CN105089689A - 高温综采工作面自封闭式液压支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温综采工作面自封闭式液压支架，它包括支架底座、伸缩式液压立柱、支架顶梁、伸缩顶梁、支架前折页、支架后梁、可伸缩侧翼护板及其支架液压控制系统，它还包括固定式幕帘，固定式幕帘设置在伸缩式液压立柱的后部，即支架顶梁和支架底座之间，其幕帘的上、下端分别与支架顶梁、支架底座连接；固定式幕帘的有效高度为支架最大支撑高度，即支架底座上平面至支架顶梁下平面之间的距离；其宽度为：上段与支架顶梁宽度同宽，下段由顶梁宽度渐变到底座宽度，渐变起点为支架后梁铰接轴心线位置起至底梁连接处。本发明可以有效地阻止采空区高温高湿有毒有害气体进入工作面，保证工作面的作业环境安全高效。

Description

高温综采工作面自封闭式液压支架

技术领域

本发明涉及煤炭采掘领域，特别是涉及高温综采工作面具有隔温效果的液压支架。

背景技术

随着采矿业的发展和开采强度的增加，许多浅部资源日趋枯竭，深部资源开采比重不断增加。受地温梯度的影响，越来越多的采煤工作面温度超过《煤矿安全规程》的规定，作业人员面临高温高湿环境的威胁，给作业人员的身体健康和工作效率造成较大影响。目前，采取的降温措施只有加大通风量和机械制冷降温两种方式。而受到风速上限的制约，绝大多数工作面风量已无法继续增加；机械制冷投资很大，工序复杂，运行费用高且收效并不明显。

分析高温综采工作面的升温主要因素，主要包括四个方面：①工作面电器散热；②原始地热及切割下的煤体散热；③采空区内高温高湿气体涌入；④供风风流自身温度。在上述四个主要因素中，当工作面产量越大，①②因素的散热量越大，而因素④受地面温度、工作面深度、温度梯度和风流在井下流动的距离等客观条件影响较大。因此，①②④三个因素都应视为不易改变因素。而因素③恰又是工作面温度升高的重要热源。采空区内温度不仅受原始地温因素影响，采空区内的遗煤经长时间氧化发热甚至自燃，加剧了其空间内的气温进一步升高；采后灌浆防灭火及上部岩层的淋水又使得采空区内空气湿度增加；采空区空气中还有一定量的CH₄、CO等有毒有害气体混杂其中。随着工作面的不断推进，采空区空间也在不断变化，大量的高温高湿有毒有害气体不断从液压支架自身的孔隙和相邻两支架间隙涌入工作面，使工作面温度湿度升高，给作业人员的安全环境、身体健康和工作效率造成较大影响。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种高温综采工作面自封闭式液压支架，它可以将煤矿综采工作面与其采空区气流隔离，阻止采空区气体进入工作面，从而保证作业人员的安全、健康，并提高工作效率。

本发明高温综采工作面自封闭式液压支架，它包括支架底座、伸缩式液压立柱、支架顶梁、伸缩顶梁、支架前折页、支架后梁、可伸缩侧翼护板及其支架液压控制系统，它还包括固定式幕帘，固定式幕帘设置在伸缩式液压立柱的后部，即支架顶梁和支架底座之间，其幕帘的上、下端分别与支架顶梁、支架底座连接；固定式幕帘的有效高度为支架最大支撑高度，即支架底座上平面至支架顶梁下平面之间的距离；其宽度为：上段与支架顶梁宽度同宽，下段由顶梁宽度渐变到底座宽度，渐变起点为支架后梁铰接轴心线位置起至底梁连接处。

本发明高温综采工作面自封闭式液压支架，它还包括伸缩式幕帘，伸缩式幕帘对称设置在支架的两侧，每侧的伸缩式幕帘均包括上连杆、下连杆、伸缩幕帘、底座侧连杆、设置在支架后梁上的中部可伸缩液压装置，设置在支架底座上的两个下部可伸缩液压装置；底座侧连杆与中部可伸缩液压装置、下部可伸缩液压装置的伸缩杆端通过螺栓固结；上连杆上端与可伸缩侧翼护板后端铰接，其下端与下连杆上端铰接，并与中部可伸缩液压装置动配合铰接，下连杆的下端与底座侧连杆后端铰接；伸缩幕帘设置在上连杆、下连杆和固定式幕帘三者形成的空间内，伸缩幕帘与固定式幕帘采用可拆卸式联接（保证密封性），与上连杆和下连杆的侧面采用压板紧固件联接。

本发明高温综采工作面自封闭式液压支架，它还包括连接帘布，连接帘布设置在相邻的两个高温综采工作面自封闭式液压支架、之间，其上下两端的四角分别与两支架相邻的上连杆和下连杆的上下四个端头连接，两侧分别与两支架相邻的上连杆和下连杆的侧面或可伸缩幕帘侧翼密合联接。

煤矿高温综采工作面在使用本发明的自封闭式液压支架后，可以有效地阻止采空区高温高湿有毒有害气体进入工作面，隔绝工作面温度升高的主要热源，从而使工作面温度、湿度和CH₄等有害气体浓度得到相对降低，保证工作面的作业环境安全高效。

附图说明

图1是现有的定型液压支架空隙及相邻两支架间隙示意图；

图2是本发明液压支架的主视图；

图3是本发明液压支架的侧视图；

图4是相邻的本发明支架连杆分离状态示意图；

图5是本发明支架移架时的示意图；

图6是相邻的本发明支架移架时连接布帘封堵示意图；

图7是本发明在综采工作面使用时的俯视图；

图8是本发明在综采工作面使用时的效果示意图。

具体实施方式

从附图可知，本发明高温综采工作面自封闭式液压支架，它包括支架底座1、伸缩式液压立柱2、支架顶梁3、伸缩顶梁4、支架前折页5、支架后梁6、可伸缩侧翼护板7及其支架液压控制系统，它还包括固定式幕帘8，固定式幕帘8设置在伸缩式液压立柱2的后部，即支架顶梁3和支架底座1之间，其幕帘的上、下端分别与支架顶梁3、支架底座1连接；固定式幕帘8的有效高度为支架最大支撑高度，即支架底座1上平面至支架顶梁3下平面之间的距离；其宽度为：上段与支架顶梁3宽度同宽，下段由顶梁宽度渐变到底座宽度，渐变起点为支架后梁铰接轴心线位置起至底梁连接处。

作为本发明的一种优选方式，在固定式幕帘8的中部处设置一横梁与支架后梁6联接，使固定式幕帘8与支架后梁6实现同步伸缩、弯曲。

为了更好地地阻止采空区高温高湿有毒有害气体进入工作面，作为本发明的一种改进方式，本发明高温综采工作面自封闭式液压支架还包括伸缩式幕帘，伸缩式幕帘对称设置在支架的两侧，每侧的伸缩式幕帘均包括上连杆9-1、下连杆9-2、伸缩幕帘12、底座侧连杆10、设置在支架后梁6上的中部可伸缩液压装置11-1，设置在支架底座1上的两个下部可伸缩液压装置11-2；底座侧连杆10与中部可伸缩液压装置11-1、下部可伸缩液压装置11-2的伸缩杆端通过螺栓固结；上连杆9-1上端与可伸缩侧翼护板7后端铰接，其下端与下连杆9-2上端铰接，并与中部可伸缩液压装置11-1动配合铰接，下连杆9-2的下端与底座侧连杆10后端铰接；伸缩幕帘12设置在上连杆9-1、下连杆9-2和固定式幕帘8三者形成的空间内，伸缩幕帘12与固定式幕帘8采用可拆卸式联接（保证密封性），与上连杆9-1和下连杆9-2的侧面采用压板紧固件联接。

其中，中部可伸缩液压装置11-1和下部可伸缩液压装置11-2液压伸缩装置的活塞行程大于相邻两支架14-1、14-2底座间距的1/2；由支架可伸缩侧翼护板的控制阀集中控制。伸缩式幕帘的工作状态是：连杆9顶部铰接点与支架顶梁的可伸缩侧翼护板7伸缩量相同，底部铰接点与底座侧板10伸缩量相同，中部铰接点的伸缩量略大于支架顶梁的可伸缩侧翼护板7伸缩量。连杆9在液压伸缩装置带动下伸缩，带动可伸缩幕帘的伸出与缩回。相邻两支架的相邻连杆机构均处于伸出状态时，两者密切靠紧，起到封堵作用；相邻两支架的连杆缩回时，相互之间保有一定间距，可保证支架前移时相互不受影响。

为了保证支架移动时仍能阻止采空区的气体进入工作面，作为本发明的一种改进方式，本发明高温综采工作面自封闭式液压支架还包括连接帘布13，连接帘布13设置在相邻的两个高温综采工作面自封闭式液压支架14-1、14-2之间，其上下两端的四角分别与两支架相邻的上连杆9-1和下连杆9-2的上下四个端头连接，两侧分别与两支架相邻的上连杆9-1和下连杆9-2的侧面或可伸缩幕帘侧翼密合联接。连接帘布13其有效工作宽度略大于支架每次的移进量。

本发明中，固定式幕帘8、伸缩幕帘12和连接帘布13均采用高强度、阻燃、抗静电柔性胶质或布质隔温材料制作，起密闭隔温作用。固定式幕帘8、伸缩幕帘12、连接帘布13三者相互之间通过扣接、胶合、铆接等方式连接。

作为本发明的一种改进方式，支架顶梁3和支架底座1均为封闭式箱型结构。利用定型支架时，将支架顶梁3和支架底座1的箱型体后部空间用阻燃的轻质材料充填。

本发明液压支架与正常支架的安装方法大体一致，只是在安装时在每架支架上增加安装一套封堵装置，即上述的固定式幕帘、伸缩幕帘、可伸缩连杆机构及其相互连接，并将相邻支架间的连杆机构用连接帘布两两连接。此时，液压支架段即已形成完整的隔离封堵屏障，再将工作面两端进行封堵，即可将工作面风流与采空区气体进行隔离。

当需要移架时，先将待移支架的两侧顶部侧护版控制阀回液，支架顶、底部侧护版缩回，带动连杆机构缩回。此时，相邻两支架的连杆机构由相互挤靠状态变为单侧分离状态。先将一侧的本发明支架14-1移进，当另一侧的本发明支架14-2尚未前移时，相邻两连杆机构处于分离状态。此时两连杆机构间的连接帘布13将起到临时封堵作用，阻止采空区气体进入工作面。待支架前移好后，再将已移好的支架相邻侧护板给压，在顶、底侧护板相互支撑的同时，相邻两连杆机构相互靠紧，恢复到正常工作状态。

本发明自封闭式液压支架将综采工作面液压支架的空隙和相邻支架间隙有效封堵，阻断采空区的高温、高湿及有毒有害气体涌入工作面，同时阻断新鲜风流进入采空区，加之在工作面回风巷端头对采空区进行抽采，可以将采空区内高温、高湿及有毒有害气体经由抽采管道抽出，从而起到降低工作面温度、湿度的效果。

本发明通过将现有液压支架结构改造成封闭式结构，首次提出了用隔绝采空区高温高湿有毒有害气体进入综采工作面的方法，降低综采工作面温度和保证了其安全性。

Claims (8)

1.高温综采工作面自封闭式液压支架，它包括支架底座（1）、伸缩式液压立柱（2）、支架顶梁（3）、伸缩顶梁（4）、支架前折页（5）、支架后梁（6）、可伸缩侧翼护板（7）及其支架液压控制系统，其特征是：它还包括固定式幕帘（8），固定式幕帘（8）设置在伸缩式液压立柱（2）的后部，即支架顶梁（3）和支架底座（1）之间，其幕帘的上、下端分别与支架顶梁（3）、支架底座（1）连接；固定式幕帘（8）的有效高度为支架最大支撑高度，即支架底座（1）上平面至支架顶梁（3）下平面之间的距离；其宽度为：上段与支架顶梁（3）宽度同宽，下段由顶梁宽度渐变到底座宽度，渐变起点为支架后梁铰接轴心线位置起至底梁连接处。

2.根据权利要求1所述的高温综采工作面自封闭式液压支架，其特征是：在固定式幕帘（8）的中部处设置一横梁与支架后梁（6）联接，使固定式幕帘（8）与支架后梁（6）实现同步伸缩、弯曲。

3.根据权利要求1或2所述的高温综采工作面自封闭式液压支架，其特征是：它还包括伸缩式幕帘，伸缩式幕帘对称设置在支架的两侧，每侧的伸缩式幕帘均包括上连杆（9-1）、下连杆（9-2）、伸缩幕帘（12）、底座侧连杆（10）、设置在支架后梁（6）上的中部可伸缩液压装置（11-1），设置在支架底座1上的两个下部可伸缩液压装置（11-2）；底座侧连杆（10）与中部可伸缩液压装置（11-1）、下部可伸缩液压装置（11-2）的伸缩杆端通过螺栓固结；上连杆（9-1）上端与可伸缩侧翼护板（7）后端铰接，其下端与下连杆（9-2）上端铰接，并与中部可伸缩液压装置（11-1）动配合铰接，下连杆（9-2）的下端与底座侧连杆（10）后端铰接；伸缩幕帘（12）设置在上连杆（9-1）、下连杆（9-2）和固定式幕帘（8）三者形成的空间内，伸缩幕帘（12）与固定式幕帘（8）采用可拆卸式联接（保证密封性），与上连杆（9-1）和下连杆（9-2）的侧面采用压板紧固件联接。

4.根据权利要求3所述的高温综采工作面自封闭式液压支架，其特征是：它还包括连接帘布（13），连接帘布（13）设置在相邻的两个高温综采工作面自封闭式液压支架（14-1、14-2）之间，其上下两端的四角分别与两支架相邻的上连杆（9-1）和下连杆（9-2）的上下四个端头连接，两侧分别与两支架相邻的上连杆（9-1）和下连杆（9-2）的侧面或可伸缩幕帘侧翼密合联接。

5.根据权利要求1-4任一所述的高温综采工作面自封闭式液压支架，其特征是：固定式幕帘（8）、伸缩幕帘（12）和连接帘布（13）均采用高强度、阻燃、抗静电柔性胶质或布质隔温材料制作，起密闭隔温作用。

6.根据权利要求3或4任一所述的高温综采工作面自封闭式液压支架，其特征是：固定式幕帘（8）、伸缩幕帘（12）、连接帘布（13）三者相互之间通过扣接、胶合、铆接等方式连接。

7.根据权利要求1所述的高温综采工作面自封闭式液压支架，其特征是：支架顶梁（3）和支架底座（1）均为封闭式箱型结构。

8.根据权利要求7所述的高温综采工作面自封闭式液压支架，其特征是：支架顶梁（3）和支架底座（1）的箱型体后部空间用阻燃的轻质材料充填。