CN112412516A - 一种适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置及调撤方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置及调撤方法，该装置包括一固定梁，固定梁的同一侧面上依次设置第一调向传动模块、第二调向传动模块和牵引拉力器；第二调向传动模块与固定梁转动连接；第二调向传动机构的固定端延伸出固定梁；牵引拉力器与一传动链条啮合；传动链条伸出牵引拉力器；传动链条与第一调向传动模块啮合时形成待撤支架抽出工序；传动链条与第二调向传动模块啮合时形成待撤支架调向工序。本发明中，传动链条无需贯穿整个采煤工作面，不会影响其他作业区域的工序施工且传动效率高。

Description

一种适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置及调撤方法

技术领域

本发明属于采煤工作面液压支架回撤装置领域，尤其涉及一种适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置及调撤方法。

背景技术

在高瓦斯突出矿井中，采煤工作面回撤时瓦斯持续涌出、积存量大、通风困难，现有支架调撤技术多采用回柱绞车配合滑轮组牵引液压支架。然而，上述调撤技术存在以下缺陷：回柱绞车多布置在采煤工作面的端头，因此，为其传动的钢丝绳必须贯穿整个采煤工作面，在回柱绞车调撤支架时，整个采煤工作面人员必须避让、不得作业，因而干扰其他工序作业，影响采煤工作面整体回撤进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置及调撤方法，该方法中，传动链条无需贯穿整个采煤工作面，不会影响其他作业区域的工序施工且传动效率高。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置，包括：一固定梁，所述固定梁的同一侧面上依次设置第一调向传动模块、第二调向传动模块和牵引拉力器；

所述第二调向传动模块与所述固定梁转动连接；所述第二调向传动模块的固定端延伸出所述固定梁；

所述牵引拉力器与一传动链条啮合；所述传动链条伸出所述牵引拉力器；

所述传动链条与第一调向传动模块啮合时形成待撤支架抽出工序；所述传动链条与所述第二调向传动模块啮合时形成待撤支架调向工序。

优选地，所述第一调向传动模块包括一可拆卸地安装于所述固定梁上的调向桩滑块；所述调向桩滑块上固定一调向桩，所述调向桩上安装一平行于所述侧面的第一调向链轮；所述调向桩上转动设置第一安全盖；所述第一安全盖上开设供传动链条穿过的第一穿入孔和第一穿出孔。

优选地，所述第二调向传动模块包括一可拆卸地安装于所述固定梁上的调向梁滑块；所述调向梁滑块延伸出所述固定梁；所述调向梁滑块上转动安装一旋转桩，所述旋转桩上套设一横梁，所述横梁远离旋转柱的一端固定一调向柱；所述调向柱上安装一平行于所述侧面的第二调向链轮；

所述调向柱上转动设置第二安全盖；所述第二安全盖上开设供传动链条穿过的第二穿入孔和第二穿出孔；

所述横梁、调向梁滑块上均开设一对应设置的限位孔。

优选地，所述牵引拉力器固定于一牵引器滑块上，所述牵引器滑块与所述固定梁可拆卸地连接。

优选地，所述固定梁上开设用于连接所述第一调向传动模块、第二调向传动模块和牵引拉力器的多个安装孔。

优选地，所述牵引拉力器包括一气液马达、与所述气液马达的输出轴连接的变速箱；所述变速箱的内部齿轮与所述传动链条啮合。

一种适用于高瓦斯矿井的支架调撤方法，基于所述的适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置，包括以下步骤：

步骤1：将所述支架调撤装置安装至靠近煤壁侧：将所述第一调向传动模块、第二调向传动模块和牵引拉力器分别安装至所述固定梁，使得所述第二调向传动模块的固定端位于固定梁和煤壁支架；之后将所述固定梁靠近第一调向传动模块的一端固定至一推移装置；

步骤2：将传动链条啮合至第一调向传动模块，之后将其中一待撤支架固定于所述传动链条远离牵引拉力器的一端；

步骤3：待撤支架抽出工序：启动所述牵引拉力器，所述传动链条将所述待撤支架抽出；

步骤4：停止所述牵引拉力器，之后将所述传动链条从第一调向传动模块上取下；

步骤5：旋转所述第二调向传动模块，之后将所述传动链条啮合至第二调向传动模块；

步骤6：待撤支架调向工序：启动所述牵引拉力器，所述传动链条牵引所述待撤支架至运输顺槽，之后停止所述牵引拉力器。

优选地，步骤6之后进一步包括以下步骤：

步骤7：将所述传动链条从第二调向传动模块上取下，之后旋转所述第二调向传动模块以归位，将所述传动链条从调向后的待撤支架上取下；

步骤8：将调向后的待撤支架由运输顺槽回处移走；

步骤9：动作所述推移装置，将所述支架调撤装置朝待撤支架区域移动设定距离，之后停止所述推移装置；

步骤10：重复步骤2~步骤9，以将下一个待撤支架移出。

优选地，所述推移装置为一气缸。

与现有技术相比，本发明的优点为：

（1）该支架调撤装置完成一个待撤支架的抽出、调向后，其他设备将待撤支架移走，之后该支架调撤装置移动设定距离以靠近下一个待撤支架。由此，本发明中的传动链条无需贯穿整个采煤工作面，不会影响其他作业区域的工序施工且传动效率高。

（2）牵引拉力器采用气液混合动力驱动而非电力驱动，可直接利用采煤工作面的高压乳化液为该支架调撤装置提供动力，采用高压空气作为动力时可以有效地稀释采煤工作面内的瓦斯浓度，因而本装置的动力来源更加方便、使用更加安全。

附图说明

图1为本发明一实施例的适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置的立体图；

图2为图1中第一调向移动模块处于传动状态的主视图；

图3为图1中第一调向移动模块处于传动状态的平面示意图；

图4为本发明一实施例的适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置的工作流程图；

图5为图1中传动链条和第一调向链轮之间的啮合示意图；

图6为现有技术中气液马达的结构示意图。

其中，1-固定梁单元，101-推移接孔，102-固定梁，103-安装孔，2-第一调向传动模块，201-调向桩滑块，202-调向桩，203-第一安全盖，204-第一调向链轮，3-传动链条，4-第二调向传动模块，401-第二安全盖，402-横梁，403-第一限位孔，404-旋转桩，405-调向梁滑块，406-调向柱，407-第二限位孔，408-第二调向链轮，5-牵引拉力器，501-牵引器滑块，502-气液马达，5021-配流阀套，5022-配流阀，5023-流体缸缸体，5024-活塞，5025-连杆组件，5026-曲轴，5027-马达机身，503-管路单元，5031-输出管，5032-输入管，5033-换向阀，504-变速箱，601-第一待撤支架，602-第二待撤支架，603-第三待撤支架。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

如图1~3所示，一种适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置，包括固定梁单元1、第一调向传动模块2、第二调向传动模块4、牵引拉力器5和传动链条3；固定梁单元1包括固定梁102、推移接孔101和安装孔103；当传动链条3与第一调向传动模块2啮合时形成待撤支架抽出工序；当传动链条3与第二调向传动模块4啮合时形成待撤支架调向工序。其中，在抽出和调向的工作中，该传动链条3始终处于牵引拉力器5将链条收回的状态，传动链条3在牵引拉力器5的作用下，由左向右收回。在本实例中，靠近第一调向传动模块2的方向为左方向。

固定梁102的同一侧面（第一侧面）上依次设置第一调向传动模块2、第二调向传动模块4和牵引拉力器5。依次设置的含义为：如图1所示，沿该侧面的长度方向，第一调向传动模块2、第二调向传动模块4和牵引拉力器5依次设置；第一调向传动模块2、第二调向传动模块4和牵引拉力器5安装于同一侧面上。

固定梁102设置第一调向传动模块2的一段上开设用于连接推移装置的推移连接孔，推移连接孔位于第一调向传动模块2远离第二调向传动模块4的一侧。固定梁102连接上述侧面（第一侧面）的一梁面上开设用于连接第一调向传动模块2、第二调向传动模块4和牵引拉力器5的多个安装孔103，以根据巷道情况和待撤支架的分布情况，调整第一调向传动模块2、第二调向传动模块4和牵引拉力器5两两之间的安装距离。

第一调向传动模块2包括一可拆卸地安装于固定梁102上的调向桩滑块201；调向桩滑块201上固定一调向桩202，调向桩202上安装一平行于上述侧面（第一侧面）的第一调向链轮204；调向桩202上转动设置第一安全盖203；第一安全盖203上开设供传动链条3穿过的第一穿入孔和第一穿出孔。其中，第一调向链轮204和链条轮的啮合情况如图5所示。

具体的，调向桩滑块201与上述一安装孔103实现可拆卸地连接。抽出工序中，将传动链条3啮合至第一调向链轮204上后，将第一安全盖203盖合在调向桩202上，传动链条3在第一穿入孔和第一穿出孔内移动。因此，第一安全盖203的作用是防止传动链条3滑落。第一穿出孔的下端敞开，由图2可知；第一穿入孔的下端同样敞开，以保证第一安全盖203盖合后，传动链条3在牵引拉力器5的作用下正常传动。

第二调向传动模块4与固定梁102转动连接；第二调向传动模块4的固定端延伸出固定梁102。具体的，第二调向传动模块4包括一可拆卸地安装于固定梁102上的调向梁滑块405；调向梁滑块405延伸出固定梁102；调向梁滑块405上转动安装一旋转桩404，旋转桩404上套设一横梁402，横梁402远离旋转柱的一端固定一调向柱406；调向柱406上安装一平行于上述侧面（第一侧面）的第二调向链轮408；调向柱406上转动设置第二安全盖401；第一安全盖203上开设供传动链条3穿过的第二穿入孔和第二穿出孔；横梁402、调向梁滑块405上均开设一对应设置的限位孔。

具体的，调向梁滑块405与上述一安装孔103实现可拆卸地连接。第二安全盖401的结构、作用均与上述第一安全盖203相同。

在本实施例中，当横梁402绕着旋转桩404转至横梁402垂直于固定梁102时，横梁402上的第一限位孔403和调向梁滑块405上的第二限位孔407上下对应，将一销钉插入以穿过第一限位孔403和第二限位孔407，从而限制横梁402继续转动。

牵引拉力器5与一传动链条3啮合；传动链条3的两端均伸出牵引拉力器5，传动链条3伸出牵引拉力器5的一段用于连接各个待撤支架。牵引拉力器5工作时，不断收回传动链条3以将待撤支架抽回和调向。优选地，牵引拉力器5固定于一牵引器滑块501上，牵引器滑块501与固定梁102可拆卸地连接，即牵引器滑块501与上述一安装孔103实现可拆卸地连接。

具体的，牵引拉力器5包括一气液马达502、与气液马达502的输出轴连接的变速箱504；变速箱504的输出轴上设置链轮，以与传动链条3啮合，啮合方式与图5中相同。抽回和调向工作中，气液马达502启动后带动变速箱504旋转，变速箱504内的一内部齿轮旋转以收回传动链条3；当前一个待撤支架运走后，该支架调撤装置整体移动。如图6所示，气液马达502为径向活塞式流压马达，包括配流阀套5021、配流阀5022、流体缸缸体5023、活塞5024、连杆组件5025、曲轴5026和马达机身5027。流体缸缸体5033呈星形布置，其内的活塞5024通过连杆组件5025与曲轴5026的偏心圆柱面连接，配流阀5022与曲轴5026连接并同步旋转，配流阀套5021固定在星形流体缸缸体上，马达机身5025为圆柱形结构，其内嵌着星形流体缸缸体。在本实施例以外的其他实施例中，牵引拉力器5也可以为一直驱马达，直驱马达的输出轴上设置一链轮，以与传动链条3啮合。

可根据采煤工作面铺设管路情况通过换向阀5033切换牵引拉力器5的动力源。具体的，当牵引拉力器5采用高压乳化液驱动时，管路单元503中的输入管5032中为高压乳化液，管路单元503中的输出管5031与采煤工作面的回液管路连接；当气液混合动力牵引装置5采用高压空气时，输入管5032中为高压空气，输出管5031中的低压新鲜风流直接排入采煤工作面、利于降低采煤工作面有害气体浓度；传动链条3不需要贯穿整个采煤工作面，传动效率更高、不会影响其他作业区域的工序施工。

一种适用于高瓦斯矿井的支架调撤方法，基于适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置，如图4所示，包括以下步骤，

步骤1：将支架调撤装置安装至靠近煤壁侧。

具体的，将第一调向传动模块2、第二调向传动模块4和牵引拉力器5分别安装至固定梁102，使得第二调向传动模块4的固定端位于固定梁102和煤壁支架；之后将固定梁102靠近第一调向传动模块2的一端固定至一推移装置。在本实施例中，该推移装置为现有技术中液压支架上的推移气缸，固定梁102与推移气缸的气缸杆连接。

步骤2：将传动链条3啮合至第一调向传动模块2中的第一调向链轮204上，之后将第一待撤支架601固定于传动链条3远离牵引拉力器5的一端。如图4中的（a）示意图。此时，将第一安全盖203盖合在调向桩202上。

步骤3：待撤支架抽出工序：启动牵引拉力器5，传动链条3将第一待撤支架601抽出，如图4中的（b）示意图。

步骤4：停止牵引拉力器5，掀开第一安全盖203，之后将传动链条3从第一调向传动模块2上取下。

步骤5：旋转第二调向传动模块4中的横梁402，横梁402绕着旋转桩404转至横梁402垂直于固定梁102时，横梁402上的第一限位孔403和调向梁滑块405上的第二限位孔407上下对应，将一销钉插入以穿过第一限位孔403和第二限位孔407，从而限制横梁402继续转动。

之后将传动链条3啮合至第二调向传动模块4中的第二调向链轮408上，如图4中的（c）示意图。此时，将第二安全盖401盖合在调向柱406上。

步骤6：待撤支架调向工序：启动牵引拉力器5，传动链条3牵引第一待撤支架601至运输顺槽，当第一待撤支架601和固定梁102平行时，停止牵引拉力器5。图4中的（d）示意图。

步骤7：掀开第二安全盖401，将传动链条3从第二调向传动模块4上取下并拔出销钉，之后旋转第二调向传动模块4以归位，将传动链条3从调向后的第一待撤支架601上取下；图4中的（e）示意图。

步骤8：将调向后的第一待撤支架601由运输顺槽回处移走。

步骤9：动作推移装置，将支架调撤装置朝待撤支架区域移动设定距离，之后停止推移装置。在本实施例中，待撤支架区域内设置第一待撤支架601、第二待撤支架602和第三待撤支架603。

步骤10：重复步骤2~步骤9，以将下一个待撤支架移出。如图4中的（f）示意图中，第二待撤支架602处于步骤2的示意图。

在本实施例中，每次掀开第一安全盖203和第二安全盖401之前，应该反转气液马达502以使得传动链条3松弛，严禁在传动链条3紧绷状态下摘取传动链条3。

综上，本实施例的适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置具有以下优点：

1）该支架调撤装置完成一个待撤支架的抽出、调向后，其他设备将待撤支架移走，之后该支架调撤装置移动设定距离以靠近下一个待撤支架。由此，本发明中的传动链条3无需贯穿整个采煤工作面，不会影响其他作业区域的工序施工且传动效率高。

2）现有技术中，回柱绞车为电机驱动，在负载过大、操作不恰当时可能发生机电事故，潜藏诱发瓦斯爆炸的风险。而本发明的牵引拉力器5采用气液混合动力驱动而非电力驱动，可直接利用采煤工作面的高压乳化液为该支架调撤装置提供动力，采用高压空气作为动力时可以有效地稀释采煤工作面内的瓦斯浓度，因而本装置的动力来源更加方便、使用更加安全。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置，其特征在于，包括：一固定梁，所述固定梁的同一侧面上依次设置第一调向传动模块、第二调向传动模块和牵引拉力器；

所述第二调向传动模块与所述固定梁转动连接；所述第二调向传动模块的固定端延伸出所述固定梁；

所述牵引拉力器与一传动链条啮合；所述传动链条伸出所述牵引拉力器；

所述传动链条与第一调向传动模块啮合时形成将待撤支架抽出的工序；所述传动链条与所述第二调向传动模块啮合时形成将抽出的待撤支架进行调向的工序。

2.根据权利要求1所述的适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置，其特征在于，所述第一调向传动模块包括一可拆卸地安装于所述固定梁上的调向桩滑块；所述调向桩滑块上固定一调向桩，所述调向桩上安装一平行于所述侧面的第一调向链轮；所述调向桩上转动设置第一安全盖；所述第一安全盖上开设供传动链条穿过的第一穿入孔和第一穿出孔。

3.根据权利要求1所述的适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置，其特征在于，所述第二调向传动模块包括一可拆卸地安装于所述固定梁上的调向梁滑块；所述调向梁滑块延伸出所述固定梁；所述调向梁滑块上转动安装一旋转桩，所述旋转桩上套设一横梁，所述横梁远离旋转柱的一端固定一调向柱；所述调向柱上安装一平行于所述侧面的第二调向链轮；

所述调向柱上转动设置第二安全盖；所述第二安全盖上开设供传动链条穿过的第二穿入孔和第二穿出孔；

所述横梁、调向梁滑块上均开设一对应设置的限位孔。

4.根据权利要求1所述的适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置，其特征在于，所述牵引拉力器固定于一牵引器滑块上，所述牵引器滑块与所述固定梁可拆卸地连接。

5.根据权利要求1所述的适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置，其特征在于，所述固定梁上开设用于连接所述第一调向传动模块、第二调向传动模块和牵引拉力器的多个安装孔。

6.根据权利要求1所述的适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置，其特征在于，所述牵引拉力器包括一气液马达、与所述气液马达的输出轴连接的变速箱；所述变速箱的内部齿轮与所述传动链条啮合。

7.一种适用于高瓦斯矿井的支架调撤方法，基于权利要求1~6之任一项所述的适用于高瓦斯矿井的支架调撤装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将所述支架调撤装置安装至靠近煤壁侧：将所述第一调向传动模块、第二调向传动模块和牵引拉力器分别安装至所述固定梁，使得所述第二调向传动模块的固定端位于固定梁和煤壁支架；之后将所述固定梁靠近第一调向传动模块的一端固定至一推移装置；

步骤2：将传动链条啮合至第一调向传动模块，之后将其中一待撤支架固定于所述传动链条远离牵引拉力器的一端；

步骤3：待撤支架抽出工序：启动所述牵引拉力器，所述传动链条将所述待撤支架抽出；

步骤4：停止所述牵引拉力器，之后将所述传动链条从第一调向传动模块上取下；

步骤5：旋转所述第二调向传动模块，之后将所述传动链条啮合至第二调向传动模块；

步骤6：待撤支架调向工序：启动所述牵引拉力器，所述传动链条牵引所述待撤支架至运输顺槽，之后停止所述牵引拉力器。

8.根据权利要求7所述的适用于高瓦斯矿井的支架调撤方法，其特征在于，步骤6之后进一步包括以下步骤：

步骤7：将所述传动链条从第二调向传动模块上取下，之后旋转所述第二调向传动模块以归位，将所述传动链条从调向后的待撤支架上取下；

步骤8：将调向后的待撤支架由运输顺槽回处移走；

步骤9：动作所述推移装置，将所述支架调撤装置朝待撤支架区域移动设定距离，之后停止所述推移装置；

步骤10：重复步骤2~步骤9，以将下一个待撤支架移出。

9.根据权利要求7所述的适用于高瓦斯矿井的支架调撤方法，其特征在于，所述推移装置为一气缸。

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