CN110130966A - 一种分离式综掘巷道临时支护设备及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分离式综掘巷道临时支护设备及其应用，包括掘进机、滑移系统、转载系统和临时支护机构；其中，滑移系统安装在掘进机上，转载系统安装在滑移系统上，临时支护机构放置在转载系统上。本发明采用临时支护机构和掘进机相分离的设计形式，通过使用掘进机上的转载系统，将背负于掘进机上的临时支护机构送至巷道工作面空顶区，完成临时支护，掘进机退出临时支护机构所在区域，工人就可以在临时支护机构底部所建立的安全区域进行锚护作业。

Description

一种分离式综掘巷道临时支护设备及其应用

技术领域

本发明涉及一种分离式综掘巷道临时支护设备及其应用，属于矿井支护设备技术领域。

背景技术

目前我国煤矿综掘巷道掘进时支护已经普遍采用锚杆支护作为永久支护，而在进行锚杆支护前为防止掘进工作面顶板冒落必须进行临时支护。当前煤矿临时支护普遍采用多条前探梁沿巷道方向悬挂在顶板已支护锚杆上探至空顶区，对顶板起到护顶作用，防止冒顶造成人身伤亡事故。该支护方式缺点在于：(1)前探梁对空顶区的支护没有初撑力，安全性、可靠性差；(2)操作过程复杂，依靠手工作业，支护时间长，临时支护效率低；(3)操作人员必须进入空顶区进行架设作业，存在极大的安全隐患。

中国专利文献CN203925494U公开了一种用于煤矿高巷道的机载临时支护装置，及中国专利文献CN205654366U公开了一种综掘机机载临时支护装置，提出了掘进机机载临时支护机，可以有效解决临时前探梁存在的问题。机载临时支护机随掘进机一起推进，可有效提高临时支护的效率，加快掘进速度。该支护方式的缺点在于：由于机载临时支护装置一般置于掘进机悬臂段，在完成临时支护后，由于掘进机截割头和悬臂段的干涉，工人在临时支护装置下进行钻孔、打锚杆等锚护作业时，作业空间极其有限，不便于工人作业。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种分离式综掘巷道临时支护设备，该支护设备创造性地提出将临时支护设备与掘进机分离开来，但二者之间又能够相互配合，既起到了临时支护的作用，又不妨碍工人作业。

本发明还提供上述一种分离式综掘巷道临时支护设备的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种分离式综掘巷道临时支护设备，包括掘进机、滑移系统、转载系统和临时支护机构；其中，滑移系统安装在掘进机上，转载系统安装在滑移系统上，临时支护机构放置在转载系统上。

优选的，滑移系统包括滑动装置及推动转载系统平移的液压缸Ⅰ。

优选的，滑动装置包括直线导轨和滑块，滑块安装在直线导轨上。

优选的，滑动装置包括两条并列的直线导轨，每条直线导轨上配合安装有两个滑块。

优选的，直线导轨通过固定底座安装在掘进机上。

优选的，转载系统包括底板、液压缸Ⅱ、伸缩杆组合机构Ⅰ、伸缩杆组合机构Ⅱ和托架；底板安装在滑块上，伸缩杆组合机构Ⅰ和伸缩杆组合机构Ⅱ的底端与底板铰接，伸缩杆组合机构Ⅰ和伸缩杆组合机构Ⅱ的顶端与托架铰接；液压缸Ⅰ的两端分别与位于掘进机上的固定底座、底板铰接，液压缸Ⅱ的两端分别与底板、伸缩杆组合机构Ⅱ铰接。

优选的，伸缩杆组合机构Ⅰ和伸缩杆组合机构Ⅱ结构相同，包括伸缩杆Ⅰ、伸缩杆Ⅱ和横杆，横杆的两端分别连接伸缩杆Ⅰ和伸缩杆Ⅱ。

优选的，底板上设置有多个铰接支架，伸缩杆Ⅰ、伸缩杆Ⅱ的底端与铰接支架铰接，伸缩杆Ⅰ、伸缩杆Ⅱ的顶端与托架底部铰接。

优选的，伸缩杆Ⅰ、伸缩杆Ⅱ结构相同，包括液压缸Ⅲ、外辅助支撑和内辅助支撑，液压缸Ⅲ位于外辅助支撑内，液压缸Ⅲ的活塞杆连接内辅助支撑。

优选的，液压缸Ⅱ一端与铰接支架铰接，另一端与伸缩杆组合机构Ⅱ的横杆铰接。

优选的，临时支护机构包括顶护板、液压缸Ⅳ和支腿底座，液压缸Ⅳ的缸筒连接顶护板底部，支腿底座安装在液压缸Ⅳ的活塞杆上。

优选的，顶护板底部的四个边角各安装有一个液压缸Ⅳ。

优选的，掘进机上设置有一液压站。此设计的好处是，通过液压站为所有液压缸等装置提供工作用油。

一种分离式综掘巷道临时支护设备的工作方法，事先临时支护机构和转载系统处于收缩状态，掘进机挖掘工作完成后，在掘进机截割头和悬臂段部位形成空顶区，临时支护作业开始，包括以下步骤：

(1)液压缸Ⅱ开始作业，液压缸Ⅱ推动伸缩杆组合机构Ⅰ、伸缩杆组合机构Ⅱ向掘进机前部转动，此时托架向掘进机前部平动；

(2)液压缸Ⅰ开始作业，液压缸Ⅰ推动底板整体向前移动；

(3)液压缸Ⅲ推动内辅助支撑伸出外辅助支撑，进一步使托架带着临时支护机构向前伸进；

(4)临时支护机构的液压缸Ⅳ开始作业，使支腿底座着地，同时顶护板升起离开托架，顶护板向上顶起直至巷道顶板；

(5)转载系统回退至初始位置，然后掘进机后退直至退出临时支护机构。

本发明的有益效果在于：

1)本发明采用临时支护机构和掘进机相分离的设计形式，通过使用掘进机上的滑移系统和转载系统，将背负于掘进机上的临时支护机构送至巷道工作面空顶区，通过液压缸Ⅳ活塞杆的伸出运动，使顶护板离开托架，并与巷道顶板接顶，通过设定液压缸Ⅳ的油压对顶板施加初撑力，完成临时支护，掘进机退出临时支护机构所在区域，工人可以在临时支护机构底部所建立的安全区域进行锚护作业。

2)本发明分离式综掘巷道临时支护设备，结构设计科学合理，操作使用方便，采用分离式的临时支护机构设计，可以避免掘进机干涉临时支护机构的作业，使工人在临时支护机构下具有更为广阔的作业空间。

附图说明

图1为本发明临时支护设备工作状态示意图。

图2为本发明伸缩杆组合机构Ⅰ结构示意图。

图3为本发明临时支护设备原始状态示意图。

图4为本发明临时支护设备伸缩杆组合机构翻转时示意图。

图5为本发明临时支护设备托架伸缩系统被推出时示意图。

图6为本发明临时支护设备伸缩杆组合机构推出时示意图。

图7为本发明临时支护机构顶护板撑起时示意图。

图8为本发明架伸缩系统回到原始位置时示意图。

图中：1掘进机、2固定底座、2-1铰接支架Ⅰ、3螺栓、4直线导轨、5滑块、6液压缸Ⅰ、7液压站、8转载系统、8-1底板、8-2铰接支架Ⅱ、8-3液压缸Ⅱ、8-4伸缩杆组合机构Ⅰ、8-4-1伸缩杆Ⅰ、8-4-1-1液压缸Ⅲ、8-4-1-2外辅助支撑、8-4-1-3内辅助支撑、8-4-2伸缩杆Ⅱ、8-4-3横杆、8-5伸缩杆组合机构Ⅱ、8-6托架、8-7铰接支架Ⅲ、8-8铰接支架Ⅳ、8-9铰接支架Ⅴ、8-10铰接支架Ⅵ、9临时支护机构、9-1顶护板、9-2液压缸Ⅳ、9-3支腿底座。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1至图8所示，本实施例提供一种分离式综掘巷道临时支护设备，包括掘进机1、滑移系统、转载系统8和临时支护机构9；其中，滑移系统安装在掘进机1上，转载系统8安装在滑移系统上，临时支护机构9放置在转载系统8上。

具体而言，转载系统8与临时支护机构9为可分离式结构；滑移系统包括滑动装置及推动转载系统平移的液压缸Ⅰ6，滑动装置包括两根并列的直线导轨4和四个滑块5，每根直线导轨4上各安装有两个滑块5，直线导轨4通过固定底座2安装在掘进机上，固定底座2通过螺栓3连接固定在掘进机1的两侧表面位置。

转载系统8包括底板8-1、铰接支架Ⅱ8-2、液压缸Ⅱ8-3、伸缩杆组合机构Ⅰ8-4、伸缩杆组合机构Ⅱ8-5、托架8-6、铰接支架Ⅲ8-7、铰接支架Ⅳ8-8、铰接支架Ⅴ8-9、铰接支架Ⅵ8-10；底板8-1固定安装在四个滑块5上；液压缸Ⅰ6，分别与铰接支架Ⅰ2-1和铰接6支架Ⅱ8-2铰接；伸缩杆组合机构Ⅰ8-4，与底板8-1上表面右侧的两个铰接支架Ⅵ8-10铰接；伸缩杆组合机构Ⅱ8-5，与底板8-1上表面中间位置的两个铰接支架Ⅴ8-9铰接；液压缸Ⅱ8-3，分别与铰接支架Ⅲ8-7和铰接支架Ⅳ8-8铰接；

伸缩杆组合机构Ⅰ8-4包括伸缩杆Ⅰ8-4-1、伸缩杆Ⅱ8-4-2、横杆8-4-3；横杆8-4-3通过焊接的方式将伸缩杆Ⅰ8-4-1以及伸缩杆Ⅱ8-4-2连接起来，呈对称分布，伸缩杆Ⅰ8-4-1与伸缩杆Ⅱ8-4-2结构相同，包括液压缸Ⅲ8-4-1-1、外辅助支撑8-4-1-2、内辅助支撑8-4-1-3，液压缸Ⅲ8-4-1-1，其一端与外辅助支撑8-4-1-2内侧的底端进行固定连接，另一端与内辅助支撑8-4-1-3的一端进行固定连接，内辅助支撑8-4-1-3套在外辅助支撑8-4-1-2内侧，可沿外辅助支撑8-4-1-2内侧进行伸缩移动；伸缩杆组合机构Ⅱ8-5是基于伸缩杆组合机构Ⅰ8-4的结构基础上，在横杆一侧焊接有铰接支架Ⅳ8-8；托架8-6的铰接支架分别与伸缩杆组合机构Ⅰ8-4、伸缩杆组合机构Ⅱ8-5上端的四个铰接支架铰接。

临时支护机构9包括顶护板9-1、液压缸Ⅳ9-2、支腿底座9-3；顶护板9-1位于托架8-6上，液压缸Ⅳ9-2共4个，分别固定在顶护板9-1的四角，液压缸Ⅳ9-2的活塞杆底端焊接支腿底座9-3；掘进机上安装有液压站7，液压站7为整套设备的所有液压元件提供液压动力。液压缸Ⅰ6、液压缸Ⅱ8-3，其安装方式为上下耳环的形式。托架8-6、顶护板9-1，由方钢管焊接而成。

本实施例中，液压缸Ⅰ6，用于驱动整个底板沿直线导轨向前移动，液压缸Ⅱ8-3，用于驱动托架8-6带动临时支护机构9向掘进机前部转动，然后利用4个液压缸Ⅲ8-4-1-1驱动托架8-6带动临时支护机构9向前移动。整个分离式综掘巷道临时支护设备的工作原理，是利用液压缸Ⅰ6和液压缸Ⅱ8-3、以及液压缸Ⅲ8-4-1-1的作用将临时支护机构9放置到掘进机头部，再利用临时支护机构9自身的液压缸Ⅳ9-2实现顶升，使临时支护机构9离开托架8-6，转载系统8回复至初始位置，同时掘进机退出临时支护机构，在空顶区临时支护机构的下方工作人员作业时，不会受掘进机的干涉。

实施例2：

一种分离式综掘巷道临时支护设备的工作方法，利用实施例1的分离式综掘巷道临时支护设备，图3为整套设备的原始状态示意图，临时支护机构9以及转载系统8处于收缩状态。掘进机1挖掘工作完成后，在掘进机1截割头和悬臂段部位形成空顶区，临时支护工作开始，其具体工作过程如下：

(1)液压缸Ⅱ8-3活塞杆推出，带动由伸缩杆组合机构Ⅰ8-4、伸缩杆组合机构Ⅱ8-5、托架8-6以及底板8-1构成的平行四边形机构的曲柄(即伸缩杆组合机构Ⅱ8-5)向右转动，此时作为连杆的托架8-6向右平动，至图4所示位置。

(2)液压缸Ⅰ6活塞杆推出，推动转载系统8沿着直线导轨4向右移动，至图5所示位置。

(3)伸缩杆组合机构Ⅰ8-4和伸缩杆组合机构Ⅱ8-5中内藏的4个液压缸Ⅲ8-4-1-1活塞杆推出，推动伸缩杆组合机构Ⅰ8-4和伸缩杆组合机构Ⅱ8-5中四根内辅助支撑8-4-1-3沿外辅助支撑8-4-1-2运动，从而带动托架8-6向前移动，至图6所示位置。

(4)临时支护机构9的4个液压缸Ⅳ9-2活塞杆推出，将顶护板9-1向上顶起至巷道顶板，直至设备的设定油压后液压缸Ⅳ9-2停止工作，状态如图7所示。

(5)转载系统8回退，伸缩杆组合机构Ⅰ8-4和伸缩杆组合机构Ⅱ8-5中内藏的4根液压缸Ⅲ8-4-1-1活塞杆收回，带动内辅助支撑8-4-1-3沿外辅助支撑8-4-1-2收回；液压缸Ⅰ6活塞杆收回带动转载系统8左移至原始位置；液压缸Ⅱ8-3活塞杆收回，带动由伸缩杆组合机构Ⅰ8-4、伸缩杆组合机构Ⅱ8-5、托架8-6以及底板8-1构成的平行四边形机构向左转动，从而带动托架8-6向左平动。转载系统8回退至原始位置，如图8所示。

(6)掘进机1带动整个转载系统8回退，直至掘进机完全退出临时支护机构9为止，状态如图1所示。临时支护工作完成，后续工作人员可以在临时支护机构下方进行锚护作业。

Claims (10)

1.一种分离式综掘巷道临时支护设备，其特征在于，包括掘进机、滑移系统、转载系统和临时支护机构；其中，滑移系统安装在掘进机上，转载系统安装在滑移系统上，临时支护机构放置在转载系统上。

2.如权利要求1所述的分离式综掘巷道临时支护设备，其特征在于，滑移系统包括滑动装置及推动转载系统平移的液压缸Ⅰ。

3.如权利要求2所述的分离式综掘巷道临时支护设备，其特征在于，滑动装置包括直线导轨和滑块，滑块安装在直线导轨上。

4.如权利要求3所述的分离式综掘巷道临时支护设备，其特征在于，转载系统包括底板、液压缸Ⅱ、伸缩杆组合机构Ⅰ、伸缩杆组合机构Ⅱ和托架；底板安装在滑块上，伸缩杆组合机构Ⅰ和伸缩杆组合机构Ⅱ的底端与底板铰接，伸缩杆组合机构Ⅰ和伸缩杆组合机构Ⅱ的顶端与托架铰接；液压缸Ⅰ的两端分别与位于掘进机上的固定底座、底板铰接，液压缸Ⅱ的两端分别与底板、伸缩杆组合机构Ⅱ铰接。

5.如权利要求4所述的分离式综掘巷道临时支护设备，其特征在于，伸缩杆组合机构Ⅰ和伸缩杆组合机构Ⅱ结构相同，包括伸缩杆Ⅰ、伸缩杆Ⅱ和横杆，横杆的两端分别连接伸缩杆Ⅰ和伸缩杆Ⅱ。

6.如权利要求5所述的分离式综掘巷道临时支护设备，其特征在于，底板上设置有多个铰接支架，伸缩杆Ⅰ、伸缩杆Ⅱ的底端与铰接支架铰接，伸缩杆Ⅰ、伸缩杆Ⅱ的顶端与托架底部铰接。

7.如权利要求6所述的分离式综掘巷道临时支护设备，其特征在于，伸缩杆Ⅰ、伸缩杆Ⅱ结构相同，包括液压缸Ⅲ、外辅助支撑和内辅助支撑，液压缸Ⅲ位于外辅助支撑内，液压缸Ⅲ的活塞杆连接内辅助支撑。

8.如权利要求6所述的分离式综掘巷道临时支护设备，其特征在于，液压缸Ⅱ一端与铰接支架铰接，另一端与伸缩杆组合机构Ⅱ的横杆铰接。

9.如权利要求1所述的分离式综掘巷道临时支护设备，其特征在于，临时支护机构包括顶护板、液压缸Ⅳ和支腿底座，液压缸Ⅳ的缸筒连接顶护板底部，支腿底座安装在液压缸Ⅳ的活塞杆上。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的分离式综掘巷道临时支护设备的工作方法，事先临时支护机构和转载系统处于收缩状态，掘进机挖掘工作完成后，在掘进机截割头和悬臂段部位形成空顶区，临时支护作业开始，包括以下步骤：

(1)液压缸Ⅱ开始作业，液压缸Ⅱ推动伸缩杆组合机构Ⅰ、伸缩杆组合机构Ⅱ向掘进机前部转动，此时托架向掘进机前部平动；

(2)液压缸Ⅰ开始作业，液压缸Ⅰ推动底板整体向前移动；

(3)液压缸Ⅲ推动内辅助支撑伸出外辅助支撑，进一步使托架带着临时支护机构向前伸进；

(4)临时支护机构的液压缸Ⅳ开始作业，使支腿底座着地，同时顶护板升起离开托架，顶护板向上顶起直至巷道顶板；

(5)转载系统回退至初始位置，然后掘进机后退直至退出临时支护机构。