CN106837334A - 一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种掘支锚联合作业机组系统，包括掘进机构、超前支护自移式支架机构、随车配套支锚作业车机构、多工位锚钻变位机构。其中，超前支护自移式支架机构、随车配套支锚作业车机构与多工位锚钻变位机构三者协同作业，并在随车配套支锚作业车机构中设有履带式行走机构，使整个机组灵活性得到极大提升。本系统主要用于煤矿综掘巷道井下工程掘进、临时支护、永久锚固的协同作业，目的在于全面提高巷道掘进工作效率，降低工人劳动强度，改善井下采掘比失调、采掘衔接紧张等问题。

Description

一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统

技术领域

本发明涉及一种综掘巷道井下掘进后的支锚协同作业设备技术领域，特别是涉及一种悬臂式掘进机随车配套使用的支锚联合作业机组系统。

背景技术

几年来，我国煤炭采掘技术发展较快，虽采掘装备机械自动化程度不断提升，但其仍旧落后于综采，造成了采掘衔接紧张，亦制约了矿井实现高产高效的目标。同时针对井下掘进自动化程度仍较低的现状、采掘比失调，采掘机组自动化和智能化水平较低等问题，实现掘、支、锚工序平行协同作业意义重大。

在当前形势下，掘支锚一体化和掘进辅助机械统筹模式发展趋势已日益突显其重要性。现今常用的煤巷快速掘进、超前支护与锚固成套机组大致可分为3种:连续采煤机与锚杆台车交叉换位掘进机组、掘支锚一体化协同工作机组、悬臂式掘进机与单体钻机配套掘进机组。其中，掘支锚一体化协同工作机组机械化程度较高，可以有效改善采掘比失调、采掘衔接紧张等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统，该系统配合悬臂式掘进机将“掘、支、锚”工序归纳到一个整体机组系统中，通过对支锚联合机组的机械结构设计，完成综掘巷道下自移式超前支护与永久锚固技术的连续协同作业。

本发明的主要目的还在于提供一种基于悬臂式掘进机的多架自移式支锚联合机组系统，使之独立于悬臂式掘进机机体，成为“掘、支、锚”高效一体化、自动化的平行作业机组系统，即：掘进机在完成每个周期断面掘进工作的同时，由自移式支锚联合机组实现自移式超前支护临时支架运送功能、多自由度下永久锚固的锚钻变位功能。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种基于悬臂式掘进机的多架自移式支锚联合机组系统，包括超前支护自移式支架机构、随车配套支锚作业车机构、多工位锚钻变位机构。其中锚钻变位机械手臂与支锚作业车顶部的横向液压千斤顶连接。整个系统主要靠液压系统提供动力，也包括其他动力所完成的一切相似动作形式。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统，其中所述的超前支护自移式支架机构是由顶梁部分、护帮结构、支撑部分组成。

其中顶梁部分由顶梁主体、辅助顶梁、伸缩顶梁三部分组成。顶梁主体与辅助顶梁由液压缸连接，缸体铰接在顶梁主体中心隔板上，活塞杆与辅助顶梁铰接，依靠液压缸带动两者相互运动。辅助顶梁末端设圆形通孔，用于与伸缩顶梁连接，下部设方形孔，用于固定移架座。箱体两侧设置限位孔，限位孔在顶梁主体的位置条形孔内滑移，限制伸缩顶梁最大伸出位置。顶梁主体两端由左、右两伸缩顶梁包覆。伸缩顶梁上面开条形孔，与辅助顶梁条形锚杆孔对齐。底面外端两角设置立柱窝，与支撑立柱活塞杆铰接。末端中部镂空，与辅助顶梁的末端用销固定在一起。顶梁主体与伸缩顶梁由液压缸连接，液压缸设置在辅助顶梁两侧的箱内，缸体与顶梁主体中心隔板上的耳座铰接，活塞杆与伸缩顶梁内部耳座铰接，依靠液压缸带动两者相互运动。

其中护帮结构由护帮板、护帮千斤顶组成。每块护帮板上设有2个铰耳用于护帮千斤顶的铰接。护帮板底部设有铰接结构与支撑立柱固定一起。其主要功能是将顶板施加给支架的载荷传递至巷道两帮，实现对两帮的主动支护。

其中支撑部分由支撑立柱、移架座、底座组成。支撑立柱铰接在伸缩顶梁端部，配合护帮千斤顶承受顶板对顶梁的载荷，是支架的主要承载部件之一。支撑立柱设为单伸缩形式，其使用方便，便于维护，可靠性高。主要由立柱缸体、立柱活塞杆及各密封件组成；移架座每部支架有左、右两个移架座，由两矩形箱式柱体、横梁及一块矩形底板拼焊而成，其矩形柱体上端固定在辅助顶梁端头的矩形槽内。移架座的作用是在支撑立柱和顶梁的伸缩过程中临时支撑架体，辅助完成支架的收缩和展开过程；底座支架由四根支撑立柱支撑，为防止支架过重而导致立柱陷入底板，需要添加底座。左右各一个，每个都和两跟立柱固定为一体。每个底座都由双铰耳固定支撑立柱。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统，其中所述的随车配套支锚作业车机构是由支锚作业车机体、顶梁链传动输送机构、后置液压升降回转台三部分组成。

其中支锚作业车机体底部设计有履带式行走机构，来满足综掘巷道复杂的工况环境。其顶部设计有顶梁配合接口用来焊接顶梁链传动输送机构，方便临时支架的前移运送。

其中顶梁链传送输送机构旨在完成临时支架的运送与支撑，同时亦需满足作业车整体的平稳工作需求。其中链条与链轮较大传送比配合实现重载荷运送。顶梁后端设置有链轮控制阀来满足不同输送速度要求。同时，链条上等间距每相隔1.6m焊接有锲形块，利用锲形间隙块来承载并推动超前支护临时支架，为其提供推力来输送支架。

其中后置液压升降回转台用于满足锚钻变位机与支锚作业车的协调配合工作。后置液压升降回转台内置液压油缸可以在横向与纵向上实现距离调节以满足不同工况。同时机构底端有纵向支撑圆盘，可以用来稳固机身，为锚钻变位机械手臂提供平稳的工作环境。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统，其中所述的

多工位锚钻变位机构是由折叠式钻臂、微角调整装置、锚杆钻机组成。

其中折叠式钻臂与支锚作业车后置液压升降回转台配合使用，折叠式钻臂由钻臂前臂和后三角臂组成，后三角臂的下顶点与回转台前端铰接，上顶点与通过一液压伸缩油缸与回转台后端连接，实现钻臂在纵向的高度调节，前臂与后三角臂另一顶点铰接在同一伸缩液压油缸上，通过调节伸缩液压油缸的长度实现折叠式钻臂的伸展与折叠，可以有效缓解综掘巷道作业空间紧张的状况。

其中微角调整装置是由俯仰模块和翻转模块组成，俯仰模块与折叠式钻臂前臂铰接，前臂和俯仰模块由俯仰液压油缸相连接，通过调节俯仰液压油缸调节锚杆钻机机体的俯仰角度；俯仰模块与翻转模块相铰接，通过内置液压马达可实现两模块间的相对转动，从而调整锚杆钻机与巷道顶帮板的相对角度，保证锚钻作业的精准性；翻转模块通过液压旋转马达与锚杆钻机后端相连，液压马达的转动可实现锚杆钻机在巷道内的大角度转动，满足锚钻变位机构多工位锚钻的需求。

本发明一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统与现有技术相比，具有下列优点与有益效果：

1.本发明针对现有的技术问题，提出了一种悬臂式掘进机配套的多架自移式支锚联合机组系统，将掘进机与支锚联合机组完全空间上的分离，更具灵活性，实现了协调平行作业，使工作效率得到了极大的提高，降低了工人的劳动强度，提高了巷道支护的自动化程度；

2.本发明打破现有巷道平行作业机械的常规性，构造新颖，可用于除底板锚固外的一切锚杆支护布置形式；

3.本发明的自移式支架设计可以应用支护作业车上链传动机构将支架有效运送至掘进前方，降低了人工作业的危险性；

4.本发明可根据不同围岩情况、巷道断面形状来调整自移式支架的适应宽度。支护作业车可以根据巷道地质环境来调整作业范围。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图

图2是超前支护自移式支架机构的结构示意图

图3是随车配套支锚作业车机构的结构示意图

图4是多工位锚钻变位机构的结构示意图

图中：

1.超前支护自移式支架机构 2.随车配套支锚作业车机构

3.多工位锚钻变位机构 4.掘进机

5.顶梁主体 6.辅助顶梁

7.伸缩顶梁 8.护帮板

9.护帮千斤顶 10.支撑立柱

11.移架座 12.底座

13.支锚作业车机体 14.顶梁链传动输送机构

15.后置液压升降回转台 16.锲形块

17.折叠式钻臂 18.微角调整装置

19.锚杆钻机 20.钻臂前臂

21.后三角臂 22.俯仰模块

23.翻转模块

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

如图1所示的本发明一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统的结构示意图，由超前支护自移式支架机构(1)、随车配套支锚作业车机构(2)、多工位锚钻变位机构(3)组成。各个超前支护自移式支架(1)之间相互独立并排使用，随车配套支锚作业车(2)与掘进机(4)、自移式支架(1)之间相互独立但需联合使用。多工位锚钻变位机构(3)与支锚作业车机构(2)通过后置液压升降台连接。

如图2所示的本发明一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统的超前支护自移式支架机构的结构示意图，由顶梁主体(5)、辅助顶梁(6)、伸缩顶梁(7)、护帮板(8)、护帮千斤顶(9)、支撑立柱(10)、移架座(11)、底座(12)组成，顶梁主体(5)与辅助顶梁(6)由液压缸连接，缸体铰接在顶梁主体(5)中心隔板上，液压缸活塞杆与辅助顶梁(6)铰接，依靠液压缸带动两者相互运动。护帮板(8)底部设有铰接结构与支撑立柱(10)固定一起。移架座(11)每部自移式支架(1)设有左、右两个，其矩形柱体上端固定在辅助顶梁(6)端头的矩形槽内，用于预防来压的辅助支撑。底座(12)支架由四根支撑立柱(10)支撑，防止自移式支架(1)过重而导致支撑立柱(10)陷入底板。

如图3所示的本发明一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统的随车配套支锚作业车机构的结构示意图，由支锚作业车机体(13)、顶梁链传动输送机构(14)、后置液压升降回转台(15)组成，自移式支架(1)降落到支锚作业车机构(2)的顶梁链传动输送机构(14)的锲形块(16)间隙当中，由支锚作业车机体(13)前驱完成自移式支架(1)的运送。其中，支锚作业车机构(2)可以由电瓶箱直接作为动力提供源。

如图4所示的本发明一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统的工位锚钻变位机构的结构示意图，由折叠式钻臂(17)、微角调整装置(18)、锚杆钻机(19)组成，折叠式钻臂(17)与支锚作业车(2)后置液压升降回转台(15)配合使用，折叠式钻臂(17)分为钻臂前臂(20)和后三角臂(21)，通过简单的四连杆机构来满足折叠式钻臂(17)多自由度目的，微角调整装置(18)可分为俯仰模块(22)和翻转模块(23)，俯仰模块(22)与折叠式钻臂前臂(20)铰接，同时俯仰模块(22)与翻转模块(23)相铰接，利用不同关节处的铰接实现多工位作业的需求。

如上所述是本发明的基本构思。但是在本发明的技术领域内，只要具备最基本的知识，可以对本发明的其他可操作的实施例进行改进。在本发明中对实质性技术方案提出了专利保护请求，其保护范围应包括具有上述技术特点的一切变化方式。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统。其特征在于：包括超前支护自移式支架机构、随车配套支锚作业车机构、多工位锚钻变位机构。其中超前支护自移式支架机构包括顶梁主体、辅助顶梁、伸缩顶梁、护帮板、顶板伸缩油缸、移架座、支撑立柱油缸、底座；随车配套支锚作业车机构包括作业车顶梁、链条运送机构、前置伸缩锚杆钻臂、前置伸缩支架、纵向推进油缸、锚钻变位机械臂、后置支撑立柱、支锚作业车机体；多工位锚钻变位机构包括钻臂回转台、折叠式钻臂、微角调整装置、锚杆钻机。

2.根据权利要求1所述的一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统。其特征在于所述的自移式支锚联合联合机组与配套使用的悬臂式掘进机采用分步协同方式作业。

3.根据权利要求1所述的一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统。其特征在于其中所述的超前支护自移式支架机构中顶梁主体与辅助顶梁由液压缸连接，缸体铰接在顶梁主体中心隔板上，活塞杆与辅助顶梁铰接，依靠液压缸带动两者相互运动。

4.根据权利要求1所述的一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统。其特征在于其中所述的超前支护自移式支架机构与随车配套支锚作业车机构中，临时支架泄压降架落在支锚作业车顶部的链条运送机构的锲形块间隙中以完成临时支架的运送。

5.根据权利要求1所述的一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统。其特征在于其中所述的多工位锚钻变位机构中折叠式钻臂后端的回转台安装于支锚作业车后端的液压升降回转台基座上。

6.根据权利要求1所述的一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统。其特征在于其中所述的多工位锚钻变位机构与超前支护自移式支架机构采用分步串行作业方式。

7.根据权利要求1所述的一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统。其特征在于其中所述的多工位锚钻变位机构的钻臂采用折叠式结构，通过控制前臂与后三角臂之间的液压伸缩油缸可实现前臂与后三角臂伸展和折叠。