CN104481566B - 综掘面自动锚护、滑轨式迈步临时支护支架 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿井下综掘面临时支护的技术领域，具体涉及一种综掘面自动锚护、滑轨式迈步临时支护支架，解决了现有煤矿井下临时支护存在的问题。其包括内侧支架组和外侧支架组，内、外侧支架组分别包括左右两个支架，每组支架通过前后两个横梁将其左右两个顶梁连接为一体，内侧支架组的左右两支架设置于外侧支架组的左右两支架的内侧，内、外侧支架组的横梁、顺梁交替布置，内外两组支架组的左右底座及横梁上分别布置有推拉油缸，横梁顶部与本组支架组顺梁底部之间有高度差，横梁顶部对应另一组支架组顺梁底部的位置处设置托辊。本发明为掘进工作面安全高效开采创造可靠、灵活的支护条件，对完善掘进面的机械化开采工艺，提高掘进速度和生产效率具有重要意义。

Description

综掘面自动锚护、滑轨式迈步临时支护支架

技术领域

本发明属于煤矿井下综掘面临时支护的技术领域，具体涉及一种综掘面自动锚护、滑轨式迈步临时支护支架。

背景技术

在快速掘进临时支护支架研制前，国内大多数煤矿井下掘进工作面普遍使用的临时支护有：一是吊挂环穿管式前探梁临时支护；二是掘进机机载临时支护装置；三是采用多排单体液压支柱加高强度工字钢棚梁支护法等。这些方式虽然在一定程度上缓解了掘进工作面迎头支护的压力，改善了工作面的支护状况，但实际使用过程中还存在着许多不足之处，安全上仍然存在较大的隐患。掘进工作面临时支护的安全问题是长期困扰煤矿快速掘进安全生产多年的技术难题，由于巷道掘进后顶板不能及时得到有效的支护，经常会造成顶板掉矸伤人事故，无法充分发挥高性能掘进机的效率。

（1）吊挂环穿管式前探梁临时支护

吊挂环穿式前探梁临时支护，主要由吊挂环和前探梁组成，环由锚杆固定在顶板上，前探梁在吊环中，探出后支护顶板，其主要问题：①利用半圆木和木楔将钢与顶板刹实背紧，没有初撑力，存在极大的安全隐患；②前探梁与顶板为点或线接触，不能对空顶区全面进行有效支护，如遇到顶板破碎使用效果就更差；③操作过程复杂，需要人工移动，劳动强度大，临时支护速度慢、效率低；④锚网支护方式在铺网时操作员必须进入空顶区作业，存在极大的安全隐患。

（2）掘进机机载临时支护装置

装置主要由左右底座、左右机架、左右翻转架、左右折臂架和顶架梁组成，安装在掘进机前中部。掘进机正常掘进时，该装置折叠收缩在截割减速机背部，不干扰掘进机的运动和截割作业功能；需要支护时通过操作支护折叠架的液压控制阀来控制折叠架的位置，使折叠架伸出支撑于顶板，完成支护功能。其主要缺陷：①支护面积小，不能完全支护暴露的顶板; ②锚网支护时操作人员仍在空顶下作业， 存在极大的安全隐患;③该装置对顶板适应性差。掘进时遇到顶底板起伏， 巷道变低， 机载支护不能完全施展开， 达不到初撑力， 存在较大安全隐患。

（3）多排单体液压支柱加高强度工字钢棚梁支护法

机掘后先迅速采用液压单体支柱将空顶区支撑牢固，然后再进行敲帮问顶，待处理完掉活矸、浮石后，迅速用单体柱将工字钢和钢丝网顶到顶部平直部分、连网、护住顶板。支设每根单体液压支柱时至少三人配合进行临时支护，工人劳动强度大，成本高，回柱危险性大，存在安全隐患，并且影响人员及设备通行，支护效果和安全保障不理想。

发明内容

本发明为了解决现有煤矿井下临时支护存在的上述问题，提供了一种综掘面自动锚护、滑轨式迈步临时支护支架。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种综掘面自动锚护、滑轨式迈步临时支护支架，其特征在于包括内侧支架组和外侧支架组，内、外侧支架组分别包括左右两个支架，所述的支架包括底座、顶梁以及底座和顶梁之间的高度可调的连接件，每组支架通过前后两个横梁将其左右两个顶梁连接为一体、横梁上布置有与其连接的顺梁，内侧支架组的左右两支架设置于外侧支架组的左右两支架的内侧，内、外侧支架组的横梁、顺梁交替布置，内侧支架组的顺梁前端有前梁及挑梁，内外两组支架组的左右底座及横梁上分别布置有推拉油缸，横梁顶部与本组支架组顺梁底部之间有高度差，横梁顶部对应另一组支架组顺梁底部的位置处设置托辊。内侧支架组的后横梁与外侧支架的前横梁上各布置两个自动锚杆钻臂。

所述的横梁顶部与本组支架组顺梁底部对应的位置设置有凸台，顺梁底部有凸起部分并开设凹槽，凸台凹槽固定连接。

所述的底座和顶梁之间的连接件包括支架中部的抽拉式导杆结构和两侧的立柱千斤顶，所述的抽拉式导杆结构包括底座上的凸台以及导杆，凸台中部开槽，导杆下端伸入凸台的槽内并与之配合形成滑轨机构、导杆上端与顶梁铰接，立柱千斤顶底部通过销轴连接于底座、顶部连接于顶梁。

内侧支架组的左右底座上装有连接推拉油缸的十字连接头，推拉油缸的活塞杆端通过销轴连接外侧支架组的左右底座，缸体端通过销轴连接于十字连接头；外侧支架组后部横梁上设有推拉油缸的连接耳，推拉油缸的活塞杆端通过销轴连接内侧支架组前部横梁的连接耳处，缸体端通过销轴连接于外侧支架组后部横梁。

顺梁由前后两个刚性梁铰接而成。

本发明跨骑于掘进机之上，当掘进机向前掘进时，支架需跟随掘进机向前移动，对顶板进行及时支护。支架前移时，首先升外侧支架组的四根立柱，使外侧支架组的顶梁、顺梁支撑顶板，再降内侧支架组的左右四根立柱，直至内侧支架组的顶梁、顺梁脱离顶板降于外侧支架组的横梁上。通过横梁间的推移油缸与底座间的推移油缸同时推拉使内侧支架组向前移动一个推移行程；升内侧支架组的四根立柱，使内侧支架组的顶梁、顺梁支撑顶板，再降外侧支架组的左右四根立柱，直至外侧支架组的顶梁、顺梁脱离顶板降于内侧支架组的横梁上。通过推移油缸的推拉使外侧支架组向前移动一个推移行程；支架移动到位后将内外两组支架组都撑顶，再将挑梁油缸伸出，使挑梁紧贴工作面迎头，防止迎头煤层的跨落，然后根据实际工况条件在支架组前端与后端同时对巷道顶板进行锚杆作业。

本发明改变传统的支护方式、易及时实现全断面主动支撑顶板，有利于矿井的顶板安全管理。

（1）铰接框架交叉重叠式顺梁与横梁机构，实现对顶板的不间断连续支护以及迈步式自移。

（2）两组支架组内外布置，横梁间的推移油缸与底座间的推移油缸同时推拉使内侧支架组向前移动，行走过程中始终有一组支架组撑顶，形成迈步式结构，避免支架组在行走过程中相互干涉，保证行走的稳定性，减少对顶板的反复支撑，提高空间安全性。

（3）每组支架采用滑轨机构，保证了支架纵向和横向稳定性，承受和传递外载，保持支架的整体刚性。并且底座具有较大的接地面积，能形成一个可靠的支撑点提高支架的稳定性。

（4）铰接式顺梁结构，可适应巷道顶板的起伏变化。

（5）独立式的液压系统，对掘进工作面现场适应性高，液压系统连接方便安全，人员在危险区域安装时间短，大大提高人员安全性。

（6）机载自动锚杆钻机可对顶板以及煤帮打锚杆来进行永久支护。

（7）大跨距主体支撑机构，实现与综掘装备合理配套。与掘进机独立作业，互不干涉、性能可靠，移架迅速方便可靠。实现掘进——无支护——临时支护——永久性支护的衔接过渡，可实现连续掘进与连续支护的作业方式

本发明具有如下的有益效果：为掘进工作面安全高效开采创造可靠、灵活的支护条件，对完善掘进面的机械化开采工艺，提高掘进速度和生产效率具有重要意义。可实现全断面主动支撑顶板，简化支护程序，实现掘进、临时支护以及永久锚护同步进行的连续作业方式，避免作业人员在空顶下作业的安全隐患，有利于煤矿掘进工作的顶板安全管理，为综掘面创造了安全的工作环境；提高煤矿掘进面机械化支护作业程度，大大提高掘进速度和工作效率，降低掘进成本以及作业人员的劳动强度，缓解采掘接续紧张的被动局面。

附图说明

图1为本发明的主视示意图，

图2为本发明的俯视示意图，

图3为本发明的侧视示意图，

图中：1．内侧支架组，2．外侧支架组，3．底座，4．倒杆，5．顶梁，6．推拉油缸，7．立柱千斤顶，8．前梁，9．挑梁，10．挑梁千斤顶，11．前梁千斤顶，12．横梁，13．顺梁，14．托辊，15．自动锚杆钻机。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

综掘面自动锚护、滑轨式迈步临时支护支架与掘进机合理的配套，能够及时实现全断面支护，简化支护程序，实现掘进、临时支护以及永久锚护同步进行的连续作业方式，避免作业人员在空顶区域作业，提高了机械化支护作业程度，降低了作业人员劳动强度，提高掘进效率，为作业人员的安全提供了有力保障。综掘面自动锚护、滑轨式迈步临时支护支架，主要由内外两组支架组组成，两组支架组分别由左右两个支架通过两个横梁将两个顶梁连接为一体而组成，每组支架的横梁上布置有顺梁和托辊，顺梁主要用于支撑顶板，托辊主要用于支架前移过程给顺梁提供滚动摩擦。内外两组支架组的左右底座及横梁上分别布置有推拉油缸。底座具有较大的接地面积，能形成一个可靠的支撑点。

具体来说，综掘面滑轨式迈步临时支护支架，包括内侧支架组1和外侧支架组2，内、外侧支架组分别包括左右两个支架，所述的支架包括底座3、顶梁5以及底座3和顶梁5之间的高度可调节的连接件，每组支架通过前后两个横梁12将其左右两个顶梁连5接为一体、横梁12上布置有与其连接的顺梁13，内侧支架组1的左右两支架设置于外侧支架组2的左右两支架的内侧，内、外侧支架组的横梁、顺梁交替布置，内侧支架组1的顺梁前端有前梁8及挑梁9，内外两组支架组的左右底座及横梁上分别布置有推拉油缸6，横梁顶部与本组支架组顺梁底部之间有高度差，横梁顶部对应另一组支架组顺梁底部的位置处设置托辊14。内侧支架组的后横梁与外侧支架的前横梁上各布置两个自动锚杆钻机15。

所述的横梁顶部与本组支架组顺梁底部对应的位置设置有凸台，顺梁底部有凸起部分并开设凹槽，凸台凹槽固定连接。

所述的底座和顶梁之间的连接件包括支架中部的抽拉式导杆结构和两侧的立柱千斤顶7，所述的抽拉式导杆结构包括底座上的凸台以及导杆4，凸台中部开槽，导杆4下端伸入凸台的槽内并与之配合形成滑轨机构、导杆4上端与顶梁5铰接，立柱千斤顶7底部固连于底座3、顶部铰接于顶梁5。

内侧支架组的左右底座上装有连接推拉油缸的十字连接头，推拉油缸的活塞杆端通过销轴连接外侧支架组的左右底座，缸体端通过销轴连接于十字连接头；外侧支架组后部横梁上设有推拉油缸的连接耳，推拉油缸的活塞杆端通过销轴连接内侧支架组前部横梁的连接耳处，缸体端通过销轴连接于外侧支架组后部横梁。

顺梁由前后两个刚性梁铰接而成。

本发明结构紧凑，操作灵活，能够大大提高掘进速度和工作效率。与综掘机合理配套、操作简单、有足够的支护强度，简化支护程序，实现全断面支护掘进工作面空顶区的顶板，保证掘进工作面的作业人员和掘进机处于安全状态；实现掘进、临时支护以及永久锚护同步进行的连续作业方式，减少原始往返临时支护时间；减少职工原始扛运、撤单体的劳动力，实现掘进工作面机械化临时支护，降低工人劳动强度。

Claims (2)

1.一种综掘面自动锚护、滑轨式迈步临时支护支架，其特征在于包括内侧支架组（1）和外侧支架组（2），内、外侧支架组分别包括左右两个支架，所述的支架包括底座（3）、顶梁（5）以及底座（3）和顶梁（5）之间的高度可调的连接件，每组支架通过前后两个横梁（12）将其左右两个顶梁（5）连接为一体，横梁（12）上布置有与其连接的顺梁（13），内侧支架组（1）的左右两支架设置于外侧支架组（2）的左右两支架的内侧，内、外侧支架组的横梁、顺梁交替布置，内侧支架组（1）的顺梁前端有前梁（8）及挑梁（9），内外两组支架组的左右底座及横梁上分别布置有推拉油缸（6），横梁顶部与本组支架组顺梁底部之间有高度差，横梁顶部对应另一组支架组顺梁底部的位置处设置托辊（14），内侧支架组的后横梁与外侧支架的前横梁上各布置两个自动锚杆钻机（15），

所述的横梁顶部与本组支架组顺梁底部对应的位置设置有凸台，顺梁底部有凸起部分并开设凹槽，凸台凹槽固定连接，

所述的底座和顶梁之间的连接件包括支架中部的抽拉式导杆结构和两侧的立柱千斤顶（7），所述的抽拉式导杆结构包括底座上的凸台以及导杆（4），凸台中部开槽，导杆（4）下端伸入凸台的槽内并与之配合形成滑轨机构、导杆（4）上端与顶梁（5）铰接，立柱千斤顶（7）底部通过销轴连接于底座（3）、顶部连接于顶梁（5），

内侧支架组的左右底座上装有连接推拉油缸的十字连接头，推拉油缸的活塞杆端通过销轴连接外侧支架组的左右底座，缸体端通过销轴连接于十字连接头；外侧支架组后部横梁上设有推拉油缸的连接耳，推拉油缸的活塞杆端通过销轴连接内侧支架组前部横梁的连接耳处，缸体端通过销轴连接于外侧支架组后部横梁。

2.根据权利要求1所述的综掘面自动锚护、滑轨式迈步临时支护支架，其特征在于顺梁（13）包括前后两个刚性梁铰接而成。