CN110985087B - 一种自移式超前支护装置及其工艺流程 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自移式超前支护装置，其主体结构包括支撑顶梁、支撑立柱、支撑立柱固定套筒、底座箱体、支撑旋转底座、滑轨抬升导向套筒、上滑轨、下滑轨、底座箱体滚轮、滑轨抬升导向套筒固定梁、抬升支撑底板、滑轨推移千斤顶、滑轨抬升千斤顶、滑轨抬升千斤顶铰接耳板、滑轨推移千斤顶铰接耳板、可调节铰接耳板，可以实现在巷道内自行移动及高效支护。该发明充分利用上滑轨、下滑轨、底座箱体滚轮进行交互支撑移动，并利用支撑旋转底座进行方向定位，实现了超前支护装置的转向与搬移，且上滑轨、下滑轨、滑轨抬升千斤顶等形成的滑移轨道架有助于防止底板高低不平导致超前支护装置倾倒，解决了传统超前支护装置搬移困难、费时费力等问题。

Description

一种自移式超前支护装置及其工艺流程

技术领域

本发明涉及一种井工煤矿用超前支护装置，尤其涉及一种可以在巷道内进行自动移动的自移式超前支护装置，可以有效降低搬移超前支护装置的劳动强度，提高巷道超前支护区域的支护效率。

背景技术

《煤矿安全规程》第九十七条规定：采煤工作面所有安全出口与巷道连接处超前压力影响范围内必须加强支护，且加强支护的巷道长度不得小于20m。传统超前液压支架主要采用迈步自移的方式进行移动，即前部液压支架降架，后部液压支架推动前部支架移动，然后前部液压支架升架支护顶板，后部液压支架降架，前部液压支架拉移后部液压支架移动，如此循环操作实现液压支架的迈步移动，但这种迈步式超前液压支架在移架过程中会对巷道顶板形成反复支撑，造成顶板岩层破坏，且会破坏巷道原有的锚杆、锚索等支护结构。近年来，由于单元式超前液压支架具有支护强度大、对顶板无反复支撑破坏、支护方式灵活等优点，在井工煤矿广泛推广应用，但这种超前液压支架每台重量约3-4吨，且受结构影响，存在搬移困难等问题，严重制约了单元式超前液压支架的应用。

目前，单元式超前液压支架多采用单轨吊或叉车进行搬移，单轨吊搬移方式相对比较复杂，并且需要采用辅助装置将单元式超前液压支架移至巷道中间，然后再用单轨吊进行搬移；采用叉车进行搬移则对巷道底板的平整度要求较高，对复杂巷道条件适应性较差。针对单元式超前液压支架快速搬运难题，申请号为201710027725.3的专利公开了一种全方位行走式超前液压支架，通过在单元支架的底座设置螺旋滚筒，实现超前液压支架的前进、后退、旋转和侧向移动等，但螺旋滚筒对巷道底板破坏性较大，在巷道高低不平的区域易发生倾倒，且需要借助电机或马达进行驱动，对井下防爆环境适应性较差；申请号为201810229488.3的专利公开了一种循环自移式巷道超前支护装置，通过在巷道顶板架设传动装置，实现超前支架的搬移，这种方式类似于在巷道顶板架设单轨吊，仍然存在搬移工艺复杂等问题；申请号为201811582789.0的专利公开了一种无反复支撑超前支护、搬运成套设备及搬运方法，在单元式超前液压支架上设计了类似迈步自移式的装置，可以实现将单元式超前液压支架搬移至巷道中部，然后在巷道中部设置搬运设备，实现超前液压支架的搬移；申请号为201910258451.8的专利公开了一种用于综放工作面的巷道单元式超前支架、布置分布单元和移动方法，其主要采用液压牵引的方式，借助不同超前支架的位置实现液压牵引移动；申请号为201911043844.3的专利公开了一种履带式垛式超前液压支架搬运装置，采用类似履带运输车的方式进行垛式支架的搬移，但对条件较复杂巷道的适应性较差。

发明内容

基于此，有必要创新研发一种不需要借助外部装置便可以在巷道内进行高效支护与自移的超前支护装置，实现巷道超前支护区域的高效支护。

本发明提供一种自移式超前支护装置，包括：支撑顶梁、支撑立柱、支撑立柱固定套筒、底座箱体、支撑旋转底座、滑轨抬升导向套筒、上滑轨、下滑轨、底座箱体滚轮、滑轨抬升导向套筒固定梁、抬升支撑底板、滑轨推移千斤顶、滑轨抬升千斤顶、滑轨抬升千斤顶铰接耳板、滑轨推移千斤顶铰接耳板、可调节铰接耳板；

所述支撑顶梁与支撑立柱铰接，支撑立柱固定套筒与底座箱体为固定连接，支撑立柱通过支撑立柱固定套筒与底座箱体连接，并通过伸、缩动作实现对顶板的支护与卸压；

所述支撑旋转底座与底座箱体可以相互旋转，使超前支护装置可以进行任意角度转向，并且转向后支撑旋转底座能够旋转复位；

所述滑轨抬升导向套筒与上滑轨、下滑轨、滑轨抬升导向套筒固定梁为固定连接，形成一个稳定的滑移轨道架；

所述滑轨抬升千斤顶的一端通过滑轨抬升千斤顶铰接耳板与滑轨抬升导向套筒铰接，另一端与抬升支撑底板铰接，通过伸、缩动作实现上滑轨、下滑轨的抬升与下降；

所述底座箱体通过底座箱体滚轮在上滑轨或下滑轨上进行移动；

所述滑轨推移千斤顶的一端通过滑轨推移千斤顶铰接耳板与滑轨抬升导向套筒固定梁铰接，另一端通过可调节铰接耳板与底座箱体铰接，通过伸、缩动作可以使底座箱体与滑轨抬升导向套筒固定梁发生相对运动。

进一步的，所述支撑旋转底座包括旋转盘、旋转底座固定导向套筒、旋转底座抬升千斤顶、旋转底座铰接板、旋转底座抬升底板，其中：

所述旋转盘与底座箱体以旋转底座抬升千斤顶长度方向的中心线为轴线可以进行任意角度的旋转，从而使支撑旋转底座与底座箱体进行相互转动；

所述旋转盘与旋转底座固定导向套筒为固定连接；

所述旋转底座抬升千斤顶通过旋转底座铰接板与旋转底座抬升底板进行铰接，通过伸、缩动作实现底座箱体的上升与下降；

所述旋转底座抬升千斤顶通过旋转底座固定导向套筒与旋转盘连接。

更进一步的，所述自移式超前支护装置应至少包含两根支撑立柱、四个滑轨抬升导向套筒、两根上滑轨、两根下滑轨、四个底座箱体滚轮。

再进一步的，所述上滑轨与下滑轨之间应具有一定的间隔，使底座箱体滚轮能够沿垂直方向存在一定的运动空间，从而使底座箱体与滑轨抬升导向套筒能够在垂直方向发生一定的相对运动。

本发明技术方案还提供利用上述自移式超前支护装置对巷道超前支护区域进行支护及超前支护装置搬移的工艺流程，包括如下步骤：

S001，收缩支撑立柱，将自移式超前支护装置降至最低位置；

S002，收缩滑轨抬升千斤顶，使抬升支撑底板脱离巷道底板，伸出旋转底座抬升千斤顶，转动旋转盘至一定角度，使上滑轨、下滑轨的长度方向对准超前支护装置需要移动的位置；

S003，收缩一侧的滑轨推移千斤顶，同时伸出另一侧的滑轨推移千斤顶，使上滑轨在底座箱体滚轮上移动；

S004，伸出滑轨抬升千斤顶，同时收缩旋转底座抬升千斤顶，使支撑旋转底座脱离巷道底板表面，此时，转动旋转盘至一定角度，使旋转底座抬升底板回转至初始位置；

S005，伸出一侧的滑轨推移千斤顶，同时收缩另一侧的滑轨推移千斤顶，使底座箱体滚轮在下滑轨上移动，带动支撑顶梁、支撑立柱、支撑立柱固定套筒、底座箱体、支撑旋转底座移动；

S006，重复上述S002～S005步骤，直至超前支护装置自移至巷道待支护位置；

S007，收缩旋转底座抬升千斤顶，使底座箱体与旋转底座抬升底板完全接触，伸出支撑立柱，对巷道顶板进行支护。

附图说明

图1为本发明一种自移式超前支护装置结构示意图；

图2为自移式超前支护装置正视图；

图3为自移式超前支护装置侧视图；

图4为自移式超前支护装置剖面（A-A剖面）俯视图；

图5为滑轨抬升导向套筒与上滑轨、下滑轨、滑轨抬升导向套筒固定梁形成的滑移轨道架结构示意图；

图6为滑轨抬升导向套筒与上滑轨、下滑轨、滑轨抬升导向套筒固定梁形成的滑移轨道架结构正视图；

图7为滑轨抬升导向套筒与上滑轨、下滑轨、滑轨抬升导向套筒固定梁形成的滑移轨道架结构侧视图；

图8为支撑立柱固定套筒与底座箱体、支撑旋转底座、底座箱体滚轮连接结构示意图；

图9为支撑立柱固定套筒与底座箱体、支撑旋转底座、底座箱体滚轮连接结构侧视图；

图10为支撑立柱固定套筒与底座箱体、支撑旋转底座、底座箱体滚轮连接结构正视图；

图11为底座箱体与支撑旋转底座剖面（B-B剖面）示意图；

图12为自移式超前支护装置的移动与支护工艺流程。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供一种自移式超前支护装置，如图1-10所示为本发明一种自移式超前支护装置的主体结构，包括：支撑顶梁1、支撑立柱2、支撑立柱固定套筒3、底座箱体4、支撑旋转底座5、滑轨抬升导向套筒6、上滑轨7、下滑轨8、底座箱体滚轮9、滑轨抬升导向套筒固定梁10、抬升支撑底板11、滑轨推移千斤顶12、滑轨抬升千斤顶13、滑轨抬升千斤顶铰接耳板14、滑轨推移千斤顶铰接耳板15、可调节铰接耳板16；

所述支撑顶梁1与支撑立柱2铰接，支撑立柱固定套筒3与底座箱体4为固定连接，支撑立柱2通过支撑立柱固定套筒3与底座箱体4连接，并通过伸、缩动作实现对顶板的支护与卸压；

具体的，将支撑立柱2置于支撑立柱固定套筒3内，并通过下端的销孔进行固定连接，支撑立柱固定套筒3既可以将支撑立柱2与底座箱体4进行固定，同时还可以限制支撑立柱2的伸缩方向为沿垂直方向，见图1-3所示。

所述支撑旋转底座5与底座箱体4可以相互旋转，使超前支护装置可以进行任意角度转向，并且转向后支撑旋转底座5能够旋转复位；

所述滑轨抬升导向套筒6与上滑轨7、下滑轨8、滑轨抬升导向套筒固定梁10为固定连接，形成一个稳定的滑移轨道架；

所述滑轨抬升千斤顶13的一端通过滑轨抬升千斤顶铰接耳板14与滑轨抬升导向套筒6铰接，另一端与抬升支撑底板11铰接，通过伸、缩动作实现上滑轨7、下滑轨8的抬升与下降；

具体的，将滑轨抬升千斤顶13置于滑轨抬升导向套筒6内，一端通过滑轨抬升千斤顶铰接耳板14进行铰接，滑轨抬升导向套筒6将限制滑轨抬升千斤顶13只能沿垂直方向进行伸缩运动；另一端与抬升支撑底板11铰接，当滑轨抬升千斤顶13进行伸出操作时，抬升支撑底板11与巷道底板接触，将滑轨抬升导向套筒6抬高，并带动上滑轨7、下滑轨8升高；滑轨抬升千斤顶13与抬升支撑底板11采用铰接方式，可以有效提高对巷道底板不平的适应性。

所述底座箱体4通过底座箱体滚轮9在上滑轨7、下滑轨8上进行移动；

所述滑轨推移千斤顶12的一端通过滑轨推移千斤顶铰接耳板15与滑轨抬升导向套筒固定梁10铰接，另一端通过可调节铰接耳板16与底座箱体4铰接，通过伸、缩动作可以使底座箱体4与滑轨抬升导向套筒固定梁10发生相对运动，见图4所示；

在其中一个实施例中，左右两侧的滑轨抬升导向套筒固定梁10上各设置一个滑轨推移千斤顶铰接耳板15，并在底座箱体4的对应位置上各设置一个可调节铰接耳板16，见图1、图4、图5、图9所示，当前侧的滑轨推移千斤顶12收缩，且后侧的滑轨推移千斤顶12伸出时，左侧的滑轨抬升导向套筒固定梁10与底座箱体4的距离减少；当后侧的滑轨推移千斤顶12收缩，且前侧的滑轨推移千斤顶12伸出时，右侧的滑轨抬升导向套筒固定梁10与底座箱体4的距离减少；当底座箱体4与上滑轨7、下滑轨8发生垂直方向的运动时，为了防止滑轨推移千斤顶12限制其垂直方向的运动，所以设计了可调节铰接耳板16，其铰接孔设计为椭圆形，允许铰接点在水平方向进行一定距离的运动。

所述支撑旋转底座5包括旋转盘51、旋转底座固定导向套筒52、旋转底座抬升千斤顶53、旋转底座铰接板54、旋转底座抬升底板55，见图11所示；

所述旋转盘51与底座箱体4以旋转底座抬升千斤顶53长度方向的中心线为轴线可以进行任意角度的旋转，从而使支撑旋转底座5与底座箱体4进行相互转动；

所述旋转盘51与旋转底座固定导向套筒52为固定连接；

所述旋转底座抬升千斤顶53通过旋转底座铰接板54与旋转底座抬升底板55进行铰接，通过伸、缩动作实现底座箱体4的上升与下降；

所述旋转底座抬升千斤顶53通过旋转底座固定导向套筒52与旋转盘51连接；

具体的，将旋转底座抬升千斤顶53置于旋转底座固定导向套筒52内，二者通过销轴进行连接，旋转底座固定导向套筒52既可以将旋转盘51与旋转底座抬升千斤顶53进行连接，还可以限制旋转底座抬升千斤顶53只能进行垂直方向的伸、缩动作。

所述自移式超前支护装置应至少包含两根支撑立柱2、四个滑轨抬升导向套筒6、前后各一根上滑轨7、前后各一根下滑轨8、前后各两个底座箱体滚轮9，见图1所示。

所述上滑轨7与下滑轨8之间应具有一定的间隔，使底座箱体滚轮9能够沿垂直方向存在一定的运动空间，从而使底座箱体4与滑轨抬升导向套筒6能够在垂直方向发生一定的相对运动；

具体的，当滑轨抬升千斤顶13伸出时，此时下滑轨8与底座箱体滚轮9的下表面接触，并随着滑轨抬升千斤顶13继续伸出，下滑轨8将通过底座箱体滚轮9将底座箱体4抬起，当滑轨抬升千斤顶13伸出一定长度时，支撑旋转底座5将被抬离地面，此时，通过伸出或收缩滑轨推移千斤顶12，底座箱体4便可以通过底座箱体滚轮9在下滑轨8上面进行移动，从而带动支撑顶梁1、支撑立柱2、支撑立柱固定套筒3、支撑旋转底座5进行移动；当滑轨抬升千斤顶13收缩时，并同时伸出旋转底座抬升千斤顶53，此时上滑轨7与底座箱体滚轮9的上表面接触，当抬升支撑底板11完全脱离地面时，继续伸出旋转底座抬升千斤顶53至一定长度，此时，通过伸出或收缩滑轨推移千斤顶12，则底座箱体滚轮9将通过上滑轨7将滑轨抬升导向套筒6与上滑轨7、下滑轨8、滑轨抬升导向套筒固定梁10连接形成的滑移轨道架抬起，此时滑轨抬升导向套筒固定梁10的下表面应高于底座箱体4的上表面，使滑行轨道架在底座箱体滚轮9上滑动。

目前，在条件比较复杂的煤矿单元式超前液压支架主要采用单轨吊进行搬移，由于单轨吊只能架设在巷道中间位置，所以需要采用辅助装置将单元式超前液压支架移至巷道中间位置，搬移过程复杂，且费时、费力，本发明实施例可以实现超前支护装置的自行搬移，且可以进行任意角度的旋转与搬移，见图12所示，主要包括以下步骤：

S001，收缩支撑立柱2，将自移式超前支护装置降至最低位置；

S002，收缩滑轨抬升千斤顶13，使抬升支撑底板11脱离巷道底板，伸出旋转底座抬升千斤顶53，转动旋转盘51至一定角度，使上滑轨7、下滑轨8长度方向对准超前支护装置需要移动的位置；

S003，收缩一侧的滑轨推移千斤顶12，同时伸出另一侧的滑轨推移千斤顶12，使上滑轨7在底座箱体滚轮9上移动；

S004，伸出滑轨抬升千斤顶13，同时收缩旋转底座抬升千斤顶53，使支撑旋转底座5脱离巷道底板表面，此时，转动旋转盘51至一定角度，使旋转底座抬升底板55回转至初始位置；

S005，伸出一侧的滑轨推移千斤顶12，同时收缩另一侧的滑轨推移千斤顶12，使底座箱体滚轮9在下滑轨8上移动，带动支撑顶梁1、支撑立柱2、支撑立柱固定套筒3、底座箱体4、支撑旋转底座5移动；

S006，重复上述S002～S005步骤，直至超前支护装置自移至巷道待支护位置；

S007，收缩旋转底座抬升千斤顶53，使底座箱体4与旋转底座抬升底板55完全接触，伸出支撑立柱2，对巷道顶板进行支护。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

本发明充分利用上滑轨、下滑轨、底座箱体滚轮进行交互支撑移动，并利用支撑旋转底座进行方向定位，实现了超前支护装置的转向与搬移，且上滑轨、下滑轨、滑轨抬升千斤顶等形成的滑移轨道架还有助于保持超前支护装置平衡，防止底板高低不平导致超前支护装置倾倒。该项发明具有结构简单、可靠、实用等优点，大大降低了井下工人的劳动强度，提高了超前液压支架的搬移效率，且对巷道底板不平整等复杂巷道条件的适应性强，解决了传统超前支护搬移困难、费时费力等问题。

Claims (5)

1.一种自移式超前支护装置，其特征在于，包括：支撑顶梁、支撑立柱、支撑立柱固定套筒、底座箱体、支撑旋转底座、滑轨抬升导向套筒、上滑轨、下滑轨、底座箱体滚轮、滑轨抬升导向套筒固定梁、抬升支撑底板、滑轨推移千斤顶、滑轨抬升千斤顶、滑轨抬升千斤顶铰接耳板、滑轨推移千斤顶铰接耳板、可调节铰接耳板；

所述支撑顶梁与支撑立柱铰接，支撑立柱固定套筒与底座箱体为固定连接，支撑立柱通过支撑立柱固定套筒与底座箱体连接，并通过伸、缩动作实现对顶板的支护与卸压；

所述支撑旋转底座与底座箱体可以相互旋转，使超前支护装置可以进行任意角度转向，并且转向后支撑旋转底座能够旋转复位；

所述滑轨抬升导向套筒与上滑轨、下滑轨、滑轨抬升导向套筒固定梁为固定连接，形成一个稳定的滑移轨道架；

所述滑轨抬升千斤顶的一端通过滑轨抬升千斤顶铰接耳板与滑轨抬升导向套筒铰接，另一端与抬升支撑底板铰接，通过伸、缩动作实现上滑轨、下滑轨的抬升与下降；

所述底座箱体通过底座箱体滚轮在上滑轨或下滑轨上进行移动；

所述滑轨推移千斤顶的一端通过滑轨推移千斤顶铰接耳板与滑轨抬升导向套筒固定梁铰接，另一端通过可调节铰接耳板与底座箱体铰接，通过伸、缩动作可以使底座箱体与滑轨抬升导向套筒固定梁发生相对运动。

2.根据权利要求1所述的自移式超前支护装置，其特征在于，所述支撑旋转底座包括旋转盘、旋转底座固定导向套筒、旋转底座抬升千斤顶、旋转底座铰接板、旋转底座抬升底板，其中：

所述旋转盘与底座箱体以旋转底座抬升千斤顶长度方向的中心线为轴线可以进行任意角度的旋转，从而使支撑旋转底座与底座箱体进行相互转动；

所述旋转盘与旋转底座固定导向套筒为固定连接；

所述旋转底座抬升千斤顶通过旋转底座铰接板与旋转底座抬升底板进行铰接，通过伸、缩动作实现底座箱体的上升与下降；

所述旋转底座抬升千斤顶通过旋转底座固定导向套筒与旋转盘连接。

3.根据权利要求1所述的自移式超前支护装置，其特征在于，应至少包含两根支撑立柱、四个滑轨抬升导向套筒、两根上滑轨、两根下滑轨、四个底座箱体滚轮。

4.根据权利要求1所述的自移式超前支护装置，其特征在于，所述上滑轨与下滑轨之间应具有一定的间隔，使底座箱体滚轮能够沿垂直方向存在一定的运动空间，从而使底座箱体与滑轨抬升导向套筒能够在垂直方向发生一定的相对运动。

5.一种采用权利要求1-4中任一项所述的自移式超前支护装置对巷道超前支护区域进行支护及超前支护装置搬移的工艺流程，其特征在于，包括如下步骤：

S001，收缩支撑立柱，将自移式超前支护装置降至最低位置；

S002，收缩滑轨抬升千斤顶，使抬升支撑底板脱离巷道底板，伸出旋转底座抬升千斤顶，转动旋转盘至一定角度，使上滑轨、下滑轨的长度方向对准超前支护装置需要移动的位置；

S003，收缩一侧的滑轨推移千斤顶，同时伸出另一侧的滑轨推移千斤顶，使上滑轨在底座箱体滚轮上移动；

S004，伸出滑轨抬升千斤顶，同时收缩旋转底座抬升千斤顶，使支撑旋转底座脱离巷道底板表面，此时，转动旋转盘至一定角度，使旋转底座抬升底板回转至初始位置；

S005，伸出一侧的滑轨推移千斤顶，同时收缩另一侧的滑轨推移千斤顶，使底座箱体滚轮在下滑轨上移动，带动支撑顶梁、支撑立柱、支撑立柱固定套筒、底座箱体、支撑旋转底座移动；

S006，重复上述S002～S005步骤，直至超前支护装置自移至巷道待支护位置；

S007，收缩旋转底座抬升千斤顶，使底座箱体与旋转底座抬升底板完全接触，伸出支撑立柱，对巷道顶板进行支护。

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