CN110593921B - 一种防护式工作面的回撤装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防护式工作面的回撤装置及其使用方法，包括底座，所述底座下方安装有四滚轮，所述四滚轮前侧均安装有底座支撑装置，所述底座支撑装置包括支撑架和限位器，所述底座两侧安装有两起重支柱，所述两起重支柱上方通过焊接连接拱形承重梁板，所述拱形承重梁板下方安装有横向伸缩液压杆，所述拱形承重梁板下方安装有应急防护装置，所述底座前端安装有机械手臂，包括机械手左臂和机械手右臂，所述机械手左臂和机械手右臂安装于所述底座左侧和右侧，本发明提供的一种防护式工作面的回撤装置，提供一种更高效、更实用的综采回撤装置，可以直接一次抽出液压支架，替代了工作面回撤期间的单体支柱人工支护，同时保证了支护强度。
Description
技术领域
本发明属于矿产开采领域，具体地涉及一种防护式工作面的回撤装置及其使用方法。
背景技术
煤矿综合采煤方式的应用大大提高了采煤量和回采率，而综采设备必须回收再利用，再工作面回撤设备的过程中由于落后的回撤工艺、工序，特别是液压支架的回撤过程中，造成安全隐患，作业效率低下，人员劳动强度大，材料浪费大等问题，目前，我矿综采工作面的撤除采用绞车为主要工具，撤出时使用绞车配合回头轮将液压支架从工作面中拉出，在该过程中回头轮安装、回撤、搬运过程费时费力，支架拉移过程工序繁琐，在液压支架回撤期间，受力三角区内需用单体支柱超前支护，严重影响工作面回撤时间，增加工作面安全压力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防护式工作面的回撤装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题，提供一种更高效、更实用的综采回撤装置，可以直接一次抽出液压支架，替代了工作面回撤期间的单体支柱人工支护，同时保证了支护强度。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防护式工作面的回撤装置，包括底座，所述底座下方安装有四滚轮，所述四滚轮前侧均安装有底座支撑装置，所述底座支撑装置包括支撑架和限位器，所述底座两侧安装有两起重支柱，所述两起重支柱上方通过焊接连接拱形承重梁板，所述拱形承重梁板下方安装有横向伸缩液压杆，所述拱形承重梁板与所述两起重支柱间安装有应急防护装置，所述应急防护装置通过单组份聚氨酯粘结剂紧贴拱形承重梁板两侧和上侧安装，所述拱形承重梁板下方的所述底座上安装有急救箱，所述拱形承重梁板后端安装有混凝土泵管，所述底座前端安装有机械手臂，包括机械手左臂和机械手右臂，所述机械手左臂安装于所述底座左侧，所述机械手右臂安装于所述底座右侧，所述机械手左臂与所述机械手右臂上方安装均安装有支撑横板，所述两起重支柱之间安装有除尘喷洒装置。；通过应急防护装置可以在出现紧急情况时，工作人员可以立刻躲进拱形承重梁板下的防护装置内，等待救援，增加了在发生矿洞坍塌时的生存率，应急防护装置可容纳3人或者4人或者5人在装置内生存15-30天，这样就可以为救灾人员赢得时间，通过各部位的相互配合，快速的完成工作面的回撤操作，使用拱形承重梁板，主要是在承重压力时，可以减少上方煤矿的压力，使通道更加安全，而且操作空间不受影响，所述机械手臂还可以在巷道上方出现断裂时，支撑上方工作面防止事故的发生，进而进行后期补救，这种情况发生机械手臂可以做应急处理，且发出报警警示，便于技术人员进行迅速赶到事发巷道。
优选的，所述应急防护装置包括软接触塑料、氧气罩、氧气管和氧气包，所述软接触塑料为空心塑料，所述软接触塑料与所述拱形承重梁板通过单组份聚氨酯粘结剂粘接安装，所述氧气包安装于所述软接触塑料内部，所述氧气罩通过所述氧气管与所述氧气包连接，所述氧气罩数量3-5个；在出现事故后防止人员在防护装置内出现与设备间的硬接触，加入软接触塑料紧贴在拱形承重梁板上，这样可以在晃动时，避免人员的二次受伤，且软接触塑料内部放有硅胶材质的氧气包，通过氧气包提供人员的呼吸。
优选的，所述横向可伸缩液压杆安装有限位装置，所述限位装置包括前置限位和后置限位，所述前置限位和后置限位之间距离3-5厘米；同样的在两侧岩壁承重的同时，也通过混凝土的注入凝固达到不使用液压支架，就可以完成支撑作用，节约液压支撑杆使用，增加液压杆的使用频率，减少设备浪费，增加设备利用率。
优选的，所述支撑架包括液压杆和支撑板，所述限位器安装于所述液压杆上，所述液压杆可伸缩距离为40-70厘米，所述支撑板通过焊接安装在液压杆下方，所述支撑板为正方形，所述支撑板厚度5-8厘米，所述支撑板面积400-900平方厘米；通过液压杆和支撑板可以将回撤装置撑起，为导轨的前移做准备，在支撑过程中，由于在矿井中土质有坚硬地面也有松散地面，为防止在支撑过程中出现液压杆陷入地面中，加入支撑板，支撑板承受整个回撤装置的重力，所以支撑板的厚度根据回撤装置的重力设定5-8厘米，支撑板的面积为400-900平方厘米。
优选的，所述氧气罩下端安装有二氧化碳管，所述二氧化碳管与所述氧气罩之间安装有逆回塞，所述氧气罩上端安装有氧气管，所述氧气管与所述氧气罩之间安装有反向逆回塞，所述二氧化碳管一端连接有制氧包，所述制氧包内装有过氧化钠，所述制氧包安装于所述软接触塑料内底部，通过所述过氧化钠与所述二氧化碳管内的二氧化碳反应生成氧气,所述制氧包一端与所述氧气包通过连接管连接，所述制氧包内过氧化钠为2-5千克；氧气罩内安装的二氧化碳管可以将人员呼出的二氧化碳气体输送到制氧包中，通过二氧化碳与氧气包内的过氧化钠反应生成氧气，输送到氧气包内，在人员吸氧时反向逆回塞防止人员呼出的二氧化碳进入氧气管，当人员吸完氧气呼出二氧化碳时，二氧化碳的逆回塞打开，二氧化碳进入二氧化碳管，逆回塞防止二氧化碳的返回，通过人员的吸氧，氧气包提供氧气，人员呼出的二氧化碳进入制氧包制取氧气，使人员的氧气量增加，进而增加人员的存活时间。
优选的，所述氧气包成片状形状，所述氧气包为硅胶材质，所述氧气包可承受0.5-0.7兆帕的压力；氧气包使用硅胶材质可以在人员出现挤压时氧气包不会出现挤爆现象，承受压力可0.5-0.7兆帕，足够应对人员或者设备的挤压。
优选的，所述除尘喷洒装置包括喷头和压力喷管，所述喷头下方安装有旋转横杆，所述压力喷管压力范围为1.5-2.5兆帕；在采煤面回撤工程中，产生大量的粉尘和煤灰，造成大量工人得疾病，造成工人职业病，使用除尘喷洒装置降低粉尘煤灰的扬起，减少工人的得病率。
优选的，所述机械手左臂与所述机械手右臂包括抓手、摇摆臂、支撑臂和伸缩臂，所述支撑横板通过螺栓安装于所述支撑臂上端，所述抓手通过伺服电机和谐波减速器安装于所述摇摆臂前端，所述摇摆臂通过圆柱滚珠轴承安装于所述支撑臂前端，所述支撑臂通过圆柱滚珠轴承安装于所述伸缩臂前端，所述伸缩臂后端通过螺栓固定在所述底座上；通过机械手左臂和机械手右臂的完成液压支架的回撤操作，同时在进行回撤装置自移动时，通过机械手左臂与所述机械手右臂的相互配合，完成两导轨的前移操作，不断的进行回撤工作，不会因为前方没有导轨而不能前行。
优选的，一种防护式工作面的回撤装置的使用方法，包括以下步骤：
S1：在工作面回撤过程中，通过所述机械手左臂与所述机械手右臂，进行液压支架的回撤操作，通过所述抓手抓住液压支架通过收缩臂收缩，进行回撤操作，所述抓手通过摇摆臂的旋转，将液压支架转移到底座上，通过所述机械手左臂和所述机械手右臂同时工作，加快了液压支架的回撤速度，在此过程中会产生大量的粉尘和煤灰，此时所述除尘喷洒装置通过压力喷管使所述喷头喷水，降低粉尘煤灰的发生；
S2:将液压支架提拉出后，所述底座向前移动，所述拱形承重梁板通过所述两承重支柱的举升顶住上方操作面，此时所述混凝土泵抽取混凝土，注入所述拱形承重梁板与工作面之间，通过注入混凝土夯实，在通过所述两承重支柱下降进一步注入混凝土，注入所述混凝土5-10厘米厚，完成操作；
S3：在此过程中，所述横向伸缩液压杆后方缩减，混凝土注入两侧岩壁中，当混凝土注入厚3-5厘米时，停止注入，完成工作面的回撤工作，进而巩固了操作巷道的安全，如遇到紧急情况，可在拱形承重梁板下方的应急防护装置进行紧急避难，应急防护装置主要提供旷工在出现紧急情况时所需要的氧气、急救药品、水食物等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供一种更高效、更实用的综采回撤装置，可以直接一次抽出液压支架，替代了工作面回撤期间的单体支柱人工支护，同时保证了支护强度。
附图说明
图1为本发明采煤工作面的回撤装置结构示意图。
图2为本发明拱形承重梁板结构示意图。
图3为本发明氧化罩结构示意图。
附图标记：1、机械手左臂，2、支撑架，3、支撑板，4、限位器，5、底座，6、滚轮，7、混凝土泵管，8、两起重支柱，9、可伸缩液压杆，10、混凝土泵机，11、混凝土泵池，12、压力喷管，13、限位开关，14、上限位，15、下限位，16、拱形承重梁板，17、横向可伸缩液压杆，18、限位装置，19、前置限位，20、后置限位，21、机械右臂，22、喷头,23、电动机，24、抓手，25、摇摆臂，26、支撑臂，27、支撑横板，28、伸缩臂，29、液压杆，30、氧气包，31、氧气管，32、二氧化碳管，33、氧气罩，34、制氧包，35、急救箱，36、软接触塑料，37、逆回塞，38、反向逆回塞。
具体实施方式
下面内容结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
如图1和图2所示一种防护式工作面的回撤装置，包括底座5，所述底座下方安装有四滚轮6，所述滚轮6前侧均安装有底座支撑装置，所述底座支撑装置包括支撑架2和限位器4，所述底座5两侧安装有两起重支柱8，所述两起重支柱8上方通过焊接连接拱形承重梁板16，所述拱形承重梁板16下方安装有横向伸缩液压杆17，所述拱形承重梁板16与所述两起重支柱8间安装有应急防护装置，所述应急防护装置通过单组份聚氨酯粘结剂紧贴拱形承重梁板16两侧和上侧安装，所述拱形承重梁板16下方的所述底座上安装有急救箱35，所述拱形承重梁板16后端安装有混凝土泵管，所述底座前端安装有机械手臂，包括机械手左臂1和机械手右臂21，所述机械手左臂1安装于所述底座5左侧，所述机械手右臂21安装于所述底座5右侧，所述机械手左臂1与所述机械手右臂21上方安装均安装有支撑横板27，所述两起重支柱之间安装有除尘喷洒装置。；通过应急防护装置可以在出现紧急情况时，工作人员可以立刻躲进拱形承重梁板下的防护装置内，等待救援，增加了在发生矿洞坍塌时的生存率，应急防护装置可容纳3人或者4人或者5人在装置内生存15-30天，这样就可以为救灾人员赢得时间，通过各部位的相互配合，快速的完成工作面的回撤操作，使用拱形承重梁板，主要是在承重压力时，可以减少上方煤矿的压力，使通道更加安全，而且操作空间不受影响，所述机械手臂还可以在巷道上方出现断裂时，支撑上方工作面防止事故的发生，进而进行后期补救，这种情况发生机械手臂可以做应急处理，且发出报警警示，便于技术人员进行迅速赶到事发巷道。
优选的，所述应急防护装置包括软接触塑料36、氧气罩33、氧气管31和氧气包30，所述软接触塑料36为空心塑料，所述软接触塑料36与所述拱形承重梁板16通过单组份聚氨酯粘结剂粘接安装，所述氧气包30安装于所述软接触塑料36内部，所述氧气罩33通过所述氧气管31与所述氧气包30连接，所述氧气罩33数量3-5个；在出现事故后防止人员在防护装置内出现与设备间的硬接触，加入软接触塑料紧贴在拱形承重梁板上，这样可以在晃动时，避免人员的二次受伤，且软接触塑料内部放有硅胶材质的氧气包，通过氧气包提供人员的呼吸。
优选的，所述横向可伸缩液压杆17安装有限位装置，所述限位装置包括前置限位19和后置限位20，所述前置限位19和后置限位20之间距离3-5厘米；同样的在两侧岩壁承重的同时，也通过混凝土的注入凝固达到不使用液压支架，就可以完成支撑作用，节约液压支撑杆使用，增加液压杆的使用频率，减少设备浪费，增加设备利用率。
优选的，所述支撑架包括液压杆29和支撑板3，所述限位器安装于所述液压杆29上，所述液压杆29可伸缩距离为40-70厘米，所述支撑板3通过焊接安装在液压杆29下方，所述支撑板3为正方形，所述支撑板3厚度5-8厘米，所述支撑板3面积400-900平方厘米；通过液压杆和支撑板可以将回撤装置撑起，为导轨的前移做准备，在支撑过程中，由于在矿井中土质有坚硬地面也有松散地面，为防止在支撑过程中出现液压杆陷入地面中，加入支撑板，支撑板承受整个回撤装置的重力，所以支撑板的厚度根据回撤装置的重力设定5-8厘米，支撑板的面积为400-900平方厘米。
如图2和图3所示所述氧气罩33下端安装有二氧化碳管32，所述二氧化碳管32与所述氧气罩33之间安装有逆回塞37，所述氧气罩33上端安装有氧气管31，所述氧气管31与所述氧气罩33之间安装有反向逆回塞36，所述二氧化碳管32一端连接有制氧包34，所述制氧包34内装有过氧化钠，所述制氧包34安装于所述软接触塑料36内底部，通过所述过氧化钠与所述二氧化碳管内的二氧化碳反应生成氧气,所述制氧包34一端与所述氧气包30通过连接管连接，所述制氧包34内过氧化钠为2-5千克；氧气罩内安装的二氧化碳管可以将人员呼出的二氧化碳气体输送到制氧包中，通过二氧化碳与氧气包内的过氧化钠反应生成氧气，输送到氧气包内，是人员的氧气量增加，进而增加人员的存活时间。
优选的，所述氧气包30成片状形状，所述氧气包30为硅胶材质，所述氧气包30可承受0.5-0.7兆帕的压力；氧气包使用硅胶材质可以在人员出现挤压时氧气包不会出现挤爆现象，承受压力可0.5-0.7兆帕，足够应对人员或者设备的挤压。
优选的，所述除尘喷洒装置包括喷头22和压力喷管12，所述喷头22下方安装有旋转横杆，所述压力喷管12压力范围为1.5-2.5兆帕；在采煤面回撤工程中，产生大量的粉尘和煤灰，造成大量工人得疾病，造成工人职业病，使用除尘喷洒装置降低粉尘煤灰的扬起，减少工人的得病率。
优选的，所述机械手左臂1与所述机械手右臂21包括抓手24、摇摆臂25、支撑臂26和伸缩臂28，所述支撑横板27通过螺栓安装于所述支撑臂26上端，所述抓手24通过伺服电机和谐波减速器安装于所述摇摆臂25前端，所述摇摆臂25通过圆柱滚珠轴承安装于所述支撑臂26前端，所述支撑臂26通过圆柱滚珠轴承安装于所述伸缩臂28前端，所述伸缩臂28后端通过螺栓固定在所述底座5上；通过机械手左臂和机械手右臂的完成液压支架的回撤操作，同时在进行回撤装置自移动时，通过机械手左臂与所述机械手右臂的相互配合，完成两导轨的前移操作，不断的进行回撤工作，不会因为前方没有导轨而不能前行。
优选的，一种防护式工作面的回撤装置的使用方法，包括以下步骤：
S1：在工作面回撤过程中，通过所述机械手左臂1与所述机械手右臂21，进行液压支架的回撤操作，通过所述抓手24抓住液压支架通过伸缩臂28收缩，进行回撤操作，所述抓手24通过摇摆臂25的旋转，将液压支架转移到底座5上，通过所述机械手左臂1和所述机械手右臂21同时工作，加快了液压支架的回撤速度，在此过程中会产生大量的粉尘和煤灰，此时所述除尘喷洒装置通过压力喷管12使所述喷头22喷水，降低粉尘煤灰的发生；
S2:将液压支架提拉出后，所述底座5向前移动，所述拱形承重梁板16通过所述两承重支柱8的举升顶住上方操作面，此时所述混凝土泵机10抽取混凝土，注入所述拱形承重梁板16与工作面之间，通过注入混凝土夯实，在通过所述两承重支柱下降进一步注入混凝土，注入所述混凝土5-10厘米厚，完成操作；
S3：在此过程中，所述横向伸缩液压杆17后方缩减，混凝土注入两侧岩壁中，当混凝土注入厚3-5厘米时，停止注入，完成工作面的回撤工作，进而巩固了操作巷道的安全，如遇到紧急情况，可在拱形承重梁板下方的应急防护装置进行紧急避难，应急防护装置主要提供旷工在出现紧急情况时所需要的氧气、急救药品、水食物等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供一种更高效、更实用的综采回撤装置，可以直接一次抽出液压支架，替代了工作面回撤期间的单体支柱人工支护，同时保证了支护强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换均视为在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种防护式工作面的回撤装置，其特征在于，包括底座，所述底座下方安装有四滚轮，所述四滚轮前侧均安装有底座支撑装置，所述底座支撑装置包括支撑架和限位器，所述底座两侧安装有两起重支柱，所述两起重支柱上方通过焊接连接拱形承重梁板，所述拱形承重梁板下方安装有横向伸缩液压杆，所述拱形承重梁板与所述两起重支柱间安装有应急防护装置，所述应急防护装置通过单组份聚氨酯粘结剂紧贴拱形承重梁板两侧和上侧安装，所述拱形承重梁板下方的所述底座上安装有急救箱，所述拱形承重梁板后端安装有混凝土泵管，所述底座前端安装有机械手臂，包括机械手左臂和机械手右臂，所述机械手左臂安装于所述底座左侧，所述机械手右臂安装于所述底座右侧，所述机械手左臂与所述机械手右臂上方安装均安装有支撑横板，所述机械手左臂与所述机械手右臂均包括抓手、摇摆臂、支撑臂和伸缩臂，所述支撑横板通过螺栓安装于所述支撑臂上端，所述抓手通过伺服电机和谐波减速器安装于所述摇摆臂前端，所述摇摆臂通过圆柱滚珠轴承安装于所述支撑臂前端，所述支撑臂通过圆柱滚珠轴承安装于所述伸缩臂前端，所述伸缩臂后端通过螺栓固定在所述底座上，所述两起重支柱之间安装有除尘喷洒装置；
所述应急防护装置包括软接触塑料、氧气罩、氧气管和氧气包，所述软接触塑料为空心塑料，所述软接触塑料与所述拱形承重梁板通过单组份聚氨酯粘结剂粘接安装，所述氧气包安装于所述软接触塑料内部，所述氧气罩通过所述氧气管与所述氧气包连接，所述氧气罩数量3-5个；
所述氧气罩下端安装有二氧化碳管，所述二氧化碳管与所述氧气罩之间安装有逆回塞，所述氧气罩上端安装有氧气管，所述氧气管与所述氧气罩之间安装有反向逆回塞，所述二氧化碳管一端连接有制氧包，所述制氧包内装有过氧化钠，所述制氧包安装于所述软接触塑料内底部，通过所述过氧化钠与所述二氧化碳管内的二氧化碳反应生成氧气,所述制氧包一端与所述氧气包通过连接管连接，所述制氧包内过氧化钠为2-5千克。
2.根据权利要求1所述的一种防护式工作面的回撤装置，其特征在于，所述横向伸缩液压杆安装有限位装置，所述限位装置包括前置限位和后置限位，所述前置限位和后置限位之间距离3-5厘米。
3.根据权利要求1所述的一种防护式工作面的回撤装置，其特征在于，所述支撑架包括液压杆和支撑板，所述限位器安装于所述液压杆上，所述液压杆可伸缩距离为40-70厘米，所述支撑板通过焊接安装在液压杆下方，所述支撑板为正方形，所述支撑板厚度5-8厘米，所述支撑板面积400-900平方厘米。
4.根据权利要求2所述的一种防护式工作面的回撤装置，其特征在于，所述氧气包成片状形状，所述氧气包为硅胶材质，所述氧气包可承受0.5-0.7兆帕的压力。
5.根据权利要求1所述一种防护式工作面的回撤装置，其特征在于，所述除尘喷洒装置包括喷头和压力喷管，所述喷头下方安装有旋转横杆，所述压力喷管压力范围为1.5-2.5兆帕。
6.一种防护式工作面的回撤装置的使用方法，其特征在于，所述防护式工作面的回撤装置为权利要求1至5任一权利要求所述的防护式工作面的回撤装置，包括以下步骤：S1：在工作面回撤过程中，通过所述机械手左臂与所述机械手右臂，进行液压支架的回撤操作，通过所述抓手抓住液压支架并通过收缩臂收缩，进行回撤操作，所述抓手通过摇摆臂的旋转，将液压支架转移到底座上，通过所述机械手左臂和所述机械手右臂同时工作，加快了液压支架的回撤速度，在此过程中会产生大量的粉尘和煤灰，此时所述除尘喷洒装置通过压力喷管使喷头喷水，降低粉尘煤灰的发生；S2:将液压支架提拉出后，所述底座向前移动，所述拱形承重梁板通过所述两起重支柱的举升顶住上方操作面，此时所述混凝土泵抽取混凝土，注入所述拱形承重梁板与所述工作面之间，通过注入混凝土夯实，在通过所述两起重支柱下降进一步注入混凝土，注入所述混凝土5-10厘米厚，完成操作；S3：在此过程中，所述横向伸缩液压杆后方缩减，混凝土注入两侧岩壁中，当混凝土注入厚3-5厘米时，停止注入，完成工作面的回撤工作，进而巩固了操作巷道的安全，如遇到紧急情况，可在拱形承重梁板下方的应急防护装置进行紧急避难，应急防护装置主要提供矿工在出现紧急情况时所需要的氧气、急救药品、水、食物。
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