CN110017158A - 巷道安全保护支架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种巷道安全保护支架，包括横梁和分别支撑所述横梁的左右两端的两个高度独立可调的支腿，所述横梁与支腿固定连接，所述横梁之上安装有拱顶板组件，所述支腿包括底座、立柱、固定箱和第一限位柱，所述立柱竖直固定安装在所述底座上，所述立柱向上插入所述固定箱并与所述固定箱上下滑动连接，所述立柱的上部上下间隔设有多个第一限位孔，安装状态下所述第一限位柱穿过所述固定箱的一侧壁并插入一个所述第一限位孔实现所述立柱与所述固定箱的相对固定，所述支腿通过所述固定箱与所述横梁的左右两端固定连接。本发明能适应矿井中地面不平整的安装环境，不会因地面不平而倒塌。
Description
技术领域
本发明涉及一种采煤支架，尤其是一种巷道支架，属于采煤安全保护技术领域。
背景技术
采煤是把有价值的煤炭从地下或地表分离并运离现场。煤矿床呈层状赋存，分布范围广，储量大，煤质脆和易切割破碎，开采时常伴有水、火和瓦斯等灾害威胁，与开采其他矿藏相比，采煤技术有一些不同的特点。开采方式分露天开采、地下开采两类，通常采用机械化方法，少数用水力采煤。
采煤时需要支架作为安全保护支撑。现有的矿用支架是在矿井中承受矿山压力的构件，由顶梁和柱腿组成，可分为梯形与拱形两种。可缩性金属支架的主要类型有U型钢拱形可缩性支架，U型钢环形可缩性支架和梯形可缩性金属支架。拱形支架在我国使用广泛，特别是在巷道围岩变形量和压力较大的情况下，使用拱形支架更有其优越性。
现有的采煤支架虽然能够固定搭载采煤设备，但是在使用过程中仍然存在一定的缺陷，例如当矿井中地面不平整时，存在采煤支架因固定不够牢固稳定而倒塌的风险，因此局部区域可能无法使用现有的支架，或者需要另外制作特定结构的支架以满足特定位置巷道支撑的需要。此外，当巷道围岩发生变形时，现有采煤支架不能适应这种变形或者虽然可以通过局部的结构调整适应这种变形但调整操作非常困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种巷道安全保护支架，能适应矿井中地面不平整的安装环境，不会因地面不平而倒塌。
本发明的主要技术方案有：
一种巷道安全保护支架，包括横梁和分别支撑所述横梁的左右两端的两个高度独立可调的支腿，所述横梁与支腿固定连接，所述横梁之上安装有拱顶板组件。
所述支腿可以包括底座、立柱、固定箱和第一限位柱，所述立柱竖直固定安装在所述底座上，所述立柱向上插入所述固定箱并与所述固定箱上下滑动连接，所述立柱的上部上下间隔设有多个第一限位孔，安装状态下所述第一限位柱穿过所述固定箱的一侧壁并插入一个所述第一限位孔实现所述立柱与所述固定箱的相对固定，所述支腿通过所述固定箱与所述横梁的左右两端固定连接。
所述固定箱内可以设有竖直延伸的第一滑动轨道，所述立柱的上部固定有第一滑块，所述第一滑块与所述第一滑动轨道滑动配合。
所述支腿还可以包括第二限位柱，所述横梁的左右端部分别插入相应的所述固定箱并与所述固定箱左右滑动连接，所述横梁的左右端部各自左右间隔设有多个第二限位孔，安装状态下所述第二限位柱穿过所述固定箱的顶板并插入一个所述第二限位孔实现所述横梁与所述固定箱的相对固定。
所述固定箱的内部上方可以设有横向延伸的第二滑动轨道，所述横梁的左右端部各自固定有第二滑块，所述第二滑块与所述第二滑动轨道滑动配合。
所述拱顶板组件优选包括钢柱、固定板、活动板、隔板和推块，所述固定板的中部固定连接在所述钢柱的顶端组成T字型，所述固定板的左右两端各自连接一块所述活动板，每块所述活动板的一端与所述固定板的相应端铰接，另一端为自由端，所述推块可拆卸固定连接在所述钢柱的任意高度上，两块所述隔板的下端铰接在所述推块上，上端分别向左上方和右上方延伸并铰接在相应侧的所述活动板上。
所述钢柱上可以上下间隔设有多个第三限位孔，所述推块上设有插孔，通过一个第三限位柱与所述插孔以及不同的所述第三限位孔同时插接配合实现所述推块在所述钢柱上的多个不同高度位置上的可拆卸固定连接。
所述拱顶板组件优选旋转连接在所述横梁的中部，转动轴线竖直延伸，所述拱顶板组件与所述横梁之间利用插销角向固定。
所述钢柱的下部旋转连接在所述横梁的中部，转动轴线竖直延伸，所述钢柱的下部与所述横梁之间利用插销角向固定。
所述横梁的中部可以安装有固定块，所述钢柱的下部旋转连接在所述固定块中，所述固定块上插有插销，所述插销的端部顶在所述钢柱的下端柱面上，实现对所述钢柱的角向固定。
本发明的有益效果是：
本发明通过采用两个高度独立可调的支腿，解决了矿井中地面不平整导致原有采煤支架容易发生倒塌的问题，并且高度调节结构简单，操作方便，可以提高工作人员的工作效率。
由于左右两支腿相对所述横梁的左右位置可调，安装时，可以左右移动两支腿，因此在避开不平整地面方面更加灵活，适用性更强。
由于所述拱顶板组件可以相对所述横梁水平旋转，因此可以使所述拱顶板组件与支腿所处立面呈一夹角，安装所述巷道安全保护支架时，在保证所述拱顶板组件正确的工作位置的前提下，左右两支腿还可以前后方向移动位置，使安装位置更灵活，使本发明在不平整地面上安装使用的适应性更强。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为图1中B处的局部放大图；
图4为图1中C处的局部放大图。
附图标记：1-固定箱；2-横梁；3-第一滑动轨道；4-立柱；5-第一滑块；6-第一限位孔；7-第一限位柱；8-底座；9-第二限位孔；10-第二滑动轨道；11-第二限位柱；12-固定块；13-钢柱；14-第三限位孔；15-插销；16-第二滑块；17-固定板；18-活动板；19-隔板；20-活动轴；21-推块；22-第三限位柱；23-支撑脚。
具体实施方式
本发明公开了一种巷道安全保护支架，如图1、2、3、4所示，包括横梁2和分别支撑所述横梁的左右两端的两个高度独立可调的支腿，所述横梁与支腿固定连接，所述横梁之上安装有用于直接接触并支撑煤岩层的拱顶板组件。
所述支腿包括底座8、立柱4、固定箱1和第一限位柱7，所述立柱竖直固定安装在所述底座上。所述立柱向上插入所述固定箱并与所述固定箱上下滑动连接。所述立柱的上部上下间隔设有多个第一限位孔6，安装状态下所述第一限位柱穿过所述固定箱的一侧壁并插入一个所述第一限位孔实现所述立柱与所述固定箱的相对固定，所述支腿通过所述固定箱与所述横梁的左右两端固定连接。利用所述立柱与固定箱的上下滑动连接，可以改变所述立柱插入所述固定箱体的部分的长短，进而改变所述支腿的总高度。当需要调节时，先部分或全部抽出所述第一限位柱解除锁定，通过所述立柱与固定箱之间的上下滑移将支腿调整到需要的总高度同时固定箱上用于插入第一限位柱的插孔与立柱上某一个第一限位孔正对，再插入所述第一限位柱将所述固定箱与立柱进行相对固定，实现对调整后的支腿总高度的锁定。由于两个支腿的高度可以独立调节，例如当所述巷道安全保护支架的左支腿的安装位置的矿井地面相对右支腿低洼时，可以调节左支腿和/或右支腿的总高度，使左支腿的总高度大于右支腿至所述横梁尽量处于水平，以减少或避免所述巷道安全保护支架的左右倾覆风险。所述底座通常采用面积远大于所述立柱的横截面面积的平板，以增大所述支腿与地面的接触面积，使所述巷道安全保护支架的安装更稳固。所述底座还可以包括支撑脚23，所述支撑脚的上部固定连接在所述立柱4上，下部以多分支分散在所述底座的平板的周围或左右两侧，且其底面与所述底座的平板的底面平齐。所述支撑脚用以进一步增大所述支腿与地面的接触面积，使支腿更加稳固地支撑在地面上，降低支腿倾覆风险。
所述固定箱内可以设有竖直延伸的第一滑动轨道3，所述立柱的上部固定有第一滑块5，所述第一滑块与所述第一滑动轨道滑动配合，以实现所述立柱与所述固定箱的上下滑动连接。所述第一滑动轨道可以直接形成于所述固定箱的内部表面上，也可以是固定在所述固定箱的内部的独立的结构件，例如可以是一块独立的第一滑动轨道板。
所述支腿还可以包括第二限位柱11，所述横梁的左右端部分别插入相应的所述固定箱并与所述固定箱左右滑动连接。所述横梁的左右端部各自左右间隔设有多个第二限位孔9，安装状态下所述第二限位柱穿过所述固定箱的顶板并向下插入其中一个所述第二限位孔实现所述横梁与所述固定箱的相对固定。利用所述横梁与固定箱的左右滑动连接，可以改变两个所述支腿的左右间距，使左右两支腿可以各自根据所处地势的具体情况灵活选择合理位置安置。当需要调节时，先部分或全部抽出所述第二限位柱解除横梁与固定箱之间的锁定，通过所述横梁与固定箱之间的左右滑移将支腿对横梁的支撑点调整到需要的位置同时固定箱上用于插入第二限位柱的插孔与横梁上某一个第二限位孔正对，再插入所述第二限位柱将所述固定箱与横梁进行相对固定，实现对调整后的支腿对横梁的支撑点的锁定。
所述固定箱的内部上方可以设有横向延伸的第二滑动轨道10，所述横梁的左右端部各自固定有第二滑块16，所述第二滑块与所述第二滑动轨道滑动配合，以实现所述横梁与所述固定箱的左右滑动连接。同理，所述第二滑动轨道可以直接形成于所述固定箱的内部表面上，也可以是固定在所述固定箱的内部的独立的结构件。附图所示实施例中，固定箱内表面的侧壁上横向延伸固定设置一块第二滑动轨道板，横梁从第二滑动轨道板的上方横向插入固定箱的该侧壁，所述第二滑块固定在横梁的相应端部的下面，利用所述第二滑块所述横梁可以相对所述第二滑动轨道板左右滑移，滑移到位后，从固定箱的顶部向下插入第二限位柱，第二限位柱贯穿固定箱同时插入横梁上的某一个第二限位孔，实现对固定箱与横梁的左右相对位置的锁定。
分别支撑所述横梁的左右两端的两个支腿优选为结构左右对称。
所述拱顶板组件包括钢柱13、固定板17、活动板18、隔板19和推块21，固定板用以对顶部煤岩层起支撑作用，活动板18用以延长固定板17的支撑范围，对位于顶部煤岩层的左右两侧的煤岩层起支撑作用。所述固定板的中部固定连接在所述钢柱的顶端组成T字型。所述固定板的左右两端各自连接一块所述活动板，每块所述活动板的一端与所述固定板的相应端铰接，另一端为自由端。铰接处所述固定板与活动板共同穿插活动轴20。所述推块可拆卸固定连接在所述钢柱的任意高度上。两块所述隔板的下端铰接在所述推块上，上端分别向左上方和右上方延伸并铰接在所述活动板上，通常铰接在活动板的中部，用以支撑相应的所述活动板。工作状态下，所述固定板和两块所述活动板通常围成上小下大的梯形轮廓，与被支撑的煤岩层的巷道表面轮廓相吻合。
所述钢柱上可以上下间隔设有多个第三限位孔14，所述推块上设有插孔，通过一个第三限位柱22与所述插孔以及不同的所述第三限位孔同时插接配合可以实现所述推块在所述钢柱上的多个不同高度位置上的可拆卸固定连接。所述推块在所述钢柱上的固定高度越高，所述隔板的高度也越高，所述活动板在隔板的支撑下相对水平的倾角就越小，因此可以通过改变所述推块的高度，调整所述活动板的倾斜角度，以适应围岩的变形。
所述拱顶板组件优选为旋转连接在所述横梁的中部，转动轴线竖直延伸，由此左右两支腿所处的立面与左右两隔板所形成的立面间可以呈一夹角。工作状态下，左右两块活动板支撑相应侧的煤岩层，当隔板的正下方地面不平整时，允许将左右两支腿设置在左右隔板的正下方向前或后方偏移一定距离但相对平整的地面上，以保证所述巷道安全保护支架支撑稳固。所述拱顶板组件与所述横梁之间可以利用插销角向固定。
在本实施例中，所述横梁的中部安装有固定块12，所述钢柱的下端插入所述固定块中并与所述固定块旋转连接。所述固定块上设有销孔，所述销孔沿所述钢柱的径向延伸，通过向所述固定块上的销孔插入插销15，用插销15的端部顶住所述钢柱的下端柱面，实现对所述钢柱的角向固定。
进一步地，所述钢柱的下端可以通过环绕在钢柱下端外柱面的滚动体与所述固定块旋转连接，相应接触处为滚动摩擦，旋转起来更为顺畅。这种旋转连接可以直接利用轴承实现，也可以在所述固定块内设置环槽并在环槽内安装整圈或多半圈的滚珠、滚柱等实现。如果设置滚动体，所述销孔应避开滚动体所在的位置。
在不平整的巷道地面安装附图所示实施例的过程为：
1、选择局部相对平整的两块地面区域，分别设置左、右两支腿，使所述拱顶板组件基本上正对煤岩层的中部的平顶板。这两块区域大体上一左一右，也可以同时为一前一后的关系。在高度方向上，先拉动固定箱1上两边立柱4，使立柱4相对第一滑动轨道3滑动，拉动到所述固定板可以支撑煤岩层的平顶板的位置后，再通过立柱4上的第一限位孔6和固定箱1上的第一限位柱7，将立柱4进行限位固定。
2、沿横梁延伸方向拉动固定箱1，对两个固定箱1相对横梁的相应端的位置进行调整，相当于对两个支腿的安设位置在前述两块地面区域及其周边区域进行进一步调整，调整到位后，通过横梁2上的第二限位孔9和固定箱1上的第二限位柱11，将横梁2和固定箱1加以固定。调整后两固定箱到横梁相应端的距离尽量保持相等为宜。
3、旋转钢柱13，使两块活动板刚好转到与平顶板两侧的倾斜煤岩层正对的位置后，利用插销15将固定块12和钢柱13进行角向固定。
4、上下滑动推块21，利用隔板19将活动板18支撑起来到合适的倾斜角度，使活动板接触倾斜的煤岩层，然后将第三限位柱22插入推块21和与其正对的一个第三限位孔内，使所述活动板可靠固定。至此，所述巷道安全保护支架支设完成，开始对围岩起到保护支撑作用。
Claims (10)
1.一种巷道安全保护支架，其特征在于：包括横梁和分别支撑所述横梁的左右两端的两个高度独立可调的支腿，所述横梁与支腿固定连接，所述横梁之上安装有拱顶板组件。
2.如权利要求1所述的巷道安全保护支架，其特征在于：所述支腿包括底座、立柱、固定箱和第一限位柱，所述立柱竖直固定安装在所述底座上，所述立柱向上插入所述固定箱并与所述固定箱上下滑动连接，所述立柱的上部上下间隔设有多个第一限位孔，安装状态下所述第一限位柱穿过所述固定箱的一侧壁并插入一个所述第一限位孔实现所述立柱与所述固定箱的相对固定，所述支腿通过所述固定箱与所述横梁的左右两端固定连接。
3.如权利要求2所述的巷道安全保护支架，其特征在于：所述固定箱内设有竖直延伸的第一滑动轨道，所述立柱的上部固定有第一滑块，所述第一滑块与所述第一滑动轨道滑动配合。
4.如权利要求3所述的巷道安全保护支架，其特征在于：所述支腿还包括第二限位柱，所述横梁的左右端部分别插入相应的所述固定箱并与所述固定箱左右滑动连接，所述横梁的左右端部各自左右间隔设有多个第二限位孔，安装状态下所述第二限位柱穿过所述固定箱的顶板并插入一个所述第二限位孔实现所述横梁与所述固定箱的相对固定。
5.如权利要求4所述的巷道安全保护支架，其特征在于：所述固定箱的内部上方设有横向延伸的第二滑动轨道，所述横梁的左右端部各自固定有第二滑块，所述第二滑块与所述第二滑动轨道滑动配合。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的巷道安全保护支架，其特征在于：所述拱顶板组件包括钢柱、固定板、活动板、隔板和推块，所述固定板的中部固定连接在所述钢柱的顶端组成T字型，所述固定板的左右两端各自连接一块所述活动板，每块所述活动板的一端与所述固定板的相应端铰接，另一端为自由端，所述推块可拆卸固定连接在所述钢柱的任意高度上，两块所述隔板的下端铰接在所述推块上，上端分别向左上方和右上方延伸并铰接在相应侧的所述活动板上。
7.如权利要求6所述的巷道安全保护支架，其特征在于：所述钢柱上上下间隔设有多个第三限位孔，所述推块上设有插孔，通过一个第三限位柱与所述插孔以及不同的所述第三限位孔同时插接配合实现所述推块在所述钢柱上的多个不同高度位置上的可拆卸固定连接。
8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的巷道安全保护支架，其特征在于：所述拱顶板组件旋转连接在所述横梁的中部，转动轴线竖直延伸，所述拱顶板组件与所述横梁之间利用插销角向固定。
9.如权利要求6或7所述的巷道安全保护支架，其特征在于：所述钢柱的下部旋转连接在所述横梁的中部，转动轴线竖直延伸，所述钢柱的下部与所述横梁之间利用插销角向固定。
10.如权利要求9所述的巷道安全保护支架，其特征在于：所述横梁的中部安装有固定块，所述钢柱的下部旋转连接在所述固定块中，所述固定块上插有插销，所述插销的端部顶在所述钢柱的下端柱面上，实现对所述钢柱的角向固定。
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