CN106968699A - 一种联排式顶板支护设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种联排式顶板支护设备，涉及巷道支护技术领域。所述联排式顶板支护设备，包括第一排式支架与第二排式支架，所述第二排式支架的顶梁前端超出所述第一排式支架的顶梁前端一个循环步距的距离；所述联排式顶板支护设备还包括，设置在所述第一排式支架的托梁与所述第二排式支架的托梁之间的推进组件，所述推进组件一次推进使得所述第一排式支架或所述第二排式支架前移两倍所述循环步距的距离。采用该支护设备，能够有效减少在达到相同的超前支护效果时排式支架的移动次数，简化操作过程，提高工作效率。

Description

一种联排式顶板支护设备

技术领域

本发明涉及巷道支护技术领域，特别涉及一种联排式顶板支护设备。

背景技术

挖掘作业时，例如煤矿开采，交通、水利隧道或者市政地下管廊工程，需要构建巷道或者隧道。为了保证工程人员的安全，需要在挖掘设备后方采用顶板支护设备支撑工作面顶面。

现有技术中公开了一种联排式顶板支护设备，这种联排式顶板支护设备具有两套可相对移动的排式支架，通过其中一套排式支架前移实现对巷道或隧道的超前支护，保证工作人员安全。以现有技术中的一种联排式顶板支护设备为例，参见图1-1和图1-2，所述联排式顶板支护设备由活动连接的第一排式支架1和第二排式支架2两套支架组合而成，且处于非行走的稳定状态时，第一排式支架1的顶梁端部与第二排式支架2的顶梁端部相对齐；在第一排式支架1的托梁与第二排式支架2的托梁间还设置有至少一个推进缸4，该推进缸4为排式支架行走提供动力。具体地，推进缸4推进一次使得其中一套排式支架前进一定距离，在推进缸4的作用下，该顶板支护设备可以所述距离为步距连续行走。通常将所述距离称之为循环步距。特别地，在煤矿开采技术领域，该循环步距即为循环放煤步距，同时也为该顶板支护设备可实现的超前支护的距离。当在煤矿巷道中应用上述顶板支护设备时，以第一排式支架1先前进为例：挖掘设备挖掘出了一个循环工作步距的工作面后，首先保证第二排式支架2固定不动，收缩第一排式支架1的液压支柱3，推进缸4伸长，使得第一排式支架1向前移一个循环步距，此时第一排式支架1的顶梁端部比第二排式支架2的顶梁端部超出一个循环步距，完成了支撑刚挖掘出的工作面顶板的任务，即一次工艺循环。当挖掘设备又挖掘出了一个循环工作步距的工作面后，固定第一排式支架1的液压支柱3，收缩第二排式支架2的液压支柱3，推进缸4收缩，使得第二排式支架2向前移一个循环步距，此时第二排式支架2的顶梁与第一排式支架1的顶梁再次对齐，之后再向前移动第一排式支架1一个循环步距，从而完成支撑刚挖掘出的工作面顶板的任务，即又一次工艺循环。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术中的顶板支护设备属于跟进式行走方式，每完成两个工艺循环，第一排式支架1与第二排式支架2总共需要向前移动至少3次，操作相对繁琐，工作效率低。

发明内容

为了解决现有技术中顶板支护设备行走时操作繁琐的问题，本发明实施例提供了一种联排式顶板支护设备，所述技术方案如下：

一种联排式顶板支护设备，包括第一排式支架与第二排式支架，其特征在于，所述第二排式支架的顶梁前端超出所述第一排式支架的顶梁前端一个循环步距的距离；所述联排式顶板支护设备还包括，设置在所述第一排式支架的托梁与所述第二排式支架的托梁之间的推进组件，所述推进组件一次推进使得所述第一排式支架或所述第二排式支架前进两倍所述循环步距的距离。

优选地，所述推进组件包括两个并排平行设置的推进缸，所述两个推进缸的缸筒部分固定为一体；且所述两个推进缸的活塞杆的伸长方向相背离。

优选地，所述两个推进缸的活塞杆头分别连接所述第一排式支架的托梁和所述第二排式支架的托梁。

优选地，所述推进组件包括两个沿同一轴线设置的推进缸，所述两个推进缸的活塞杆对接，且所述两个推进缸的活塞杆的伸长方向相对。

优选地，所述两个推进缸的缸筒分别与所述第一排式支架的托梁以及所述第二排式支架的托梁通过固定组件连接。

优选地，所述顶板支护设备还包括挑梁，所述挑梁与第一排式支架的顶梁端部以及所述第二排式支架的顶梁端部活动连接，用于加长所述第一排式支架和第二排式支架的顶梁长度。

优选地，所述挑梁与所述顶梁铰接，且所述挑梁可以所述铰接处为轴旋转至与所述顶梁共轴线的位置。

优选地，所述挑梁通过伸缩组件与所述顶梁连接，且所述挑梁可沿所述顶梁长度方向伸长。

优选地，所述顶板支护设备为拱形排式支架或矩形排式支架。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的联排式顶板支护设备中，第二排式支架的顶梁前端超出第一排式支架的顶梁前端一个循环步距的距离，并且推进组件一次推进使得第一排式支架或第二排式支架前进两倍循环步距的距离，从而使支护设备在两次工艺循环中，第一排式支架和第二排式支架各向前移动1次，即第一排式支架和第二排式支总共向前移动2次即可实现对挖掘设备挖掘出的两个循环步距的空顶进行支护，有效减少在达到相同的超前支护效果时排式支架的移动次数，简化操作过程，提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-1是现有技术中的联排顶板支护设备的仰视图；

图1-2是现有技术中的联排顶板支护设备的侧视图；

图2-1是本发明实施例提供的联排式顶板支护设备正常状态时的仰视图；

图2-2是本发明实施例提供的联排式顶板支护设备正常状态时的侧视图；

图3-1是本发明实施例提供的联排式顶板支护设备前进一次时的仰视图；

图3-2是本发明实施例提供的联排式顶板支护设备前进一次时的侧视图；

图4是本发明实施例提供的一种推进组件结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种推进组件结构示意图。

附图中各个标记分别为：

1.第一排式支架，11.第一排式支架的顶梁，12.第一排式支架的托梁；

2.第二排式支架，21.第二排式支架的顶梁，22.第二排式支架的托梁；

3.支柱；4.推进缸；

5.推进组件；

51.缸筒；52.活塞杆；53.连接件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例是在现有的联排式顶板支护设备的结构的基础上，通过对第一排式支架、第二排式支架之间的相对位置关系以及推进组件的改进以实现减少排式支架移动次数、简化操作过程、提高工作效率的技术效果。为了便于本领域技术人员对本发明实施例技术方案的理解，首先对第一排式支架和第二排式支架的结构作简要介绍。

参见图1-1与图1-2，第一排式支架1包括多根顶梁、连接多根顶梁并且位于顶梁下方的多根托梁以及设置在托梁下方的液压支柱3；第二排式支架2也包括多根顶梁、连接多根顶梁并且位于顶梁下方的多根托梁以及设置在托梁的下方的液压支柱3。其中，第一排式支架的顶梁11与第二排式支架的顶梁21相间排列，第一排式支架的托梁12和第二排式支架的托梁22相间排列。现有技术中联排式支护设备的具体结构可参见专利文献CN102454410A。

还需要说明的是，在本发明实施例中，以顶板支护设备行进方向为前，因此顶梁前端即为顶梁沿所述行进方向靠前的端部。

参见图2-1至图3-2，本发明实施例提供的联排式顶板支护设备，包括第一排式支架1与第二排式支架2，其中第二排式支架2的顶梁前端(即图中的左端)超出第一排式支架1的顶梁前端(即图中的左端)一个循环步距的距离；且该联排式顶板支护设备还包括设置在第一排式支架1的托梁与第二排式支架2的托梁之间的推进组件5，该推进组件5一次推进使得第一排式支架1或第二排式支架2前进(即图中向左移动)两倍循环步距的距离。

由于第二排式支架2的顶梁超前于第一排式支架1的顶梁设置，并同时增加推进组件5的推进行程，使得第一排式支架1与第二排式支架2之间始终存在上述循环步距。因此本发明实施例提供的联排式顶板支护设备具有超前、连续行走的特点。可以理解的是，在完成两次工艺循环中，本发明实施例所提供的支护设备由于具有超前连续行走的特点，因此只需各移动一次第一排式支架1和第二排式支架2，在实现对挖掘设备挖掘出的两个循环工作步距的空顶进行支护时，只需收缩两次液压支柱3。而在现有技术中支护设备完成两次工艺循环需要收缩至少三次液压支柱3。因此易于理解的是，本发明实施例所提供的排式支架减少了在完成两次工艺循环过程中排式支架的移动次数以及液压支柱3的收缩次数，简化了操作过程，缩短移动操作时间，尤其是在排式支架连续前移的过程中，该优势更为明显，可有效提高工作效率。

与现有技术中跟进式行走方式对比，本发明实施例所提供的顶板支护设备在一次工艺循环过程中，减少了移动排式支架的次数。因此在整体支护设备前进相同距离的前提下，与现有技术相比，使用本发明实施例所提供的排式支护设备能够减少一半支架移动操作，有效简化了支架移动操作过程，缩短移动操作时间，提高工作效率。同时第一排式支架1顶梁与第二排式支架2顶梁交错设置的形式还使得该顶板支护设备在正常状态下同样具有一定的超前支护能力。

通过上述对本发明实施例技术方案的阐释，可以理解的是为了实现上述技术效果增大推进组件5的行程非常必要。但与此同时还需说明，在现有技术的基础上，若仅通过将推进缸4的行程增加至两倍无法实现上述技术目标，主要原因如下：

第一、由于活塞杆伸出后推进缸的整体长度需达其行程的两倍多，因此占用了支架过多的有效长度；

第二、长缸筒的推进缸需要定制，且制造难度大、费用高；

第三、推进缸增长后在其自重影响下内摩擦力成倍增加，难以维持在巷道或隧道中的正常使用。

不难看出，通过改变推进缸4的尺寸不仅难以达到上述技术效果，同时还存在诸多弊端。因此本发明实施例提供了以下技术方案，且在以下技术方案中均采用了现有技术中常用的推进缸型号，一个推进缸的最大伸出距离为现有技术中排式支架的循环步距。

第一方案，参见图4，推进组件5包括两个并排平行设置的推进缸，两个推进缸的缸筒51部分固定为一体，且两个推进缸的活塞杆52的头部位于异侧。进一步地，两个推进缸的活塞杆52头部分别连接第一排式支架1的托梁和第二排式支架2的托梁。不难理解的是，两个推进缸的活塞杆伸出方向相背，因此在保持每一个推进缸活塞杆可伸出最大距离不变的情况下，该推进组件5的行程为两倍循环步距，如此不仅缩短了推进缸的占据支架有效空间的长度，同时也保证了推进组件5的行程长度为两倍循环步距的技术要求。

但是在上述方案中由于两个推进缸不共轴线，因此在使用过程中可能存在偏载的情况，影响其中一套排式支架的顺畅移动。为了解决偏载的问题，本发明实施例还提供了第二种方案，具体如下。

第二方案，参见图5，推进组件5包括两个沿同一轴线设置的推进缸，两个推进缸的活塞杆52头部对接。在使用时，两个推进缸在同一轴线上分别伸长或缩短，进而实现推进组件5的行程长度为两倍循环步距的技术要求。同时两个推进缸共轴线的设置避免了出现偏载。

此外，关于第二方案中推进组件5与第一排式支架1以及第二排式支架2的固定方式，分别将两个推进缸的缸筒51与第一排式支架1的托梁以及第二排式支架2的托梁通过固定组件连接。其中可选地，分别将两个缸筒51的中部与排式支架托梁固定。具体地，缸筒51的中部为缸筒51长度的1/3到2/3之间，且优选地，该中部为缸筒51的长度中点处。如此不仅减少了推进组件5占据支架的有效长度，同时还保证了推进组件5在推进过程中的稳定性。同时关于固定组件的结构不做具体限定，可在托梁下方设置安装座，并在推进缸的缸筒51两侧设置与安装座匹配的连接件53，例如铰链等，通过连接件53与安装座配合实现推进组件5与第一排式支架1和第二排式支架2的连接。

综上第二方案中推进组件5的结构不仅可以避免了推进缸不同轴线造成的偏载现象，同时也不占据支架过多的有效空间，并且利用现有的推进缸进行组合，无需特殊定制，有效克服了上述三个缺点，是本发明实施例中推进组件5优选的一种实现方式。

进一步地，由于本发明实施例中第一排式支架1与第二排式支架2交错设置，因此在遇到破碎顶板时可能存在支护设备前端支护密度稀、支护强度低的情况。为了避免上述问题的出现，本发明实施例所提供的联排式顶板支护设备还包括挑梁(图中未示出)，该挑梁与第一排式支架1的顶梁端部以及第二排式支架2的顶梁端部活动连接，用于加长顶梁的长度。且优选挑梁的长度与第一排式支架1顶梁与第二排式支架2的顶梁间的所述循环步距相同。如此即可通过该挑梁填补排式支架原本交错设置产生的空缺，避免支护力不足的情况。

其中，挑梁与顶梁的连接具有多种可能实现方式。例如，挑梁与顶梁铰接，使用时，将该梁以铰接处为轴旋转至与顶梁共轴线的位置，实现填补。或者，该挑梁通过伸缩组件与顶梁连接，例如通过滑轨、千斤顶等具有伸缩能力的组件连接。通过伸缩组件的伸长实现挑梁可沿顶梁长度方向伸展，调补空缺。

根据实际需要，可以仅在第一排式支架1的顶梁、第二排式支架2的顶梁的前端或者后端设置上述挑梁，也可以在第一排式支架1的顶梁、第二排式支架2的顶梁的前后两端均设置上述挑梁。

此外，关于该联排式顶板支护设备的整体形状亦不做具体限定。举例来说，该顶板支护设备可以为应用于拱形巷道中的拱形支架，或者为常规的矩形支架、梯形支架等。

综上，参见图2-1至图3-2，本发明实施例所提供的联排式顶板支护设备在使用时，首先提起第一排式支架1下方的全部液压支柱3，使得第一排式支架1对顶板卸载；之后通过推进组件5推动第一排式支架1向前行走两倍循环步距的距离，如此第一排式支架1的顶梁前端超出第二排式支架2的顶梁前端的距离为一个循环步距；落下第一排式支架1的液压支柱3使其恢复对顶支护，进入正常支撑状态，完成第一次工艺循环。

然后，提起第二排式支架2下方的全部液压支柱3，并通过推进组件5推动第二排式支架2向前行走两倍循环步距，之后再次固定第二排式支架2，完成第二次工艺循环。

本发明实施例所提供的联排式顶板支护设备完成两次工艺循环只需移动第一排式支架1和第二排式支架2各一次，在连续行走过程中减少排式支架移动作业量，缩短排式支架前移时间，提高工作效率，具有良好的应用与推广价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种联排式顶板支护设备，包括第一排式支架(1)与第二排式支架(2)，其特征在于，所述第二排式支架(2)的顶梁前端超出所述第一排式支架(1)的顶梁前端一个循环步距的距离；

所述联排式顶板支护设备还包括，设置在所述第一排式支架(1)的托梁与所述第二排式支架(2)的托梁之间的推进组件(5)，

所述推进组件(5)一次推进使得所述第一排式支架(1)或所述第二排式支架(2)前进两倍所述循环步距的距离。

2.根据权利要求1所述的顶板支护设备，其特征在于，所述推进组件(5)包括两个并排平行设置的推进缸，

所述两个推进缸的缸筒(51)固定为一体；且所述两个推进缸的活塞杆(52)的伸长方向相背离。

3.根据权利要求2所述的顶板支护设备，其特征在于，所述两个推进缸的活塞杆(52)分别连接所述第一排式支架(1)的托梁和所述第二排式支架(2)的托梁。

4.根据权利要求1所述的顶板支护设备，其特征在于，所述推进组件(5)包括两个沿同一轴线设置的推进缸，所述两个推进缸的活塞杆(52)对接，且所述两个推进缸的活塞杆(52)的伸长方向相对。

5.根据权利要求4所述的顶板支护设备，其特征在于，所述两个推进缸的缸筒(51)分别与所述第一排式支架(1)的托梁以及所述第二排式支架(2)的托梁通过固定组件连接。

6.根据权利要求1所述的顶板支护设备，其特征在于，所述顶板支护设备还包括挑梁，所述挑梁与所述第一排式支架(1)的顶梁端部以及所述第二排式支架(2)的顶梁端部活动连接，用于加长所述第一排式支架(1)和所述第二排式支架(2)的顶梁长度。

7.根据权利要求6所述的顶板支护设备，其特征在于，所述挑梁与所述顶梁铰接，且所述挑梁可以所述铰接处为轴旋转至与所述顶梁共轴线的位置。

8.根据权利要求6所述的顶板支护设备，其特征在于，所述挑梁通过伸缩组件与所述顶梁连接，且所述挑梁可沿所述顶梁长度方向伸长。

9.根据权利要求1所述的顶板支护设备，其特征在于，所述顶板支护设备为拱形排式支架或矩形排式支架。