CN111042848A - 一种综采工作面运输巷道超前支护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种综采工作面运输巷道超前支护装置，包括沿工作面依次设置的第一支架组、第二支架组和第三支架组，所述第一支架组、第二支架组和第三支架组均包括两个支护单架和用于连接两个支护单架的横联油缸，所述支护单架包括顶梁、底座和两个立柱，所述顶梁和底座通过两个立柱连接；第一支架组的底座尾部和第二支架组的底座头部通过第一推移油缸连接，第二支架组的底座尾部通过第二推移油缸与破碎机连接，第三支架组的底座头部通过第三推移油缸与破碎机连接。本发明不仅具有自移功能，而且操作简便、安全性高，可以广泛应用于煤矿支护领域。

Description

一种综采工作面运输巷道超前支护装置

技术领域

本发明属于煤矿支护设备技术领域，具体涉及一种综采工作面运输巷道超前支护装置，可以应用于回采速度快、巷道断面尺寸大、顶板压力大的综采工作面运输巷道。

背景技术

现阶段，由于我国煤矿综采工作面运输巷道超前支护段，设备多,有转载机、破碎机、皮带机机尾等设备，同时煤矿综采工作面超前支护工艺技术水平落后等原因，造成大多数煤矿综采工作面运输巷道还使用单体液压支柱支护工艺技术，该支护技术主要存在以下几个问题：

（1）支护高度有限，大断面巷道适应性差。目前使用的单体液压支柱，最大支护高度为4.5 m，重量达103kg，支护高度超过4.5米的单体液压支柱重量更重，操作更不方便，不能满足大断面巷道的使用要求。

（2）支护力小、支护面积小、对底比压大。 单体液压支柱工作阻力有限不能满足顶板压力大的巷道使用；单体液压支柱和巷道顶板、巷道底板接触面积小，容易扎底，不能满足软岩底板巷道的使用。

（3）工人劳动量大。单体液压支柱没有自移功能，当工作面回采速度快时，需频繁撤柱、移柱、支柱，工序繁琐，工人劳动强度大，工作效率低。

（4） 生产成本高。当巷道有高冒区，巷道高度高于4.5m时，需要木垛勾顶，木材浪费严重。

（5）使用寿命短，损耗量大。由于单体液压支柱是单件受力，遇到顶板压力较大时，单体液压支柱、柱鞋、柱帽容易被压坏，使用寿命短，损耗量大。

（6）安全隐患大。频繁的撤柱、移柱、支柱、打木垛，工人操作空间小，有时需要空顶作业，安全隐患较大。

因此，急需研究一种更加先进的综采工作面巷道超前支护工艺技术装备，来解决上述问题，降低煤矿生产的安全风险，同时提高煤矿经济效益。

发明内容

本发明为了解决现有煤矿综采工作面运输巷道单体液压支柱支护技术存在的支护高度有限、大断面巷道适应性差、支护力小、支护面积小、对底比压大、工人劳动量大、生产成本高、使用寿命短、损耗量大、安全隐患大的问题，提供了一种综采工作面运输巷道用超前支护液压支架支护装置，以提高综采工作面的效率和安全性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种综采工作面运输巷道超前支护装置，包括沿工作面依次设置的第一支架组、第二支架组和第三支架组，所述第一支架组、第二支架组和第三支架组均包括两个支护单架和用于连接两个支护单架的横联油缸，所述支护单架包括顶梁、底座和两个立柱，所述顶梁和底座通过两个立柱连接；第一支架组的底座尾部和第二支架组的底座头部通过第一推移油缸连接，第二支架组的底座尾部通过第二推移油缸与破碎机连接，第三支架组的底座头部通过第三推移油缸与破碎机连接。

所述支部单架还包括斜梁、后连杆和前连杆、所述斜梁的一端与顶梁铰接，另一端分别与后连杆和前连杆的一端铰接，所述后连杆和前连杆的另一端分别与底座铰接。

所述第二支架组中，两个顶梁的尾部均铰接有一个前梁，所述第三支架组中，两个顶梁的头部和尾部均铰接有一个前梁，所述前梁通过前梁油缸与顶梁连接。

所述横联油缸包括用于连接两个支护单架的顶梁的两个上横联油缸和用于连接两个支护单架的底座的两个下横联油缸，所述立柱为液压控制的二级伸缩立柱。

所述的一种综采工作面运输巷道超前支护装置，还包括固定设置在破碎机底座两侧的推移座，所述推移座两端各设置有一个连接销孔，第二推移油缸和第三推移油缸通过设置在销孔内的销轴与破碎机底座铰接。

所述的一种综采工作面运输巷道超前支护装置，还包括固定设置在破碎机上的铰接耳，所述推移座通过铰接耳与破碎机底座固定连接。

所述的一种综采工作面运输巷道超前支护装置，其支护方法包括以下步骤：

第一步：第一支架组降架，通过控制第一推移油缸活塞伸出使第一支架组前移一个步距后，再升架达到初撑力；第二支架组降架，然后通过控制第二推移油缸活塞伸出使支架组也前移一个步距后，再升架达到初撑力；

第二步：等采煤机割透机头时，通过控制第三推移油缸活塞收缩，使第三支架组前移一个步距后升架达到初撑力；

第三步：工作面支架伸出推移杆，前推破碎机、刮板运输机和转载机一个步距；

第四步：工作面支架降架，收回推移杆，刮板运输机和转载机拉工作面支架，前移一个步距；

第五步：采煤机从机头进刀，向机尾方向行走割煤，完成一个循环。

所述第一支架组、第二支架组和第三支架组前移的步骤为：通过控制立柱下降使支架组降架一定距离，然后使推移油缸伸出活塞杆，则支架组前移一个步距，然后升架达到初撑力完成支架组的前移。

所述第一支架组、第二支架组和第三支架组前移一个步距的步骤为：先控制左侧的立柱下降一定距离后，使左侧的推移油缸伸出活塞杆，则左侧支护单架前移一个步距，然后控制右侧的立柱升架达到初撑力；再控制右侧的立柱下降一定距离后，使右侧的推移油缸伸出活塞杆，则右侧支护单架前移一个步距，然后控制右侧的立柱升架达到初撑力；

或者为：先控制右侧的立柱下降一定距离后，使右侧的推移油缸伸出活塞杆，则右侧支护单架前移一个步距，然后控制右侧的立柱升架达到初撑力；再控制左侧的立柱下降一定距离后，使左侧的推移油缸伸出活塞杆，则左侧支护单架前移一个步距，然后控制左侧的立柱升架达到初撑力。

所述第二支架组中，两个顶梁的尾部均铰接有一个前梁，所述第三支架组中，两个顶梁的头部和尾部均铰接有一个前梁，所述前梁通过前梁油缸与顶梁连接；所述第二支架组和第三支架组降架之前还包括收前梁的操作，升架以后还包括展开前梁的操作。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明提供了一种综采工作面运输巷道用超前支护液压支架支护装置，具有支护高度高、支护力大、支护面积大、对底比压小、具有自移功能、操作简便、安全性高和适应性强等突出优点，可以很好的解决综采工作面运输巷道超前支护使用单体液压支柱支护工艺存在的一系列问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种综采工作面运输巷道超前支护装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图，图中未示出横联油缸和工作面支架；

图3为图1的左视图；

图4为图2的局部示意图；

图5为本发明实施例中第三支架组的结构示意图；

图中：1-第一支架组，2-第二支架组，3-第三支架组，4-工作面支架，5-转载机，6-破碎机，7-第一推移油缸，8-第二推移油缸，9-第三推移油缸，10-刮板运输机，11-锚杆，12-锚索，13-顶梁，14-底座，15-立柱，16-斜梁，17-后连杆，18-前连杆，19-前梁，20-前梁油缸，21-上横联油缸，22-连接头，23-推移座，24-铰接耳。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1~5所示，本发明实施例提供了一种综采工作面运输巷道超前支护装置，包括沿工作面依次设置的第一支架组1、第二支架组2和第三支架组3，所述第一支架组1、第二支架组2和第三支架组3均包括两个支护单架和用于连接两个支护单架的横联油缸，所述支护单架包括顶梁13、底座14和两个立柱15，所述顶梁13和底座14通过两个立柱15连接。第一支架组1的底座14尾部和第二支架组2的底座14头部通过第一推移油缸7连接，第二支架组2的底座14尾部通过第二推移油缸8与破碎机6连接，第三支架组3的底座14头部通过第三推移油缸9与破碎机6连接。第一支架组与第二支架组的同侧底座之间通过第一推移油缸前后铰接；第二支架组底座尾部与破碎机底座通过第二推移油缸铰接；第三支架组底座头部与破碎机底座通过第三推移油缸铰接，互相推拉前移。

如图5所示，本实施例中，支部单架还包括斜梁16、后连杆17和前连杆18、所述斜梁16的一端与顶梁13铰接，另一端分别与后连杆17和前连杆18的一端铰接，所述后连杆17和前连杆18的另一端分别与底座14铰接。本实施例中，支护单架为两柱支撑掩护式架型，整体底座，顶梁为整体顶梁。每个支架组的两个支护单架整套支架左右对称，能同时适应左右工作面使用。支架组整架采用电液控制方式，行人侧支架控制本架和非行人侧支架。

进一步地，如图1和图5所示，本实施例中，所述第二支架组2中，两个顶梁13的尾部均铰接有一个前梁19，所述第三支架组3中，两个顶梁13的头部和尾部均铰接有一个前梁19，所述前梁19通过前梁油缸20与顶梁13连接。本实施例中，第二支架组和第三支架组之间设置有破碎机，其前后两端空间比较大，因此，通过设置前梁19，可以增加支护范围，保证工作面安全。本实施例中，支护单架与转载机之间留有间隙，破碎机6处于第二支架组2和第三支架组3之间，破碎机与支护单架之间留有足够大的间隙，不影响更换配件，同时支架的前梁展开可以更好的护顶保护工人。此外，顶梁13的两侧不设护顶机构，尽量减少对原锚杆、锚索支护的破坏。

进一步地，所述横联油缸可以包括用于连接两个支护单架的顶梁13的两个上横联油缸和用于连接两个支护单架的底座14的两个下横联油缸。如图3所示，本实施例中，三个支架组的顶梁13由两根上横联油缸21连接，互为扶持防倒。此外，第一支架组1中，下横联油缸从转载机5桥部下面穿过，上横联油缸21可以调节第一组左右两架支架之间的距离，能更好的适应巷道宽度的变化。所述立柱15为液压控制的二级伸缩立柱，二级伸缩立柱的结构可以实现支护单架的支撑高度。立柱15伸缩时，斜梁16、后连杆17和前连杆18组成的连杆机构也可以对支护单架起到一定的支撑作用，提高支护单架的结构稳定性。

进一步地，如图3所示，本实施例中的一种综采工作面运输巷道超前支护装置还包括固定设置在破碎机6底座两侧的推移座23、铰接耳24和连接头22，铰接耳焊接在破碎机底座上，推移座23通过铰接耳24与破碎机6底座固定连接，推移座23两端各设置有一个连接销孔，连接销孔上各通过一个销轴设置有一个连接头22，第二推移油缸8和第三推移油缸9均通过销轴与其中一个连接头22铰接。由于大采高工作面机头巷道设备多，有转载机、破碎机、刮板机机头驱动部等，为了防止本发明的超前支护装置在前移过程中与其它设备磕碰，在破碎机底座两侧加焊超前支架拉架千斤铰接耳，利用拉架千斤、铰接耳、推移座、连接头、销轴等把第二组支架底座尾部与破碎机底座相连；把第三组支架底座头部与破碎机底座相连，互相推拉前移。

此外，本发明还提供了上述综采工作面运输巷道超前支护装置的支护方法，包括以下步骤：

第一步：随着工作面的推进，采煤机由机尾向机头方向行走割煤至机头大约10号架处，准备前移超前支架；第一支架组1降架，通过控制第一推移油缸活塞伸出使第一支架组1前移一个步距后，再升架达到初撑力；第二支架组2降架，然后通过控制第二推移油缸活塞伸出使支架组2也前移一个步距后，再升架达到初撑力；

第二步：等采煤机割透机头时，通过控制第三推移油缸活塞收缩，使第三支架组3前移一个步距后升架达到初撑力；

第三步：工作面支架4伸出推移杆，前推破碎机、刮板运输机和转载机5一个步距。煤矿井下，现有的工作面支架4均设置有推移杆，破碎机、刮板运输机和转载机是连接在一起的，因此，通过工作面支架4的推移杆，可以推动破碎机、刮板运输机和转载机同步移动一个步距；

第四步：工作面支架4降架，收回推移杆，刮板运输机和转载机5拉工作面支架，前移一个步距；

第五步：采煤机从机头进刀，向机尾方向行走割煤，完成一个循环。

进一步地，本实施例中，在巷道顶板条件较好，不需要替换支护时，所述第一支架组1、第二支架组2和第三支架组3前移的步骤为：通过控制立柱15下降使支架组降架一定距离，然后使推移油缸伸出活塞杆，则支架组前移一个步距，然后升架达到初撑力完成支架组的前移。

具体地，所述第一支架组1、第二支架组2和第三支架组3前移一个步距的步骤为：先控制左侧的立柱15下降一定距离后，使左侧的推移油缸伸出活塞杆，则左侧支护单架前移一个步距，然后控制右侧的立柱15升架达到初撑力；再控制右侧的立柱15下降一定距离后，使右侧的推移油缸伸出活塞杆，则右侧支护单架前移一个步距，然后控制右侧的立柱15升架达到初撑力；或者为：先控制右侧的立柱15下降一定距离后，使右侧的推移油缸伸出活塞杆，则右侧支护单架前移一个步距，然后控制右侧的立柱15升架达到初撑力；再控制左侧的立柱15下降一定距离后，使左侧的推移油缸伸出活塞杆，则左侧支护单架前移一个步距，然后控制左侧的立柱15升架达到初撑力。即在巷道顶板条件较差时，超前支架也可采用左右迈步式前进，即一侧支护单架降架前移时，另一侧对巷道顶板支护，然后前移完成后，升架对巷道进行支护，另一侧降架前移，左右两侧交替进行前移和支护。

具体地，本实施例中，所述第二支架组2中，两个顶梁13的尾部均铰接有一个前梁19，所述第三支架组3中，两个顶梁13的头部和尾部均铰接有一个前梁19，所述前梁19通过前梁油缸20与顶梁13连接；所述第二支架组2和第三支架组3降架之前还包括收前梁19的操作，升架以后还包括展开前梁19的操作。

本发明还提供了一种综采工作面运输巷道超前支护装置，具有支护高度高、支护力大、支护面积大、对底比压小、具有自移功能、操作简便、安全性高和适应性强等突出优点，可以很好的解决综采工作面运输巷道超前支护使用单体液压支柱支护工艺存在的一系列问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种综采工作面运输巷道超前支护装置，其特征在于，包括沿工作面依次设置的第一支架组（1）、第二支架组（2）和第三支架组（3），所述第一支架组（1）、第二支架组（2）和第三支架组（3）均包括两个支护单架和用于连接两个支护单架的横联油缸，所述支护单架包括顶梁（13）、底座（14）和两个立柱（15），所述顶梁（13）和底座（14）通过两个立柱（15）连接；

第一支架组（1）的底座（14）尾部和第二支架组（2）的底座（14）头部通过第一推移油缸（7）连接，第二支架组（2）的底座（14）尾部通过第二推移油缸（8）与破碎机（6）连接，第三支架组（3）的底座（14）头部通过第三推移油缸（9）与破碎机（6）连接。

2.根据权利要求1所述的一种综采工作面运输巷道超前支护装置，其特征在于，所述支部单架还包括斜梁（16）、后连杆（17）和前连杆（18）、所述斜梁（16）的一端与顶梁（13）铰接，另一端分别与后连杆（17）和前连杆（18）的一端铰接，所述后连杆（17）和前连杆（18）的另一端分别与底座（14）铰接。

3.根据权利要求1所述的一种综采工作面运输巷道超前支护装置，其特征在于，所述第二支架组（2）中，两个顶梁（13）的尾部均铰接有一个前梁（19），所述第三支架组（3）中，两个顶梁（13）的头部和尾部均铰接有一个前梁（19），所述前梁（19）通过前梁油缸（20）与顶梁（13）连接。

4.根据权利要求1所述的一种综采工作面运输巷道超前支护装置，其特征在于，所述横联油缸包括用于连接两个支护单架的顶梁（13）的两个上横联油缸（21）和用于连接两个支护单架的底座（14）的两个下横联油缸，所述立柱（15）为液压控制的二级伸缩立柱。

5.根据权利要求1所述的一种综采工作面运输巷道超前支护装置，其特征在于，还包括固定设置在破碎机（6）底座两侧的推移座（23），所述推移座（23）两端各设置有一个连接销孔，第二推移油缸（8）和第三推移油缸（9）通过设置在销孔内的销轴与破碎机（6）底座铰接。

6.根据权利要求1所述的一种综采工作面运输巷道超前支护装置，其特征在于，还包括固定设置在破碎机（6）上的铰接耳（24），所述推移座（23）通过铰接耳（24）与破碎机（6）底座固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种综采工作面运输巷道超前支护装置，其特征在于，其支护方法包括以下步骤：

第一步：第一支架组（1）降架，通过控制第一推移油缸活塞伸出使第一支架组（1）前移一个步距后，再升架达到初撑力；第二支架组（2）降架，然后通过控制第二推移油缸活塞伸出使支架组（2）也前移一个步距后，再升架达到初撑力；

第二步：等采煤机割透机头时，通过控制第三推移油缸活塞收缩，使第三支架组（3）前移一个步距后升架达到初撑力；

第三步：工作面支架（4）伸出推移杆，前推破碎机、刮板运输机和转载机（5）一个步距；

第四步：工作面支架（4）降架，收回推移杆，刮板运输机和转载机（5）拉工作面支架，前移一个步距；

第五步：采煤机从机头进刀，向机尾方向行走割煤，完成一个循环。

8.根据权利要求7所述的一种综采工作面运输巷道超前支护装置，其特征在于，所述第一支架组（1）、第二支架组（2）和第三支架组（3）前移的步骤为：通过控制立柱（15）下降使支架组降架一定距离，然后使推移油缸伸出活塞杆，则支架组前移一个步距，然后升架达到初撑力完成支架组的前移。

9.根据权利要求7所述的一种综采工作面运输巷道超前支护装置，其特征在于，所述第一支架组（1）、第二支架组（2）和第三支架组（3）前移一个步距的步骤为：先控制左侧的立柱（15）下降一定距离后，使左侧的推移油缸伸出活塞杆，则左侧支护单架前移一个步距，然后控制右侧的立柱（15）升架达到初撑力；再控制右侧的立柱（15）下降一定距离后，使右侧的推移油缸伸出活塞杆，则右侧支护单架前移一个步距，然后控制右侧的立柱（15）升架达到初撑力；

或者为：先控制右侧的立柱（15）下降一定距离后，使右侧的推移油缸伸出活塞杆，则右侧支护单架前移一个步距，然后控制右侧的立柱（15）升架达到初撑力；再控制左侧的立柱（15）下降一定距离后，使左侧的推移油缸伸出活塞杆，则左侧支护单架前移一个步距，然后控制左侧的立柱（15）升架达到初撑力。

10.根据权利要求7所述的一种综采工作面运输巷道超前支护装置，其特征在于，所述第二支架组（2）中，两个顶梁（13）的尾部均铰接有一个前梁（19），所述第三支架组（3）中，两个顶梁（13）的头部和尾部均铰接有一个前梁（19），所述前梁（19）通过前梁油缸（20）与顶梁（13）连接；所述第二支架组（2）和第三支架组（3）降架之前还包括收前梁（19）的操作，升架以后还包括展开前梁（19）的操作。

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