CN112576293B - 运输巷道支护运一体化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种运输巷道支护运一体化系统，包括锚固支架、超前支架和端头支架，超前支架上连接有转载机运输槽和破碎机；锚固支架设置于转载机运输槽和皮带机自移机尾之间，锚固支架的推移锚固点设置在转载机运输槽的起桥段下方；超前支架为滑移式支架，主架和副架交替式行进实现超前支架的整体行进，主架的底座与转载机运输槽或破碎机固定；破碎机设置于第一组超前支架和第二组超前支架之间，破碎机的驱动机构斜置且设于破碎机主体的上方；端头支架通过推移千斤顶与转载机运输槽连接。该系统取消了转载机的自移机构，借助超前支架的动力行进，简化设备，同时结构紧凑，占用巷道空间更小。

Description

运输巷道支护运一体化系统
技术领域
本发明涉及煤矿综采领域，具体的说，涉及了一种运输巷道支护运一体化系统。
背景技术
煤矿综采、综放工作面运输巷道的加强支护（含端头支护和超前支护）一直是影响煤炭安全、高效开采的重要环节，《煤矿安全规程》规定：采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20m范围内，必须加强支护；《国家煤矿安监局关于加强煤矿冲击地压防治工作的通知》对于具有冲击地压规定矿井规定，有冲击危险的采煤工作面安全出口与巷道连接处超前支护范围不得小于70米，综采放顶煤工作面或具有中等及以上冲击危险区域的采煤工作面安全出口与巷道连接处超前支护范围不得小于120米，超前支护优先采用液压支架。运输巷道所要求的加强支护范围内通常布置转载机、破碎机、转载机自移机构、皮带机自移机尾和皮带机等运输设备。
近年来，国内外综采、综放工作面常用的两架一组式、整体龙门式、滑移式和门式等多种运输巷道支护设备与运输设备之间通常不连接，或者简单的采用销孔连接，并且在巷道宽度方向和巷道长度方向均留有一定的安全间隙和运动空间，以便支护设备和运输设备能够按照生产工艺的要求正常移动。
目前，仅有少数的专利文献公开了运输巷道支运一体化的设备，如专利CN202010212281.2（运输顺槽运-支一体化超前支护系统）公布了一种通过在转载机上方增设辅运系统来实现门形超前支架循环前移的运输顺槽运-支一体化超前支护系统，用于解决运输顺槽无反复支撑超前支护问题。该专利公布的运输顺槽运-支一体化超前支护系统的仅采用转载机上方的辅运系统转运超前支架，超前支架和转载机上方的辅运系统仍是独立的个体，并没有实现运输巷道支护系统和运输系统的真正意义上的一体化。
煤矿综采、综放工作面运输巷道支护设备（端头支架、超前支架等）和运输设备（转载机、转载机自移机构、破碎机、皮带机自移机尾、皮带机等）同时布置，但多种设备各自为战，单个设备的外形轮廓尺寸大，且多个设备之间的配套关系和运动关系复杂，存在以下七大问题：
（1）设备对巷道宽度要求高；
（2）设备操作繁琐、效率低；
（3）支护设备反复支撑巷道顶板，对顶板破坏严重；
（4）支护设备不能有效控制底臌；
（5）转载机自移机构及破碎机段无法布置超前支架；
（6）支护设备和运输设备容易干涉或制约，工作面无法正常推进；
（7）难于实现自动化控制。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种无释压支护，操作性能更好，运动关系简化，能有效控制底臌、占用空间更小、自动化程度更高的运输巷道支护运一体化系统。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种运输巷道支护运一体化系统，包括自前而后布置的锚固支架、至少一组超前支架和端头支架，所述超前支架上连接有转载机运输槽和破碎机；
所述锚固支架设置于转载机运输槽和皮带机自移机尾之间，所述锚固支架的推移锚固点设置在转载机运输槽的起桥段下方；
所述超前支架为滑移式支架，所述超前支架包括主架和副架，所述主架和副架交替式行进实现超前支架的整体行进，所述主架的底座与转载机运输槽或破碎机固定，所述副架的底座与转载机运输槽/破碎机分体设置；
所述破碎机设置于第一组超前支架和第二组超前支架之间，所述破碎机的驱动机构斜置且设于破碎机主体的上方以使破碎机长度和宽度收缩，第二组超前支架的前端设有用于防护破碎机的护顶板，所述护顶板延伸至破碎机的前端边界处；
所述端头支架通过推移千斤顶与转载机运输槽连接。
基上所述，所述主架和副架均包括底座、立柱、横梁、纵梁和垂直导向梁，所述立柱用于主架和副架的升降，所述主架和副架之间通过推移千斤顶连接，当所述主架/副架下降时，所述副架/主架的横梁作为承托主架/副架的支撑，使所述主架/副架离地。
基上所述，所述超前支架为滑移式超前支架，所述底座上设置垂直导向套，所述垂直导向梁插装在所述垂直导向套内，所述立柱为液压立柱，对称的安装在所述垂直导向梁的两侧，立柱的顶端通过销轴与垂直导向梁连接，立柱的底端通过销轴与底座连接。
基上所述，所述转载机运输槽为不带动力的槽结构，所述转载机运输槽与主架的底座焊接固定。
基上所述，所述转载机运输槽的槽体为C形可更换槽。
基上所述，所述超前支架上主架和副架的纵梁均布置在锚杆之间，所述锚固支架上的顶梁布置在锚杆之间。
基上所述，它还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括可视化控制主架、控制器、驱动器、控制阀、压力传感器、位移传感器、倾角传感器和报警灯；所述倾角传感器安装在超前支架上，用于检测工作面的倾角状态；所述位移传感器设置在锚固支架、超前支架和端头支架的推移千斤顶内，用于检测各个支架的位移状态；所述压力传感器设置在各支架的立柱上，用于获取立柱承载的压力；所述控制阀设置在泵站的管路上，用于控制乳化液的走向；所述驱动器用于各个动力元件的驱动；所述控制器用于获取传感器数据和发送指令，所述可视化控制主架用于设置参数、展示工况状态以及向控制器发出指令。
基上所述，所述转载机运输槽和破碎机分别固定在相邻两套超前支架的主架上。
基上所述，所述超前支架靠近人行通道的一侧设置侧护板。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明将超前支架的底座与转载机运输槽或破碎机一体化设计，将转载机的自移机构去除，解决了传统转载机和破碎机处无法布置超前支架的问题，也解决了转载机运输槽和破碎机行进的问题；
简化了设备构造，减少驱动组件，降低了控制难度；
采用紧凑型破碎机，使破碎机的上方可覆盖护顶板，破碎机的侧面不占用人行通道，空间利用率更高，安全性更好；
锚固支架的推移锚固点设置在转载机运输槽起桥段下方，以转载机运输槽为支点，配合超前支架的行走和端头支架的行走，实现协同步进；
整个行进过程做到对巷道的无释压支护，减缓反复支撑；
转载机运输槽与超前支架一体，有效压制巷道地面向上臌起，降低巷道维修工作量，提高作业安全性；
所有的支护梁设于锚杆之间，不与基础支护发生干涉，避免破坏巷道原有的基本支护系统，实现巷道支护和基本支护的耦合；
具备自动化控制能力和报警能力，减少人员参与。
进一步的，转载机运输槽的槽体设计为可更换的C形槽，有效降低中部槽磨损导致的维修成本。
进一步的，设置一套控制系统，辅以成套的传感器，根据传感器的参数，实现多设备间的协同行进，提升设备的自动化程度。
进一步的， 在人行通道一侧设置侧护板，防护人行通道的安全性。
附图说明
图1是本发明中运输巷道支护运一体化系统的整体结构图。
图2是本发明中运输巷道支护运一体化系统中超前支架的主视图。
图3是本发明中运输巷道支护运一体化系统中超前支架的侧视图。
图4是本发明中运输巷道支护运一体化系统中超前支架的俯视图。
图中：1.超前支架；2.转载机运输槽；3.主架；4.副架；5.主架的底座；6.副架的底座；7.立柱；8.横梁；9.纵梁；10.垂直导向梁；11.垂直导向套；12.推移千斤顶；13.锚固支架；14.端头支架；15.破碎机；16.皮带机自移机尾；17.护顶板；18.侧护板。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1-图4所示，一种运输巷道支护运一体化系统，包括自前而后布置的锚固支架13、至少一组超前支架1、端头支架14和泵站，所述超前支架1上连接有转载机运输槽2和破碎机15；
所述锚固支架13设置于转载机运输槽2和皮带机自移机尾16之间，所述锚固支架的推移锚固点设置在转载机运输槽的起桥段下方；
所述超前支架1为滑移式支架，所述超前支架1包括主架3和副架4，所述主架3和副架4交替式行进实现超前支架1的整体行进，所述主架3的底座与转载机运输槽2或破碎机15固定，所述副架4的底座与转载机运输槽/破碎机分体设置；
所述破碎机15设置于第一组超前支架和第二组超前支架之间，所述破碎机的驱动机构斜置且设于破碎机主体的上方以使破碎机长度和宽度收缩，第二组超前支架的前端设有用于防护破碎机的护顶板17，所述护顶板延伸至破碎机15的前端边界处，斜置以后，破碎机的长度变短，使得顶护板17可以覆盖破碎机，保护破碎机不被落石砸坏，同时，破碎机横向变窄，减少了占道面积，保障人行通道的宽度；
所述端头支架通过推移千斤顶与转载机运输槽连接。
其中，所述主架和副架均包括底座、立柱7、横梁8、纵梁9和垂直导向梁10，所述立柱7用于主架和副架的升降，所述主架3和副架4之间通过推移千斤顶12连接，当所述主架/副架下降时，所述副架/主架的横梁作为承托主架/副架的支撑，使所述主架/副架离地。
所述超前支架为滑移式超前支架，所述底座上设置垂直导向套11，所述垂直导向梁10插装在所述垂直导向套11内，所述立柱7为液压立柱，对称的安装在所述垂直导向梁10的两侧，立柱7的顶端通过销轴与垂直导向梁连接，立柱的底端通过销轴与底座连接。
在实际应用时，超前支架通常会设置多组，第一组中主架的底座5可以连接转载机运输槽2，第二组中主架的底座6可以安装破碎机。
为简化设备的控制，所述转载机运输槽2为不带动力的槽结构，所述转载机运输槽与主架的底座焊接固定，为为了降低设备的维护成本，所述转载机运输槽的槽体为C形可更换槽。
为了防止超前支架与原有支护系统的干涉，所述超前支架上主架和副架的纵梁均布置在锚杆之间，所述锚固支架上的顶梁布置在锚杆之间。
所述转载机运输槽和破碎机分别固定在相邻两套超前支架的主架上。
为了保护人行通道的安全性，所述超前支架靠近人行通道的一侧设置侧护板。
为了方便转载机运输槽上链条的检修，在副架的底座上对应转载机运输槽设置开天窗槽。
工作原理：
初始：采煤机割煤，锚固支架13、超前支架1和端头支架14处于支护状态，锚固支架13和超前支架1的推移千斤顶处于收回状态，端头支架14推移千斤顶处于伸出状态。
第一步：锚固支架13降、移、升，锚固支架13向前移动一个步距，锚固支架推移千斤顶处于伸出状态。
第二步：滑移式超前支架1主架降立柱，主架3顶梁和横梁下降，主架3顶梁被担在副架4横梁上之后，继续降立柱，提转载机离地一定距离。
第三步：锚固支架13、滑移式超前支架1的副架4和端头支架14的推移千斤顶协同驱动转载机和滑移式超前支架1的主架3先前移动一个步距，移动到位后升立柱，转载机落地，滑移式超前支架主架接顶。此时锚固支架13和端头支架14的推移千斤顶处于收回状态，滑移式超前支架的推移千斤顶处于伸出状态。
第四步：第一组滑移式超前支架1的副架4降立柱，副架4顶梁和横梁下降，副架4顶梁被担在主架1横梁上之后，继续降立柱，提副4架底座离地一定距离。然后将第一组滑移式超前支架1的推移千斤顶活塞杆收回，驱动第一组滑移式超前支架副架移动到位，移动到位后升立柱，底座落地，纵梁接顶。此时滑移式超前支架的推移千斤顶处于收回状态。
第五步：第二组滑移式超前支架和第三组滑移式超前支架依次降移升，动作步骤同第一组滑移式超前支架（三组滑移式超前支架的副架也可以同时移动）。
第六步：端头支架降、移、升，端头支架向前移动一个步距，端头支架推移千斤顶处于伸出状态。
通过以上动作完成一个循环过程。
其它实施例中，它还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括可视化控制主架、控制器、驱动器、控制阀、压力传感器、位移传感器、倾角传感器和报警灯；所述倾角传感器安装在超前支架上，用于检测工作面的倾角状态；所述位移传感器设置在锚固支架、超前支架和端头支架的推移千斤顶内，用于检测各个支架的位移状态；所述压力传感器设置在各支架的立柱上，用于获取立柱承载的压力；所述控制阀设置在泵站的管路上，用于控制乳化液的走向；所述驱动器用于各个动力元件的驱动；所述控制器用于获取传感器数据和发送指令，所述可视化控制主架用于设置参数、展示工况状态以及向控制器发出指令。
通过自动化的控制系统，从传感器处获取设备的状态信息，在通过控制器和驱动器发送动作指令，实现多设备间的协同控制。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种运输巷道支护运一体化系统，其特征在于：包括自前而后布置的锚固支架、至少一组超前支架和端头支架，所述超前支架上连接有转载机运输槽和破碎机；
所述锚固支架设置于转载机运输槽和皮带机自移机尾之间，所述锚固支架的推移锚固点设置在转载机运输槽的起桥段下方；
所述超前支架为滑移式支架，所述超前支架包括主架和副架，所述主架和副架交替式行进实现超前支架的整体行进，所述主架的底座与转载机运输槽或破碎机固定，所述转载机运输槽为不带动力的槽结构，所述副架的底座与转载机运输槽/破碎机分体设置；
所述破碎机设置于第一组超前支架和第二组超前支架之间，所述破碎机的驱动机构斜置且设于破碎机主体的上方以使破碎机长度和宽度收缩，第二组超前支架的前端设有用于防护破碎机的护顶板，所述护顶板延伸至破碎机的前端边界处；
所述端头支架通过推移千斤顶与转载机运输槽连接。
2.根据权利要求1所述的运输巷道支护运一体化系统，其特征在于：所述主架和副架均包括底座、立柱、横梁、纵梁和垂直导向梁，所述立柱用于主架和副架的升降，所述主架和副架之间通过推移千斤顶连接，当所述主架/副架下降时，所述副架/主架的横梁作为承托主架/副架的支撑，使所述主架/副架离地。
3.根据权利要求2所述的运输巷道支护运一体化系统，其特征在于：所述超前支架为滑移式超前支架，所述底座上设置垂直导向套，所述垂直导向梁插装在所述垂直导向套内，所述立柱为液压立柱，对称的安装在所述垂直导向梁的两侧，立柱的顶端通过销轴与垂直导向梁连接，立柱的底端通过销轴与底座连接。
4.根据权利要求3所述的运输巷道支护运一体化系统，其特征在于：所述转载机运输槽为不带动力的槽结构，所述转载机运输槽与主架的底座焊接固定。
5.根据权利要求4所述的运输巷道支护运一体化系统，其特征在于：所述转载机运输槽的槽体为C形可更换槽。
6.根据权利要求5所述的运输巷道支护运一体化系统，其特征在于：所述超前支架上主架和副架的纵梁均布置在锚杆之间，所述锚固支架上的顶梁布置在锚杆之间。
7.根据权利要求6所述的运输巷道支护运一体化系统，其特征在于：它还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括可视化控制主架、控制器、驱动器、控制阀、压力传感器、位移传感器、倾角传感器和报警灯；所述倾角传感器安装在超前支架上，用于检测工作面的倾角状态；所述位移传感器设置在锚固支架、超前支架和端头支架中的推移千斤顶内，用于检测各个支架的位移状态；所述压力传感器设置在各支架的立柱上，用于获取立柱承载的压力；所述控制阀设置在泵站的管路上，用于控制乳化液的走向；所述驱动器用于各个动力元件的驱动；所述控制器用于获取传感器数据和发送指令，所述可视化控制主架用于设置参数、展示工况状态以及向控制器发出指令。
8.根据权利要求7所述的运输巷道支护运一体化系统，其特征在于：所述转载机运输槽和破碎机分别固定在相邻两套超前支架的主架上。
9.根据权利要求8所述的运输巷道支护运一体化系统，其特征在于：所述超前支架靠近人行通道的一侧设置侧护板。
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Application publication date: 20210330

Assignee: ZHENGZHOU COAL MACHINERY INTEGRATED EQUIPMENT Co.,Ltd.

Assignor: ZHENGZHOU COAL MINING MACHINERY GROUP Co.,Ltd.

Contract record no.: X2024980005343

Denomination of invention: Integrated system for supporting and transporting transportation tunnels

Granted publication date: 20220708

License type: Exclusive License

Record date: 20240508