式连接在一起。
5.根据权利要求1所述的巷道气动移动式支护，其特征在于，所述第一直杆的两端设有第一可伸缩短杆，所述第二直杆的两端设有第二可伸缩短杆。
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