CN110307025B - 用于井下巷道掘进时的单梁式超前支护装置及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于井下巷道掘进时的单梁式超前支护装置及其实现方法，支护装置包括设置在掘进机前部伸缩臂上的支护梁，所述支护梁的下端设有支撑机构，所述支护梁内贯穿设有中空槽，所述中空槽内通过滑动连接机构连接有两个相互对称的活动筒，两个所述活动筒内均设有推移支撑机构，两个所述活动筒远离支护梁的一端均固定连接有支护侧板。本发明设置单根支护梁，单根支护梁与巷道顶板紧紧相抵，在单根支护梁上通过推移油缸带动活动筒上的支护侧板和顶锥与巷道两帮紧紧相抵，结构简单，成本低，配套简便，实现了机械化支护作业，降低了工人施工劳动强度和危险性，提高了掘进效率，可实现对巷道顶板和两帮的有效支护。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿掘进巷道支护设备技术领域，尤其涉及一种超前支护装置。
背景技术
近年来,随着我国社会的进步,经济的不断提升,推动了科学技术的发展,使煤矿巷道挖掘技术得到了飞速提升,在煤矿开采的过程中,通常都是以井下作业的方式为主,这种情况下，掘进迎头临时支护安全问题是困扰煤炭生产多年的一项技术难题，国内煤矿目前普遍使用的临时支护形式是窜管前探梁、支柱加横梁等方式，这两种方式都严重影响着掘进效率，最大的问题是仍有安全的薄弱环节。
现有技术中，将临时支护装置通过掘进机截割部以及伸缩臂的升降和左右移动机构实施巷道临时支护工艺，比如中国专利申请号为200810055579.6公开了一种掘进巷道超前支护装置，其包括有托架、紧固圈、液压千斤顶、销轴等，其超前支护装置主要通过托架等方式安装在掘进机的伸缩臂上，其利用了掘进机截割部以及伸缩臂的升降和左右移动机构实施巷道临时支护工艺，但是上述支护方式结构复杂，成本高，配套繁琐，对巷道两帮的支护效果差，为此我们提出了一种单梁式超前支护装置，用来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于井下巷道掘进时的单梁式超前支护装置，其设置单根支护梁，单根支护梁与巷道顶板紧紧相抵，在单根支护梁上通过推移油缸带动活动筒上的支护侧板和顶锥与巷道两帮紧紧相抵，结构简单，成本低，配套简便，实现了机械化支护作业，降低了工人施工劳动强度和危险性，提高了掘进效率，可实现对巷道顶板和两帮的有效支护。
本发明同时提供这种单梁式超前支护装置的实现方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于井下巷道掘进时的单梁式超前支护装置，包括设置在掘进机前部伸缩臂上的支护梁，所述支护梁的下端设有支撑机构，所述支护梁内贯穿设有中空槽，所述中空槽内通过滑动连接机构连接有两个相互对称的活动筒，两个所述活动筒内均设有推移支撑机构，两个所述活动筒远离支护梁的一端均固定连接有支护侧板，两个所述支护侧板远离活动筒的一端均设有四个顶锥，四个所述顶锥均设置为钻石形。
优选地，所述支撑机构包括固定连接在支护梁的下端侧壁上的两个第一支撑杆，两个所述第一支撑杆位于支护梁中心处的两侧且相互对称设置，两个所述第一支撑杆的两端均共同固定连接有第二支撑杆。
优选地，两个所述第一支撑杆均通过焊接的方式与支护梁的下端侧壁固定连接，两个所述第一支撑杆与两个第二支撑杆为一体成型。
优选地，所述滑动连接机构包括设置在两个活动筒相对的一端的上下两侧侧壁上的滑块，所述滑块与活动筒的侧壁固定连接，所述中空槽的内壁上设有与滑块位置相对应的滑槽，所述滑块与滑槽的内壁滑动连接，两个所述活动筒均与中空槽的内壁滑动连接。
优选地，所述推移支撑机构包括设置在两个活动筒内的推移油缸，两个所述推移油缸均与活动筒的内壁滑动连接，两个所述推移油缸相对的一端均固定连接有第一固定块，所述第一固定块通过第一锁紧螺栓固定连接在中空槽的内壁上，两个所述活动筒内靠近支护侧板的一端均设有第二固定块，两个所述推移油缸输出轴的末端均与第二固定块固定连接，所述第二固定块通过第二锁紧螺栓与活动筒固定连接。
优选地，四个所述顶锥分别设置在支护侧板的四个角处，四个所述顶锥靠近支护侧板的一端均固定连接有安装块，所述支护侧板的侧壁上设有四个安装槽，所述安装块与安装槽螺纹连接，四个所述顶锥与安装块一体成型，四个所述顶锥的侧壁上均绕其周向设置有多个条形凸起。
本发明支护装置的工作方法是：使用前，推移油缸处于收缩状态，活动筒位于支护梁的中空槽内，支护梁通过第一支撑杆和第二支撑杆放置在掘进机前部伸缩臂的上面，可对支护梁起到很好的支撑效果，提高支护梁的支撑强度和稳固性，由掘进机带着本装置进行掘进截割工作，使用时，本装置通过掘进机的伸缩臂托起至巷道顶板高度，使得支护梁与巷道顶板相抵，形成向上的托力，以实现对巷道顶板的有效支护，然后由液压系统将推移油缸伸开，两个活动筒上的支护侧板和顶锥一同在推移油缸的作用下顶至巷道两帮上，利用巷道两帮的摩擦力形成支撑与其紧紧相抵，以实现对巷道两帮的有效支护，在活动筒伸出中空槽外的过程中，活动筒上的滑块沿中空槽上的滑槽滑动，使得其伸出移动更加平稳顺畅，而四个顶锥均通过安装块与支护侧板上的四个安装槽螺纹连接，方便安装拆卸，利于更换维护，通过在支护侧板上设置四个顶锥，四个顶锥设置为钻石形，且其侧壁上设置有条形凸起，利于插入巷道两帮并增大与其之间的稳固性，极大地提高了支护效果。
本发明具有以下有益效果：
1、通过在掘进机前部伸缩臂上设置单根支护梁，结构简单，成本低，配套简便，对掘进机的改造量很小，不干扰掘进机的运动和截割作业功能，实现了机械化支护作业，降低了工人施工劳动强度和危险性，提高了掘进效率，且在支护梁的下端设置支撑机构，可对支护梁起到很好的支撑效果，提高支护梁的支撑强度和稳固性，使用时，本装置通过位于掘进机截割部的托梁支护装置托起机构托起至巷道顶板高度，使得支护梁与巷道顶板相抵，形成向上的托力，以实现对巷道顶板的有效支护；
2、通过在支护侧板上设置四个顶锥，四个顶锥设置为钻石形，且其侧壁上设置有条形凸起，利于插入巷道两帮并增大与其之间的稳固性，极大地提高了支护效果，四个顶锥均通过安装块与支护侧板上的四个安装槽螺纹连接，方便安装拆卸，利于更换维护；
3、通过设置推移支撑机构，且在两个活动筒上设置滑动连接机构，使用时，当支护梁与巷道顶板相抵，形成向上的托力，以实现对巷道顶板的有效支护，然后由液压系统将推移油缸伸开，两个活动筒上的支护侧板和顶锥一同在推移油缸的作用下顶至巷道两帮上，利用巷道两帮的摩擦力形成支撑与其紧紧相抵，以实现对巷道两帮的有效支护，在活动筒伸出中空槽外的过程中，活动筒上的滑块沿中空槽上的滑槽滑动，使得其伸出移动更加平稳顺畅。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于井下巷道掘进时的单梁式超前支护装置的结构示意图；
图2为图1中A处结构放大图；
图3为图1中B处结构放大图；
图4为本发明提出的一种用于井下巷道掘进时的单梁式超前支护装置的使用状态图。
图中：1支护梁、2中空槽、3活动筒、4支护侧板、5顶锥、6第一支撑杆、7第二支撑杆、8滑块、9滑槽、10推移油缸、11第一固定块、12第一锁紧螺栓、13第二固定块、14第二锁紧螺栓、15安装块、16条形凸起。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-4，一种用于井下巷道掘进时的单梁式超前支护装置，包括设置在掘进机前部伸缩臂上的支护梁1，由掘进机带着本装置进行掘进截割工作使用时，使用时，本装置通过位于掘进机截割部的托梁支护装置托起机构托起至巷道顶板高度，选位合理，配套简便，对掘进机的改造量很小，不干扰掘进机的运动和截割作业功能，实现了机械化支护作业，降低了工人施工劳动强度和危险性，提高了掘进效率，支护梁1的下端设有支撑机构，支护梁1内贯穿设有中空槽2，中空槽2内通过滑动连接机构连接有两个相互对称的活动筒3，两个活动筒3内均设有推移支撑机构，两个活动筒3远离支护梁1的一端均固定连接有支护侧板4，两个支护侧板4远离活动筒3的一端均设有四个顶锥5。
其中，四个顶锥5均设置为钻石形，四个顶锥5分别设置在支护侧板4的四个角处，四个顶锥5靠近支护侧板4的一端均固定连接有安装块15，支护侧板4的侧壁上设有四个安装槽，安装块15与安装槽螺纹连接，四个顶锥5与安装块15一体成型，四个顶锥5的侧壁上均绕其周向设置有多个条形凸起16，通过在支护侧板4上设置四个顶锥5，四个顶锥5设置为钻石形，且其侧壁上设置有条形凸起16，利于插入巷道两帮并增大与其之间的稳固性，极大地提高了支护效果，四个顶锥5均通过安装块15与支护侧板4上的四个安装槽螺纹连接，方便安装拆卸，利于更换维护。
其中，支撑机构包括固定连接在支护梁1的下端侧壁上的两个第一支撑杆6，两个第一支撑杆6位于支护梁1中心处的两侧且相互对称设置，两个第一支撑杆6的两端均共同固定连接有第二支撑杆7，两个第一支撑杆6均通过焊接的方式与支护梁1的下端侧壁固定连接，两个第一支撑杆6与两个第二支撑杆7为一体成型，支护梁1通过第一支撑杆6和第二支撑杆7放置在掘进机前部伸缩臂的上面，可对支护梁1起到很好的支撑效果，提高支护梁1的支撑强度和稳固性，使用时，本装置通过位于掘进机截割部的托梁支护装置托起机构托起至巷道顶板高度，使得支护梁1与巷道顶板相抵，形成向上的托力，以实现对巷道顶板的有效支护。
其中，滑动连接机构包括设置在两个活动筒3相对的一端的上下两侧侧壁上的滑块8，滑块8与活动筒3的侧壁固定连接，中空槽2的内壁上设有与滑块8位置相对应的滑槽9，滑块8与滑槽9的内壁滑动连接，两个活动筒3均与中空槽2的内壁滑动连接，在活动筒3伸出中空槽2外的过程中，活动筒3上的滑块8沿中空槽2上的滑槽9滑动，使得其伸出移动更加平稳顺畅。
其中，推移支撑机构包括设置在两个活动筒3内的推移油缸10，两个推移油缸10均与活动筒3的内壁滑动连接，两个推移油缸10相对的一端均固定连接有第一固定块11，第一固定块11通过第一锁紧螺栓12固定连接在中空槽2的内壁上，两个活动筒3内靠近支护侧板4的一端均设有第二固定块13，两个推移油缸10输出轴的末端均与第二固定块13固定连接，第二固定块13通过第二锁紧螺栓14与活动筒3固定连接，使用前，推移油缸10处于收缩状态，活动筒3位于支护梁1的中空槽2内，使用时，当支护梁1与巷道顶板相抵，形成向上的托力，以实现对巷道顶板的有效支护，然后由液压系统将推移油缸10伸开，两个活动筒3上的支护侧板4和顶锥5一同在推移油缸10的作用下顶至巷道两帮上，利用巷道两帮的摩擦力形成支撑与其紧紧相抵，以实现对巷道两帮的有效支护。
本发明中，使用前，推移油缸10处于收缩状态，活动筒3位于支护梁1的中空槽2内，支护梁1通过第一支撑杆6和第二支撑杆7放置在掘进机前部伸缩臂的上面，可对支护梁1起到很好的支撑效果，提高支护梁1的支撑强度和稳固性，由掘进机带着本装置进行掘进截割工作，使用时，本装置通过掘进机伸缩臂托起至巷道顶板高度，使得支护梁1与巷道顶板相抵，形成向上的托力，以实现对巷道顶板的有效支护，然后由液压系统将推移油缸10伸开，两个活动筒3上的支护侧板4和顶锥5一同在推移油缸10的作用下顶至巷道两帮上，利用巷道两帮的摩擦力形成支撑与其紧紧相抵，以实现对巷道两帮的有效支护，在活动筒3伸出中空槽2外的过程中，活动筒3上的滑块8沿中空槽2上的滑槽9滑动，使得其伸出移动更加平稳顺畅，而四个顶锥5均通过安装块15与支护侧板4上的四个安装槽螺纹连接，方便安装拆卸，利于更换维护，通过在支护侧板4上设置四个顶锥5，四个顶锥5设置为钻石形，且其侧壁上设置有条形凸起16，利于插入巷道两帮并增大与其之间的稳固性，极大地提高了支护效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于井下巷道掘进时的单梁式超前支护装置的实现方法，其特征在于，所述的用于井下巷道掘进时的单梁式超前支护装置包括设置在掘进机前部伸缩臂上的支护梁（1），所述支护梁（1）的下端设有支撑机构，所述支护梁（1）内贯穿设有中空槽（2），所述中空槽（2）内通过滑动连接机构连接有两个相互对称的活动筒（3），两个所述活动筒（3）内均设有推移支撑机构，所述推移支撑机构包括设置在两个活动筒（3）内的推移油缸（10），两个所述活动筒（3）远离支护梁（1）的一端均固定连接有支护侧板（4），两个所述支护侧板（4）远离活动筒（3）的一端均设有四个顶锥（5），四个所述顶锥（5）均设置为钻石形，四个所述顶锥（5）分别设置在支护侧板（4）的四个角处，四个所述顶锥（5）靠近支护侧板（4）的一端均固定连接有安装块（15），所述支护侧板（4）的侧壁上设有四个安装槽，所述安装块（15）与安装槽螺纹连接，四个所述顶锥（5）与安装块（15）一体成型，四个所述顶锥（5）的侧壁上均绕其周向设置有多个条形凸起（16）；其中：
所述支撑机构包括固定连接在支护梁（1）的下端侧壁上的两个第一支撑杆（6），两个所述第一支撑杆（6）位于支护梁（1）中心处的两侧且相互对称设置，两个所述第一支撑杆（6）的两端均共同固定连接有第二支撑杆（7）；
所述滑动连接机构包括设置在两个活动筒（3）相对的一端的上下两侧侧壁上的滑块（8），所述滑块（8）与活动筒（3）的侧壁固定连接，所述中空槽（2）的内壁上设有与滑块（8）位置相对应的滑槽（9），所述滑块（8）与滑槽（9）的内壁滑动连接，两个所述活动筒（3）均与中空槽（2）的内壁滑动连接；
上述用于井下巷道掘进时的单梁式超前支护装置的实现方法是：使用前，推移油缸（10）处于收缩状态，活动筒（3）位于支护梁（1）的中空槽（2）内，支护梁（1）通过第一支撑杆（6）和第二支撑杆（7）放置在掘进机前部伸缩臂的上面，可对支护梁（1）起到很好的支撑效果，提高支护梁（1）的支撑强度和稳固性，由掘进机带着本装置进行掘进截割工作，使用时，通过掘进机伸缩臂托起至巷道顶板高度，使得支护梁（1）与巷道顶板相抵，形成向上的托力，以实现对巷道顶板的有效支护，然后由液压系统将推移油缸（10）伸开，两个活动筒（3）上的支护侧板（4）和顶锥（5）一同在推移油缸(10)的作用下顶至巷道两帮上，利用巷道两帮的摩擦力形成支撑与其紧紧相抵，以实现对巷道两帮的有效支护，在活动筒(3)伸出中空槽(2)外的过程中，活动筒(3)上的滑块(8)沿中空槽(2)上的滑槽(9)滑动，使得其伸出移动更加平稳顺畅，而四个顶锥(5)均通过安装块(15)与支护侧板(4)上的四个安装槽螺纹连接，方便安装拆卸，利于更换维护，通过在支护侧板(4)上设置四个顶锥(5)，四个顶锥(5)设置为钻石形，且其侧壁上设置有条形凸起(16)，利于插入巷道两帮并增大与其之间的稳固性，极大地提高了支护效果。
2.根据权利要求1所述的用于井下巷道掘进时的单梁式超前支护装置的实现方法，其特征在于，两个所述第一支撑杆（6）均通过焊接的方式与支护梁（1）的下端侧壁固定连接，两个所述第一支撑杆（6）与两个第二支撑杆（7）为一体成型。
3.根据权利要求1所述的用于井下巷道掘进时的单梁式超前支护装置的实现方法，其特征在于，两个所述推移油缸（10）均与活动筒（3）的内壁滑动连接，两个所述推移油缸（10）相对的一端均固定连接有第一固定块（11），所述第一固定块（11）通过第一锁紧螺栓（12）固定连接在中空槽（2）的内壁上，两个所述活动筒（3）内靠近支护侧板（4）的一端均设有第二固定块（13），两个所述推移油缸（10）输出轴的末端均与第二固定块（13）固定连接，所述第二固定块（13）通过第二锁紧螺栓（14）与活动筒（3）固定连接。
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