CN110331996B - 一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置及工作方法，属于煤矿支护装备技术领域，装置包括支撑顶板、交叉式支撑、前探梁、前探梁轨道轮、迁移钢绳、钢带、锚杆和钢筋网，其中，交叉式支撑上端铰接于支撑顶板下方，钢带临时铺设在前探梁上，钢带设于2个支撑顶板中间，前探梁一端连续穿过前探梁轨道轮，另一端连续穿过交叉式支撑下端，前探梁轨道轮上端与锚杆固定连接，迁移钢绳穿过前探梁轨道轮挂载在前探梁圆环处，通过拉动钢绳，实现前探梁的前移。本装置的支护与移动全部采用机械结构实现，结构简单，结实耐用，在提高劳动效率的同时，又保证的工作的安全性。

Description

一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置及工作方法

技术领域

本发明涉及一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置及工作方法，属于煤矿支护装备技术领域。

背景技术

临时支护是指在永久支护没有架设之前，防治顶板冒落而架设的支护，临时支护主要是起保护施工人员安全的作用。凡是在没有架设临时支护条件下进行的作业，叫做空顶作业，这是一种严重违章的作业行为，是绝对禁止的。

虽然目前已经存在巷道掘锚一体机，但是真正全面普及还需要很长的一段路要走，考虑到掘进机更新换代的成本以及性价比，许多煤矿并未采用。目前在煤矿井下掘进巷道暴露面大多采用人工支护或者在掘进机上搭载临时支护装置两种方式进行临时支护，人工支护不仅费时而且费力工作效率及其低下，并且存在极大的危险性，在掘进机上搭载临时支护装置，必须与掘进机配套使用，受限较广，且顶梁支撑面形状固定，不能适应巷道顶部的变化。

中国专利文件(公开号CN205243541U)，公开了一种巷道掘进临时支护装置，包括U型支护棚、轨道行走系统、动力系统、挂网系统；U型支护棚包括前端U型钢管(2)、中部U型方钢(15)、后端U型钢管(16)，前端U型钢管(2)、中部U型方钢(15)、后端U型钢管(16)之间相互平行并由连接横梁(9)连接形成U型棚状支护。该装置通过在U型支护棚上搭建挂网来进行临时支护，单纯使用挂网安全性较低。在实际工况中巷道迎头并不是平的，由于掘进机并没有掘进完全，所以巷道末端存在一定坡度，且巷道中的煤矿地面复杂，该装置采用轨道行走系统，并不能对巷道暴露面起到全面的支护作用，并且安装太过费时费力。

在这种情况下，研发一种通用性高，成本低廉，安全性高的临时支护装置就显的意义重大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，其通用性强，适应复杂的巷道暴露面，成本较低，减少人工劳动强度，提高煤矿生产力，降低工作危险性。

本发明还提供上述装置的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，包括支撑顶板、交叉式支撑、前探梁、前探梁轨道轮、迁移钢绳和锚杆，其中：

交叉式支撑上端铰接于支撑顶板下方，前探梁轨道轮上端与锚杆固定连接，锚杆固定于巷道顶部，前探梁穿过前探梁轨道轮，前探梁同时穿过交叉式支撑下端，迁移钢绳穿过前探梁轨道轮与前探梁一端连接。

优选的，前探梁一端设有圆环，迁移钢绳穿过前探梁轨道轮与前探梁的圆环相连。

优选的，交叉式支撑包括框架，框架上设有轨道轮、绞杆组和卷扬机，轨道轮与前探梁滚动接触，绞杆组包括相互铰接的连杆，顶端的连杆与支撑顶板铰接，底部的连杆上设有卷扬机钢绳，卷扬机钢绳与卷扬机相连。

进一步优选的，绞杆组的数量为两个，绞杆组对称设于框架上，两个绞杆组底部的卷扬机钢绳均与卷扬机相连。

进一步优选的，卷扬机包括增距齿轮组支架、棘轮支架、棘轮、双向卷扬轴、增距齿轮组大齿轮、增距齿轮组小齿轮和卷扬手柄，增距齿轮组支架和棘轮支架上端与框架固定连接，棘轮支架下侧安装有棘轮，增距齿轮组支架下侧安装有增距齿轮组大齿轮和增距齿轮组小齿轮，增距齿轮组大齿轮和增距齿轮组小齿轮通过齿轮啮合，增距齿轮组大齿轮与棘轮通过双向卷扬轴连接，增距齿轮组小齿轮与卷扬手柄连接，卷扬手柄安装于增距齿轮组支架外侧。通过旋转卷扬手柄，转动增距齿轮组小齿轮，带动增距齿轮组大齿轮旋转，使双向卷扬轴旋转，收紧卷扬机钢绳。

进一步优选的，双向卷扬轴中间设有圆盘，圆盘两侧设有卷扬机钢绳接口。当有两根卷扬机钢绳连接在卷扬机上时，将两根钢绳分在圆盘左右两侧，避免缠绕。

进一步优选的，棘轮上方设有锁止环。通过锁止环实现卷扬机的单向转动，若想反向转动，可通过转动锁止环实现。

优选的，前探梁轨道轮包括上半部扣板、下半部支架、插销和滚轮，上半部扣板与下半部支架通过插销连接，滚轮安装于下半部支架下端。

进一步优选的，上半部扣板上设有上侧孔和下侧孔。

优选的，前探梁的数量为三个。

优选的，纯机械半自动移动式巷道临时支护装置还包括钢带，钢带通过锚杆固定在巷道顶部。

进一步优选的，钢带采用W型钢带，钢带布置至少5个眼孔。

优选的，纯机械半自动移动式巷道临时支护装置还包括钢筋网，钢筋网铺设于巷道顶面及两帮面。

进一步优选的，钢筋网的直径不小于6.3mm，相邻两个钢筋网之间通过勾连或铁丝补连。

一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置的工作方法，工作步骤如下：

当掘进机掘进一段距离后，巷道空顶暴露面增加，此时掘进机后退铺设钢筋网，在掘进方向上将至少两排锚杆固定于巷道顶部，将前探梁轨道轮安装于锚杆底部，前探梁穿过前探梁轨道轮，在锚杆前方的前探梁上铺设交叉式支撑和支撑顶板，然后转动卷扬机使交叉式支撑展开，顶起支撑顶板，支撑顶板支撑巷道顶面，相邻两个交叉式支撑之间设有钢带，使用钻锚机将锚杆穿过钢带固定在巷道岩壁上，固定钢带的锚杆作为掘进方向前方新安装的锚杆，锚杆余出一段长度为前探梁轨道轮提供安装空间，掘进机继续进行掘进。

当掘进机再掘进一段距离后，通过下拉迁移钢绳，使前探梁前移，为交叉式支撑提供后续轨道，收起交叉式支撑，推动交叉式支撑沿前探梁进入暴露面，将前探梁轨道轮安装在固定钢带的锚杆上，打开交叉式支撑，顶起支撑顶板，支撑顶板支撑新的暴露面，使用钻锚机将锚杆穿过钢带固定在巷道岩壁上，锚杆余出一段长度为后续前探梁轨道轮提供安装空间，掘进机进一步掘进，以此循环工作。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提供了一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，装置的支护与移动全部采用机械结构实现，结构简单，结实耐用，在提高劳动效率的同时，又保证的工作的安全性。

2、前探梁轨道轮既可以作为前探梁迁移的轨道，使最初前探梁的机械摩擦式迁移改为滚动摩擦式迁移，大大提高了移动速度。又可以作为拉动前探梁移动的钢绳的滑轮，使工人很少的移动就是前探梁迁移，大大节省了活动空间。

3、卷扬机上独特的圆盘两侧接口设计，实现一个转动方向带动两个方向交叉支撑的移动，减少了在相同工况下设备的体积，节约了空间。

4、交叉式支撑顶起支撑顶板，防止钻锚机工作时震动，巷道不稳定掉落石块。

附图说明

图1为一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置总装效果图

图2为一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置前探梁轨道轮结构图

图3为一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置交叉式支撑收起时结构图

图4为一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置交叉式支撑展开时结构图

图5为一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置卷扬机结构图

图6为一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置模型效果图

其中：1、钢带；2、支撑顶板；3、锚杆；4、前探梁轨道轮；5、前探梁；6、插销；7、上半部扣板；8、下半部支架；9、滚轮；10、轨道轮；11、框架；12、长连杆；13、铰接轴；14、短连杆；15、卷扬机钢绳；16、拉线轴；17、增距齿轮组支架；18、卷扬手柄；19、增距齿轮组小齿轮；20、增距齿轮组大齿轮；21、双向卷扬轴；22、棘轮；23、锁止环；24、棘轮支架；25、迁移钢绳；26、交叉式支撑。

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6所示，本发明提供一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，包括支撑顶板2、交叉式支撑26、前探梁5、前探梁轨道轮4、迁移钢绳25、钢带1和锚杆3，其中，交叉式支撑26上端铰接于支撑顶板2下方，钢带1临时铺设在前探梁上，并设于2个支撑顶板2中间，钢带1采用W型钢带，钢带规格长宽由巷道宽度决定，钢带布置5个眼孔。前探梁5穿过前探梁轨道轮4，前探梁5同时穿过交叉式支撑26下端，前探梁轨道轮4上端与锚杆3固定连接，锚杆3固定于巷道顶部，整体设有三个前探梁5，前探梁5大部分位置穿过前探梁轨道轮4，为前端的交叉式支撑26提供足够的支撑力，迁移钢绳25穿过前探梁轨道轮4挂载在前探梁5圆环处，通过拉动迁移钢绳25，实现前探梁5的前移。

实施例2：

一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，结构如实施例1所述，不同之处在于：前探梁轨道轮4包括上半部扣板7、下半部支架8、插销6和滚轮9，上半部扣板7与下半部支架8通过插销连接，滚轮9安装于下半部支架8下端，上半部扣板7设有螺纹孔，与锚杆3通过螺纹固定连接。

实施例3：

一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，结构如实施例1所述，不同之处在于：交叉式支撑26包括框架11，框架11上设有轨道轮10、绞杆组和卷扬机，轨道轮10与前探梁5滚动接触，绞杆组包括相互铰接的连杆，顶端的连杆与支撑顶板2铰接，底部的连杆上设有卷扬机钢绳，卷扬机钢绳与卷扬机相连。

实施例4：

一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，结构如实施例3所述，不同之处在于：绞杆组的数量为两个，绞杆组对称设于框架11上，两个绞杆组底部的卷扬机钢绳15均与卷扬机相连，如图4所示。

绞杆组两侧对称，且每一侧在前探梁5轴向上均设有双份结构，如图3所示，其一侧结构为，靠近支撑顶板2处安装有4个长连杆12，每2个长连杆12中间铰接，2对长连杆12通过铰接轴13进行连接，其中2个长连杆12上端铰接于支撑顶板2，与支撑顶板2连接的2个长连杆12下端各铰接1个长连杆12，最下端的2个长连杆12下端通过拉线轴16连接，中间通过铰接轴13连接，最下端的2个长连杆12中每个单独的长连杆12中间位置通过短连杆14与上端长连杆12末端连接，另一侧结构与其对称，通过交叉式支撑26的伸展，将支撑顶板2送至巷道暴露面。由于支撑顶板2有一定的面积，每一侧均在轴向上设置双份结构，对支撑顶板的作用更加平稳。

实施例5：

一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，结构如实施例1所述，不同之处在于：卷扬机中增距齿轮组支架17和棘轮支架24上端与框架11固定连接，棘轮支架24下侧安装棘轮22，增距齿轮组支架17下侧安装增距齿轮组大齿轮20和增距齿轮组小齿轮19，增距齿轮组大齿轮20和增距齿轮组小齿轮19通过齿轮啮合转动，增距齿轮组大齿轮20与棘轮22中间通过双向卷扬轴21连接，增距齿轮组小齿轮与卷扬手柄连接，卷扬手柄18安装于增距齿轮组支架外侧，锁止环23安装于棘轮22上方，通过锁止环23实现卷扬机的双向转动。当交叉式支撑26通过前探梁5滑动至巷道暴露面时，转动卷扬手柄18，通过卷杨机钢绳15牵引交叉式支撑向上支撑，将支撑顶板2送至巷道暴露面，然后将钢带7通过锚杆3固定巷道顶部，完成临时支护。

实施例6：

一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，结构如实施例1所述，不同之处在于：在临时支护装置最上方覆盖钢筋网，在搭建临时支护装置之前先在巷道暴露面搭建钢筋网，钢筋网规格长宽由巷道决定，钢筋网对接使用，相邻两块网之间采用勾连方式连接，当现场钢筋网无勾结点时，采用铁丝补连，进而避免细小碎屑的掉落。

实施例7：

一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，结构如实施例1所述，不同之处在于：上半部扣板7设有上侧孔和下侧孔两个侧孔，当需要向前继续支护时，将插销6插装在上半部扣板7下侧孔处，迁移钢绳25通过滚轮9挂载在前探梁5后侧圆环处，通过拉动迁移钢绳25，实现前探梁5的前移，前移完成后将插销6插装在上半部扣板7上侧孔处，使前探梁轨道轮4起到充当前探梁5轨道和支撑前探梁5的作用。

实施例8：

一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，结构如实施例5所述，不同之处在于：双向卷扬轴21中间设有圆盘，圆盘两侧斜对称设有两个接口，用于栓系卷扬机钢绳15，圆盘中间设有圆轴，用于缠绕卷扬机钢绳15，卷扬机钢绳15连接于两端的拉线轴16中间位置，通过转动卷扬机钢绳15带动交叉式支撑26上下移动。

实施例9：

一种如实施例1所述的纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，其工作步骤如下：

当掘进机掘进一段距离后，巷道空顶暴露面增加，此时掘进机后退铺设钢筋网，在掘进方向上将至少两排锚杆3固定于巷道顶部，将前探梁轨道轮4安装于锚杆3底部，前探梁5穿过前探梁轨道轮4，在锚杆3前方的前探梁5上铺设两个交叉式支撑26和支撑顶板2，然后转动卷扬机使交叉式支撑展开，顶起支撑顶板2，支撑顶板2支撑巷道顶面，相邻交叉式支撑26之间设置钢带1，使用钻锚机将锚杆3穿过钢带1固定在巷道岩壁上，锚杆3余出一段长度为后续前探梁轨道轮4提供安装空间，掘进机继续进行掘进。

当掘进机再掘进一段距离后，通过下拉迁移钢绳25，使前探梁5前移，为交叉式支撑26提供后续轨道，收起交叉式支撑26，推动交叉式支撑26沿前探梁5进入新的暴露面，将前探梁轨道轮4安装在固定钢带1的锚杆3上，打开交叉式支撑26，顶起支撑顶板2，支撑顶板2支撑新的暴露面，使用钻锚机将锚杆3穿过钢带1固定在巷道岩壁上，锚杆3余出一段长度为后续前探梁轨道轮4提供安装空间，掘进机进一步掘进，以此循环工作。

Claims (10)

1.一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，其特征在于，包括支撑顶板、交叉式支撑、前探梁、前探梁轨道轮、迁移钢绳和锚杆，交叉式支撑上端铰接于支撑顶板下方，前探梁轨道轮上端与锚杆固定连接，锚杆固定于巷道顶部，前探梁穿过前探梁轨道轮，前探梁同时穿过交叉式支撑下端，迁移钢绳穿过前探梁轨道轮与前探梁一端连接；

交叉式支撑包括框架，框架上设有轨道轮、绞杆组和卷扬机，轨道轮与前探梁滚动接触，绞杆组包括相互铰接的连杆，顶端的连杆与支撑顶板铰接，底部的连杆上设有卷扬机钢绳，卷扬机钢绳与卷扬机相连；

卷扬机包括增距齿轮组支架、棘轮支架、棘轮、双向卷扬轴、增距齿轮组大齿轮、增距齿轮组小齿轮和卷扬手柄，增距齿轮组支架和棘轮支架上端与框架固定连接，棘轮支架下侧安装有棘轮，增距齿轮组支架下侧安装有增距齿轮组大齿轮和增距齿轮组小齿轮，增距齿轮组大齿轮和增距齿轮组小齿轮通过齿轮啮合，增距齿轮组大齿轮与棘轮通过双向卷扬轴连接，增距齿轮组小齿轮与卷扬手柄连接，卷扬手柄安装于增距齿轮组支架外侧，双向卷扬轴中间设有圆盘，圆盘两侧设有卷扬机钢绳接口。

2.如权利要求1所述的一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，其特征在于，前探梁一端设有圆环，迁移钢绳穿过前探梁轨道轮与前探梁的圆环相连。

3.如权利要求1所述的一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，其特征在于，绞杆组的数量为两个，绞杆组对称设于框架上，两个绞杆组底部的卷扬机钢绳均与卷扬机相连。

4.如权利要求1所述的一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，其特征在于，棘轮上方设有锁止环。

5.如权利要求1所述的一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，其特征在于，前探梁轨道轮包括上半部扣板、下半部支架、插销和滚轮，上半部扣板与下半部支架通过插销连接，滚轮安装于下半部支架下端；

6.如权利要求5所述的一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，其特征在于，上半部扣板设有上侧孔和下侧孔。

7.如权利要求1所述的一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，其特征在于，前探梁的数量为三个。

8.如权利要求1所述的一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，其特征在于，纯机械半自动移动式巷道临时支护装置还包括钢带，钢带通过锚杆固定在巷道顶部，钢带采用W型钢带，钢带布置至少5个眼孔。

9.如权利要求1所述的一种纯机械半自动移动式巷道临时支护装置，其特征在于，纯机械半自动移动式巷道临时支护装置还设有钢筋网，钢筋网铺设于巷道顶面及两帮面。

10.一种如权利要求8所述的纯机械半自动移动式巷道临时支护装置的工作方法，其特征在于：

当掘进机掘进一段距离后，巷道空顶暴露面增加，在掘进方向上将至少两排锚杆固定于巷道顶部，将前探梁轨道轮安装于锚杆底部，前探梁穿过前探梁轨道轮，在锚杆前方的前探梁上铺设交叉式支撑和支撑顶板，然后转动卷扬机使交叉式支撑展开，顶起支撑顶板，支撑顶板支撑巷道顶面，相邻两个交叉式支撑之间设有钢带，使用钻锚机将锚杆穿过钢带固定在巷道岩壁上，固定钢带的锚杆作为掘进方向前方新安装的锚杆，锚杆余出一段长度为前探梁轨道轮提供安装空间，掘进机继续进行掘进；

当掘进机再掘进一段距离后，通过下拉迁移钢绳，使前探梁前移，为交叉式支撑提供后续轨道，收起交叉式支撑，推动交叉式支撑沿前探梁进入暴露面，将前探梁轨道轮安装在固定钢带的锚杆上，打开交叉式支撑，顶起支撑顶板，支撑顶板支撑新的暴露面，使用钻锚机将锚杆穿过钢带固定在巷道岩壁上，锚杆余出一段长度为后续前探梁轨道轮提供安装空间，掘进机进一步掘进，以此循环工作。

Images