CN105952489A - 抗侧压导轨滑移式超前及端头液压支架 - Google Patents

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杨辉
徐庆辉
黄昌健
杨家坤
张德华
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D23/00Mine roof supports for step- by- step movement, e.g. in combination with provisions for shifting of conveyors, mining machines, or guides therefor
    • E21D23/04Structural features of the supporting construction, e.g. linking members between adjacent frames or sets of props; Means for counteracting lateral sliding on inclined floor
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    • E21D23/06Special mine caps or special tops of pit-props for permitting step-by-step movement

Abstract

本发明公开了一种抗侧压导轨滑移式超前及端头液压支架,包括有数个收尾相接的液压支架单元,液压支架单元包括有滑移式顶梁机构、抗侧压支撑机构;滑移式顶梁机构包括有顶梁、导轨伸缩梁,顶梁为中空结构,导轨伸缩梁纵向滑动安装于顶梁内,导轨伸缩梁包括有横向间隔排列的四个开式箱体、三个闭合式箱体,开式箱体、闭合式箱体前端连接有连接箱体,本发明可以应用在综掘巷道迎头的即时支护,能够创造良好的安全环境,在综采工作面拆除时当掩护支架使用,适用性强,降低劳动强度,提高效率。

Description

抗侧压导轨滑移式超前及端头液压支架
技术领域
本发明涉及煤炭开采领域,具体属于抗侧压导轨滑移式超前及端头液压支架。
背景技术
煤炭行业在过去的黄金期,机械化并没能够得到更好的发展,智能化几乎没有发展,严重制约了煤炭行业的管理模式和发展水平。2020年我国煤炭行业将更加集中,从业人员将减少到400万以下,煤矿总数将降至4000以下。目前煤炭行业面临的严峻的经营形势,进一步发展机械化、自动化、甚至智能化是必然的紧迫选择。管理的创新,必须建立在设备更新的基础上。
我国是世界上使用煤炭最多的国家,同时也是煤炭生产规模最大的国家,而高应力和三软条件的综采工作面在机械化方面比较落后,严格意义上讲只能算半机械化。对于将来的自动化和智能化方向发展的差距很大,主要是在两巷的超前管理上,尽管目前市场上出现多种型号的两巷及端头支护设备,但都不能够适应高应力和三软条件下的支护要求。而这种条件的煤矿占的比重较大,目前这部分综采工作面两巷,及上下端头的管理依然采用原炮采工艺的管理方式,占据了综采管理工作中较大的比重;尤其是安全管理,两巷和上下端头是综采工作面安全隐患最大的区域。
两巷作业劳动强度大,工作环境差,年轻人不愿意从事这项工作,新人的培养出现了很困难的局面。以某矿调查为例,五年当中,整个采煤系统,进入两巷和上下端头作业的新人,只有两个人。另外,目前从事这项工作的人员大都年龄较大,体力和精力很快就将无法满足这项工作。如果不能从设备上寻求突破,五年以后许多高应力和三软条件的综采工作面将难以实现正常的高效回采。
对现今市场存在相关产品的分析研究:
(1)没有抗侧压的措施,没有实现全控顶支护。
(2)不能实现结构单元独立的移架。
(3)不能实现带压擦顶移架,移架过程中存在反复支护,无法解决顶底板移近量较大的问题,在围岩应力较大的情况下,往往会造成机头高度严重不足。
(4)结构相对较为复杂,生产成本较高,检修维护难度大。
(5)支护范围不足,不能有效的降低采动影响。
(6)对于U型钢和工字钢支护的巷道,抹帽作业的工作面,不能达到有效的配合使用。
(7)支护强度相对较低,原巷道支护材料损坏率较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗侧压导轨滑移式超前及端头液压支架,可以应用在综掘巷道迎头的即时支护,能够创造良好的安全环境,在综采工作面拆除时当掩护支架使用,适用性强,降低劳动强度,提高效率。该设计结构简单,加工工艺与一般煤矿用支架的加工工艺相同,能够充分利用矿机企业现有的设备进行生产。
本发明的技术方案如下:
一种抗侧压导轨滑移式超前及端头液压支架,包括有数个收尾相接的液压支架单元,液压支架单元包括有滑移式顶梁机构、抗侧压支撑机构;
所述的滑移式顶梁机构包括有顶梁2、导轨伸缩梁4,顶梁2为中空结构,导轨伸缩梁4纵向滑动安装于顶梁2内,导轨伸缩梁4包括有横向间隔排列的四个开式箱体15、三个闭合式箱体16,开式箱体15、闭合式箱体16前端连接有连接箱体14,连接箱体14外侧设有铰接头22,开式箱体15内设有内置拉移千斤顶9,内置拉移千斤顶9带动导轨伸缩梁4在顶梁2内移动,液压支架单元的铰接头22与相邻液压支架单元顶梁2相连接;
所述的抗侧压支撑机构包括有铰接于顶梁2两侧的立柱7、抗侧压护板3,立柱7下端铰接于底座1中部,抗侧压护板3内滑动设置有可伸缩侧板5,可伸缩侧板5内置有伸缩千斤顶10,伸缩千斤顶10带动可伸缩侧板5在抗侧压护板3内移动,抗侧压护板3与底座1内侧顶部之间铰接有可伸缩连杆6、底侧链接千斤顶19,抗侧压护板3上内侧壁与顶梁2下侧壁之间铰接有抗侧压千斤顶8。 所述的底座1为L型,底座1下底面、侧面分别焊接有5mm钢板18。
所述的内置拉移千斤顶9安装于控制槽12内,并通过销子20安装于顶梁2,顶梁2前端设有挡块13进行限位。
所述的抗侧压护板3与可伸缩连杆6连接处设有限位板11,控制抗侧压护板3与立柱7之间的距离。
本发明的有益技术效果:
(1)改变传统的降柱移架,移架千斤顶在底座的移架方式和结构方式,创新设计为移架千斤顶在顶梁,抬起底座,操作移架千斤顶,待移支架沿导轨擦顶滑移。解决了反复支护造成的顶板下沉量大的问题。
(2)增加了抗侧压的措施,抗侧压结构稳定有效,改变目前市场产品抗侧压不足的问题。
(3)使用可伸缩连杆进行抗偏,极大的增加了结构件的灵活,在实际应用中将有更强的适应性。
(4)分体底座“L”型,靠帮支护,提供了更大的支护空间。
(5)导轨伸缩梁的使用,可以方便的调节支护面积,推移千斤顶能够更好的抵抗冲击地压。
(6)在处理侧压,顶板压力和底板压力时,设计的结构能很好的将这些力互为作用。
(7)调整结构单元的仰俯角和左右偏转角度,能很好的适应巷道的起伏和转向。
(8)带压移架过程中,由于对顶板有较高的支护强度,能够进行有控制的挑顶的作用。
(9)内置推移千斤顶的连接方式,充分利用的空间,方便于安装。
(10)底座设计导向抗偏钢板,简化结构的同时,增加了结构件的强度。
(11)对称式的结构设计,最大限度的增加了通用性,降低维护成本。
附图说明
图1为本发明的立柱垂直时状态的主视图。
图2为本发明的立柱伸完时侧视图。
图3为本发明的串接的液压支架单元示意图。
图4为本发明的滑移式顶梁机构示意图。
图5为本发明的内置拉移千斤顶示意图。
图6为本发明的抗侧压护板与可伸缩连杆安装示意图。
图7为本发明的底座结构示意图。
具体实施方式
参见附图,一种抗侧压导轨滑移式超前及端头液压支架,包括有数个收尾相接的液压支架单元,液压支架单元包括有滑移式顶梁机构、抗侧压支撑机构;滑移式顶梁机构包括有顶梁2、导轨伸缩梁4,顶梁2为中空结构,导轨伸缩梁4纵向滑动安装于顶梁2内,导轨伸缩梁4包括有横向间隔排列的四个开式箱体15、三个闭合式箱体16,开式箱体15、闭合式箱体16前端连接有连接箱体14,连接箱体14外侧设有铰接头22,开式箱体15内设有内置拉移千斤顶9,内置拉移千斤顶带动导轨伸缩梁4在顶梁2内移动,液压支架单元的铰接头22与相邻液压支架单元顶梁2相连接,导轨伸缩梁4底面设有抗磨钢板17;抗侧压支撑机构包括有铰接于顶梁2两侧的立柱7、抗侧压护板3,立柱7下端铰接于底座1中部,抗侧压护板3内滑动设置有可伸缩侧板5,可伸缩侧板5内置有伸缩千斤顶10,伸缩千斤顶10带动可伸缩侧板5在抗侧压护板3内移动,抗侧压护板3与底座1内侧顶部之间铰接有可伸缩连杆6、底侧链接千斤顶19,抗侧压护板3上内侧壁与顶梁2下侧壁之间铰接有抗侧压千斤顶8。底座1为L型,底座1下底面、侧面分别焊接有5mm钢板18。内置拉移千斤顶9安装于控制槽12内,并通过销子20安装于顶梁2,顶梁2前端设有挡块13进行限位。抗侧压护板3与可伸缩连杆6连接处设有限位板11,控制抗侧压护板3与立柱7之间的距离。本发明的结构原理说明:
该设计主要分为三个部分,两巷沿顺槽支护全控顶支架的系统单元,跨机头机尾支护单元和上下端头的自移式全控顶支护单元,相互之间采用导轨伸缩梁链 接为一个整体系统,实现全自动移架和即时支护的目的。
2、超前支护是为生产提供足够的通风断面,设备布置空间,人行道等,增加支护强度,减缓由于回采造成的矿压显现。目前三软煤层和深层开采高应力条件下的综采工作面,依然采用铰接顶梁配合单体支护的方式,上下端头和超前顺槽支护无法实现机械化。存在以下不足和缺点:劳动强度大,安全环境差,效率低下,材料消耗较大,增加了管理成本和设备租赁成本,生产成本较高,管理模式落后等。
本发明的结构特点:
1、两巷超前管理支护单元说明
采取内伸缩式导轨伸缩梁链接,导轨滑移式走向移架,顶梁与底座通过抗侧压护板、立柱、千斤顶和可伸缩连杆链接,实现侧向抗压。整体分为:复合式顶梁、两个分体式底座、两个抗侧压护板、四个推移千斤顶、四个立柱、四个抗侧压千斤顶、四个链接顶梁与底座的千斤顶,两个可伸缩的抗偏活动连杆,四个抗侧压护板插板,一个导轨伸缩梁等构成。
(1)移架方式说明:移架前,调整立柱7、抗侧压千斤顶8和底侧链接千斤顶19,将底座1收起悬空,连同抗侧压护板3等向内收缩;然后操作本架和后一架推移千斤顶9拉移和推移动作,将待移架单元沿导轨伸缩梁4向前移动。向前拉移一个步距后,操作抗侧压千斤顶8将抗侧压护板3连同底座1等向两侧推移,直至侧板贴两帮,调整立柱7和底侧链接千斤顶19,升起立柱7,移架完成。
(2)抗侧压说明:结构由底座1、抗侧压护板3、立柱7、底侧链接千斤顶19和抗侧压千斤顶8等组成。抗侧压主要由抗侧压千斤顶8和立柱7来完成,底侧链接千斤顶19起辅助作用。抗侧压的力主要由抗侧压千斤顶8通过抗侧压护板3使其偏转对两帮施加抗侧压的力,立柱7向两侧偏移的状态,产生的水平分力通过底座与两帮接触产生的力,以及垂直分力作用于底座1而产生的静摩擦力等组成,同时底侧链接千斤顶19作用于抗侧压护板3的力也起到抗侧压的作用。见附图1所示
(3)支护空间的调节的说明:顶梁2宽度为固定宽度保证基本的宽度,通过调整抗侧压千斤顶8、立柱7、底侧链接千斤顶19等,控制底座1的位置,来完 成支护空间的调节。
(4)对顶底板起伏变化适应的说明:导轨伸缩梁4与顶梁2链接,存在间隙,可实现结构单元的高低侧向的调节,以适应顶底板起伏变化和巷道转向的要求。
(5)底座1的设计说明:底座1设计为L型,增加与底板和两帮的接触面积,方便抗侧压时向两帮的偏移。底座下底面和侧面焊接的5mm钢板18,起到导向和防滑的作用。
(6)可伸缩连杆6的设计说明:在抗偏的力不大和能满足强度的条件下,设计可伸缩连杆6,能够灵活的调整抗侧压护板3与底座1的的位置关系,保护立柱7和底侧链接千斤顶19。
(7)可伸缩侧板5的设计说明:可伸缩侧板5由四个千斤顶10和两个侧板5组成,千斤顶内置安装。通过千斤顶调节伸缩板,起到护帮、保护立柱7,及在需要的时候作为提拉的动力工具使用。另外,还对抗侧压千斤顶8作用抗侧压护板3产生的向下分力起到平衡作用,间接的提供了对顶板的支护。
(8)内置拉移千斤顶9的安装设计说明:挡块13、销子20、控制槽12,通过销子控制挡块实现千斤顶的拉移,较好的解决了千斤顶内置安装的固定问题。
(9)顶梁2下侧筋板可预留眼孔,作为起吊重物的吊挂点,和安装其他辅助设备的平台。
(10)复合式顶梁2为该结构单元实现走向移架,侧向抗压和调整支护宽度提供了足够的空间。
(11)通过立柱底侧连接千斤顶19和抗侧压千斤顶8的调整,使底座1进行侧向移动,实现对机巷转载机进行位置调整,达到与工作面运输机合理的搭接。
(12)单元与单元之间预留255mm的卸压区,侧压较大时,除了能够抗侧压外,还可以通过卸压区卸压,保证了设备的支护稳定性。
(13)当顶板破碎严重,下沉较快时,通过移架将下沉破碎的顶板切掉,通过导轨伸缩梁4导轨15、16之间的空隙21排除切掉的矸石,达到有控制的挑顶作用。
(14)抗侧压护板3与可伸缩连杆6连接处设计了限位板11,控制了抗侧压护板3与立柱7之间的距离。
(15)导轨伸缩梁4的设计说明:有四个开式箱体15,三个闭合式箱体16, 一个连接箱体14,和铰接头22组成,为了减少摩擦力,设计了抗磨钢板17。
与目前市场上产品对比,有以下优点:
(1)抗侧压能力强,能够完成抗压卸压的工作。
(2)足够的工作阻力和初撑力控制顶板下沉量,移架时采用擦顶导轨滑移,移架过程中依然对顶板有支护强度,反复支护的情况下依然能够控制顶板下沉量。
(3)能够提供多种动力工具的功能,操作简单、安全。
(4)操作灵活方便,不需要其他辅助设备和方法,能在周期来压和地质条件复杂条件下,实现正常的生产需要。
(5)能很好的适应顶板起伏变化和巷道转向的需要。
(6)有很好的抗侧压结构,在异常情况下,不需要太多的工作量,就能恢复正常。
(7)支护空间调节幅度较大,长度为1855mm~2655mm,宽度为3000mm~4750mm,可根据实际矿压情况及时调整支护空间。
(8)结构单元简单实用可靠,操作简单,满足目前我国高素质操作工严重不足的问题。
(9)能够满足机巷机电设备所需要的空间和足够的人行通道。

Claims (4)

1.一种抗侧压导轨滑移式超前及端头液压支架,其特征在于,包括有数个首尾相接的液压支架单元,液压支架单元包括有滑移式顶梁机构、抗侧压支撑机构;
所述的滑移式顶梁机构包括有顶梁、导轨伸缩梁,顶梁为中空结构,导轨伸缩梁纵向滑动安装于顶梁内,导轨伸缩梁包括有横向间隔排列的四个开式箱体、三个闭合式箱体,开式箱体、闭合式箱体前端连接有连接箱体,连接箱体外侧设有铰接头,开式箱体内设有内置拉移千斤顶,内置拉移千斤顶带动导轨伸缩梁在顶梁内移动,液压支架单元的铰接头与相邻液压支架单元顶梁相连接;
所述的抗侧压支撑机构包括有铰接于顶梁两侧的立柱、抗侧压护板,立柱下端铰接于底座中部,抗侧压护板内滑动设置有可伸缩侧板,可伸缩侧板内置有伸缩千斤顶,伸缩千斤顶带动可伸缩侧板在抗侧压护板内移动,抗侧压护板与底座内侧顶部之间铰接有可伸缩连杆、底侧链接千斤顶,抗侧压护板上内侧壁与顶梁下侧壁之间铰接有抗侧压千斤顶。
2.根据权利要求1所述的抗侧压导轨滑移式超前及端头液压支架,其特征在于,所述的底座为L型,底座下底面、侧面分别焊接有5mm钢板。
3.根据权利要求1所述的抗侧压导轨滑移式超前及端头液压支架,其特征在于,所述的内置拉移千斤顶安装于控制槽内,并通过销子安装于顶梁,顶梁前端设有挡块进行限位。
4.根据权利要求1所述的抗侧压导轨滑移式超前及端头液压支架,其特征在于,所述的抗侧压护板与可伸缩连杆连接处设有限位板,控制抗侧压护板与立柱之间的距离。
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