CN106703853A - 无反复支撑临时支护装备 - Google Patents

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郭文孝
李刚
闫殿华
周凯
李莉
宋涛
王晓峰
赵建武
杨晓明
朱天龙
张银星
王�琦
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Shanxi Tiandi Coal Mining Machinery Co Ltd
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    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明属于煤矿井下综掘面临时支护的技术领域,具体是一种无反复支撑临时支护装备。包括内支架组和外支架组,内支架组设置在外支架组内侧,内支架组包括左右两个内支架,两个内支架通过内支架组挑梁和中间支撑横梁将其左右内侧两个内支架连接为一体,内支架组挑梁铰接连接在内支架的两端;外支架组包括左右两个外支架,外支架通过外支架组挑梁和中间支撑横梁将其左右外侧外支架连接为一体,外支架挑梁铰接连接在外支架的两端。本发明可实现对顶板的无反复支撑以及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。

Description

无反复支撑临时支护装备
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,具体是一种无反复支撑临时支护装备。
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,提供一种无反复支撑临时支护装备。
本发明采取以下技术方案:一种无反复支撑临时支护装备,包括内支架组和外支架组,内支架组设置在外支架组内侧,内支架组包括左右两个内支架,两个内支架通过内支架组挑梁和中间支撑横梁将其左右内侧两个内支架连接为一体,内支架组挑梁铰接连接在内支架的两端;外支架组包括左右两个外支架,外支架通过外支架组挑梁和中间支撑横梁将其左右外侧外支架连接为一体,外支架挑梁铰接连接在外支架的两端。
进一步的,内支架和外支架结构相同,包括立柱、底座、前连杆、掩护梁、后连杆以及外支架顶梁或内支架顶梁,底座前端与立柱的一端铰接连接,立柱另一端与外支架顶梁或内支架顶梁铰接连接,底座中部分别与前连杆和后连杆的一端铰接连接,前连杆和后连杆的另一端与掩护梁铰接连接,掩护梁端部与外支架顶梁或内支架顶梁铰接连接,底座上布置有推拉油缸,推拉油缸与立柱铰接连接,立柱与外支架顶梁或内支架顶梁铰接连接,外支架顶梁或内支架顶梁与挑梁和外支架组挑梁铰接处分别布置了挑梁千斤顶。
进一步的,两个支架组和内外交替布置。当无反复支撑临时支护装置向前移架时,内外支架组交替支撑顶板,既保证顶板的及时支护,又能彼此当做稳定点,通过推移油缸,实现无反复支撑临时支护装置的迈步自移。
进一步的,内支架组中间的支撑横梁和外支架组中间的支撑横梁为矩形或拱形。能够适应不同形状的巷道。支撑横梁的宽度与钢带的宽度相近,对顶板进行临时支护时相当于钢带加锚杆对顶板的永久支护。根据巷道锚杆的排距调整支撑横梁的间距,移架过程中可实现对顶板的无反复支撑。
所述的外支架组挑梁布置与临时支护装置前端,通过挑梁千斤顶实现挑梁的下摆,人工可将片网放置于挑梁上,从而实现机械化铺网。
本发明跨骑于掘进机之上,当掘进机向前掘进时,临时支护装置需跟随掘进机向前移动,对顶板进行及时支护。支架前移时,首先升内侧支架组的四根立柱,使内侧支架组的横梁支撑顶板,伸内侧支架组的挑梁,使挑梁支撑顶板;收外侧支架组的挑梁,再降外侧支架组的左右四根立柱,直至外侧支架组的支撑横梁完全脱离顶板;通过内外支架组左右底座间的推移油缸同时推拉使外侧支架组向前移动一个推移行程;升外侧支架组的四根立柱,使外侧支架组的横梁支撑顶板,伸外侧支架的挑梁使其支撑顶板;收内侧支架组的挑梁,再降内侧支架组的左右四根立柱,直至内侧支架组的支撑横梁完全脱离顶板;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;临时支护装置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,可实现对顶板的无反复支撑,有利于矿井的顶板安全管理。
(1)铰接框架交替式支撑横梁机构,实现对顶板的不间断连续支护。
(2)根据综掘面巷道的锚杆排距,对支撑横梁的间距进行设计,可实现对顶板的无反复支撑。
(3)临时支护装置中对顶板直接支护的为支撑横梁,可根据综掘面巷道的形状(矩形、拱形等巷道),对支撑横梁进行特殊设计,实现对不同形状巷道的适应性。
(4)两组支架组内外布置,内外支架组左右底座间的推移油缸通过同时推拉使内外支架组交替向前移动,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;通过分别控制左右推移油缸,可对临时支护装置进行调偏。
(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)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:可实现对顶板的无反复支撑以及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。
本发明可根据综掘面的巷道形状,只需对支撑横梁进行特殊设计,可适应不同形状的掘进工作面,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。
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.内支架组,2.外支架组,3.外支架组挑梁,4.外侧支架组支撑横梁,5.外支架组顶梁,6.内支架组支撑横梁,7.内支架组顶梁,8.立柱,9.底座,10.前连杆,11.掩护梁,12.后连杆,13.内支架组挑梁,14.推移油缸,15.挑梁千斤顶。
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。
一种无反复支撑临时支护装备,包括内支架组1和外支架组2,内支架组1设置在外支架组2内侧,内支架组1包括左右两个内支架,两个内支架通过内支架组挑梁13和中间支撑横梁6将其左右内侧两个内支架连接为一体,内支架组挑梁13铰接连接在内支架的两端;外支架组2包括左右两个外支架,外支架通过外支架组挑梁3和中间支撑横梁4将其左右外侧外支架连接为一体,外支架组挑梁3铰接连接在外支架的两端。
所述的内支架和外支架结构相同,包括立柱8、底座9、前连杆10、掩护梁11、后连杆12以及外支架顶梁5或内支架顶梁7,底座9前端与立柱8的一端铰接连接,立柱8另一端与外支架顶梁5或内支架顶梁7铰接连接,底座9中部分别与前连杆10和后连杆12的一端铰接连接,前连杆10和后连杆12的另一端与掩护梁11铰接连接,掩护梁11端部与外支架顶梁5或内支架顶梁7铰接连接,底座9上布置有推拉油缸14,推拉油缸14与立柱铰接连接,立柱与外支架顶梁5或内支架顶梁7铰接连接,外支架顶梁5或内支架顶梁7与挑梁13和外支架组挑梁3铰接处分别布置了挑梁千斤顶15。
所述的两个支架组1和2内外交替布置。当无反复支撑临时支护装置向前移架时,内外支架组1和2交替支撑顶板,既保证顶板的及时支护,又能彼此当做稳定点,通过推移油缸14,实现无反复支撑临时支护装置的迈步自移。
内支架组中间的支撑横梁6和外支架组中间的支撑横梁4为矩形或拱形。能够适应不同形状的巷道。其宽度与钢带的宽度相近,对顶板进行临时支护时相当于钢带加锚杆对顶板的永久支护。
所述的支撑横梁4和6,根据巷道锚杆的排距调整支撑横梁4和6的间距,移架过程中可实现对顶板的无反复支撑。
无反复支撑临时支护装置与掘进机合理的配套,对巷道顶板无反复支撑,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。无反复支撑临时支护装置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中间横梁将两个顶梁连接为一体而组成,每组支架的横梁可根据巷道的形状及锚杆的排距进行实际设计,实现对不同巷道的适应性及对顶板的无反复支撑,外支架组前端布置有挑梁,可实现对顶板的超前支护及机械化铺网。内外两组支架组的左右底座上分别布置有推拉油缸。两组支架组内外交替布置,相互支撑顶板,且由于底座具有较大的接地面积,从而使内外支架组能相互形成一个可靠的支撑点,实现临时支护装置的迈步自移。
本发明可实现对巷道顶板的无反复支撑,其结构紧凑,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 (4)

1.一种无反复支撑临时支护装备,其特征在于:包括内支架组(1)和外支架组(2),内支架组(1)设置在外支架组(2)内侧,内支架组(1)包括左右两个内支架,两个内支架通过内支架组挑梁(13)和中间支撑横梁(6)将其左右内侧两个内支架连接为一体,内支架组挑梁(13)铰接连接在内支架的两端;外支架组(2)包括左右两个外支架,外支架通过外支架组挑梁(3)和中间支撑横梁(4)将其左右外侧外支架连接为一体,外支架组挑梁(3)铰接连接在外支架的两端。
2.根据权利要求1所述的无反复支撑临时支护装备,其特征在于:所述的内支架和外支架结构相同,包括立柱(8)、底座(9)、前连杆(10)、掩护梁(11)、后连杆(12)以及外支架顶梁(5)或内支架顶梁(7),底座(9)前端与立柱(8)的一端铰接连接,立柱(8)另一端与外支架顶梁(5)或内支架顶梁(7)铰接连接,底座(9)中部分别与前连杆(10)和后连杆(12)的一端铰接连接,前连杆(10)和后连杆(12)的另一端与掩护梁(11)铰接连接,掩护梁(11)端部与外支架顶梁(5)或内支架顶梁(7)铰接连接,底座(9)上布置有推拉油缸(14),推拉油缸(14)与立柱铰接连接,立柱与外支架顶梁(5)或内支架顶梁(7)铰接连接,外支架顶梁(5)或内支架顶梁(7)与挑梁(13)和外支架组挑梁(3)铰接处分别布置了挑梁千斤顶(15)。
3.根据权利要求1所述的无反复支撑临时支护装备,其特征在于:所述的两个支架组(1)和(2)内外交替布置。
4.根据权利要求1或2所述的无反复支撑临时支护装备,其特征在于:所述的内支架组中间的支撑横梁(6)和外支架组中间的支撑横梁(4)为矩形或拱形。
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