CN112963181B - 一种超前支架顶梁支撑装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超前支架顶梁支撑装置及其使用方法，该装置包括固定在顶梁上的顶升油缸，顶升油缸的活塞柱上端固定中空基座，中空基座内腔设旋转圆盘，旋转圆盘上端面固定旋转轴，旋转轴一端伸出中空基座外固定方形托梁，方形托梁的两端固定平托盘，顶升油缸上设有泄压阀，本装置能够根据超前支架的顶梁升起后与顶板的不同高度调节对应位置顶升油缸活塞杆的伸出长度，灵活适应顶板的起伏，避免超前支架顶梁接顶不严导致的撑顶效果不好的问题；能够通过旋转平托盘改变超前支架支撑顶板的位置，有效避开锚杆、锚索外露端及托盘，不破坏顶板支护结构，降低了超前支架和端头支架之间顶板悬露位置的弯曲下沉危险性。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采领域，具体涉及一种超前支架顶梁支撑装置及其使用方法。
背景技术
随着我国煤矿高产高效的发展，综采工作面机械化程度越来越高，同时因通风、材料运输、设备安装要求，工作面两端回采巷道的断面尺寸越来越大。而工作面回采巷道超前段作为工作面的安全通道，生产人员出入频繁，同时该位置各种生产几点设备布置密集，导致此处环境极其复杂且安全隐患较多，是综采工作面生产的需要重点管理的位置。尤其是下端头超前段，一般靠近临近工作面采空区，经受多次采动影响，超前段围岩应力处于高动态应力作用下，矿压显现往往较为剧烈，作为工作面的咽喉要道，超前段围岩的控制尤其是顶板的控制成为工作面安全生产的重中之重。
《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；综合机械化采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.8m。安全出口和与之相连接的巷道必须设专人维护，发生支架断梁折柱、巷道底鼓变形时，必须及时更换、清挖。”传统的超前段支护方式一般为木垛支护或单体液压支柱配合铰接顶梁进行支护，但是存在支护强度大、支护速度慢、支护强度低等问题，在支护能力、支护高度、支护速度、自动化程度、可操作性、安全性等方面，传统的工作面超前支护方式已经难以适应综采工作面对超前支护的安全高效要求。因此，现在越来越多煤矿的采用迈步式超前液压支架支护管理超前段，实现了自移式、高强度支护，减轻了劳动强度，提高了支护效率。
但是超前支架在现场应用中暴露出诸多缺陷，其中较为突出的主要有两个问题：一是，超前支架顶梁为刚性梁，在回采巷道顶板出现较大起伏时往往出现与顶板点接触，恶化超前支架受力状态，撑顶效果较差；二是迈步前移过程中，每移动一次就要升降至少一次，对顶板进行反复支撑，弱化了顶板的稳定性；同时，超前支架顶梁支撑顶板时不能有效避开顶板的锚杆、锚索支护，高强支撑力会破坏支护结构的外露端，导致支护失效进一步弱化了顶板的稳定性，因此，在综采工作面超前支护中需要一种结构简单、能有效避开顶板支护结构且能与适应顶板起伏的顶板支撑装置。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种超前支架顶梁支撑装置及其使用方法，其能够解决回采巷道顶板起伏不定导致超前支架无法严实撑顶且破坏顶板支护结构的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种超前支架顶梁支撑装置，应用于超前支架的顶梁上，包括固定在顶梁上的顶升油缸，所述顶升油缸的活塞柱上端固定连接中空基座，所述中空基座内腔设有能够旋转的旋转圆盘，所述旋转圆盘上端面中心固定有旋转轴，所述旋转轴远离旋转圆盘的一端伸出中空基座之外固定连接方形托梁，所述方形托梁的两端固定有用于支撑顶板的平托盘，所述顶升油缸上设有泄压阀。
优选地，所述中空基座为圆柱形并且其内腔也为圆柱形，所述平托盘也为圆柱形，所述中空基座与平托盘半径相同。
优选地，所述中空基座、平托盘的圆心共线设置，所述方形托梁的两端点分别与所述中空基座、平托盘的圆心重合。
优选地，所述中空基座内腔填充有润滑油。
优选地，所述超前支架顶梁支撑装置的数量大于等于6，沿顶梁长度方向上均匀布置。
优选地，所述中空基座在顶梁上的布置间距不小于所述超前支架顶梁支撑装置的外轮廓尺寸。
本发明还提供上述超前支架顶梁支撑装置的使用方法，具体包括以下步骤：
S1、在超前支架移动前，打开顶梁上所有顶升油缸的泄压阀，使活塞柱归位至顶升油缸底部；
S2、对超前支架进行泄压以降低超前支架高度，打开超前支架的前移油缸推动其前移至设计支护位置；
S3、根据顶梁上各支撑装置对应顶板区域内支护结构的位置，旋转方形托梁使平托盘避开顶板锚杆或锚索外露部分；
S4、对超前支架的立柱油缸进行注液加压至设计工作阻力，使顶梁升起并与支撑范围内的顶板最低处接顶；
S5、依次对各顶升油缸注液加压，活塞柱伸出使平托盘支撑顶板，形成适应顶板起伏的支撑系统。
本发明的有益效果在于：本发明一方面可以根据超前支架的顶梁升起后与顶板的不同高度调节对应位置顶升油缸活塞杆的伸出长度，灵活适应顶板的起伏，避免超前支架顶梁接顶不严，导致的撑顶效果不好的问题；另一方面通过旋转平托盘改变超前支架支撑顶板的位置，有效避开锚杆、锚索外露端及托盘，不破坏顶板支护结构。本发明降低了超前支架和端头支架之间顶板悬露位置的弯曲下沉危险性。本方法简单、易操作，且该装置易于制作，具有很强的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种超前支架顶梁支撑装置在顶梁上的布置图结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种超前支架顶梁支撑装置在顶梁上的布置图结构示意图（俯视图）；
图3为本发明实施例提供的一种超前支架顶梁支撑装置结构示意图（剖视图）。
附图标记说明：
1-超前支架，1-1顶梁，2-顶升油缸，2-1-泄压阀，2-2活塞柱，3-中空基座，4-旋转圆盘；5-旋转轴，6-方形托梁，7-平托盘，8-润滑油。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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至图3所示，一种超前支架顶梁支撑装置，应用于超前支架1的顶梁1-1上，沿顶梁1-1长度方向上均匀布置6个；该装置包括固定在顶梁1-1上的顶升油缸2，所述顶升油缸2的活塞柱2-2上端固定连接中空基座3，所述中空基座3内腔填充有润滑油8并设有能够旋转的旋转圆盘4，所述中空基座3为圆柱形并且其内腔也为圆柱形，所述旋转圆盘4上端面中心固定有旋转轴5，所述旋转轴5远离旋转圆盘4的一端伸出中空基座3之外固定连接方形托梁6，所述方形托梁6的两端固定有用于支撑顶板的平托盘7，所述平托盘7与中空基座3半径相同，所述顶升油缸2上设有泄压阀2-1。
所述中空基座3、平托盘7的圆心共线设置，所述方形托梁6的两端点分别与所述中空基座3、平托盘7的圆心重合。
所述中空基座3在顶梁1-1上的布置间距不小于装置的外轮廓尺寸，防止相邻两个支撑装置的平托盘7在旋转时互相干扰，两个平托盘7最大距离大于顶梁1-1的宽度，以增加平托盘7的尺寸，增大与顶板的接触面积。
本实施例还提供上述超前支架顶梁支撑装置的使用方法，具体包括以下步骤：
S1、在超前支架1移动前，打开顶梁1-1上所有顶升油缸2的泄压阀2-1，使活塞柱2-2归位至顶升油缸2底部；
S2、对超前支架1进行泄压以降低超前支架1高度，打开超前支架1的前移油缸推动其前移至设计支护位置；
S3、根据顶梁1-1上各支撑装置对应顶板区域内支护结构的位置，旋转方形托梁6使平托盘7避开顶板锚杆或锚索外露部分；
S4、对超前支架1的立柱油缸进行注液加压至设计工作阻力，使顶梁1-1升起并与支撑范围内的顶板最低处接顶；
S5、依次对各顶升油缸2注液加压，活塞柱2-2伸出使平托盘7支撑顶板，形成适应顶板起伏的支撑系统。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种超前支架顶梁支撑装置的使用方法，所述超前支架顶梁支撑装置应用于超前支架（1）的顶梁（1-1）上，包括固定在顶梁（1-1）上的顶升油缸（2），所述顶升油缸（2）的活塞柱（2-2）上端固定连接中空基座（3），所述中空基座（3）内腔设有能够旋转的旋转圆盘（4），所述旋转圆盘（4）上端面中心固定有旋转轴（5），所述旋转轴（5）远离旋转圆盘（4）的一端伸出中空基座（3）之外固定连接方形托梁（6），所述方形托梁（6）的两端固定有用于支撑顶板的平托盘（7），所述顶升油缸（2）上设有泄压阀（2-1），其特征在于，包括以下步骤：
S1、在超前支架（1）移动前，打开顶梁（1-1）上所有顶升油缸（2）的泄压阀（2-1），使活塞柱（2-2）归位至顶升油缸（2）底部；
S2、对超前支架（1）进行泄压以降低超前支架（1）高度，打开超前支架（1）的前移油缸推动其前移至设计支护位置；
S3、根据顶梁（1-1）上各支撑装置对应顶板区域内支护结构的位置，旋转方形托梁（6）使平托盘（7）避开顶板锚杆或锚索外露部分；
S4、对超前支架（1）的立柱油缸进行注液加压至设计工作阻力，使顶梁（1-1）升起并与支撑范围内的顶板最低处接顶；
S5、依次对各顶升油缸（2）注液加压，活塞柱（2-2）伸出使平托盘（7）支撑顶板，形成适应顶板起伏的支撑系统。
2.如权利要求1所述的一种超前支架顶梁支撑装置的使用方法，其特征在于，所述中空基座（3）为圆柱形并且其内腔也为圆柱形，所述平托盘（7）也为圆柱形，所述中空基座（3）与平托盘（7）半径相同。
3.如权利要求1所述的一种超前支架顶梁支撑装置的使用方法，其特征在于，所述中空基座（3）、平托盘（7）的圆心共线设置，所述方形托梁（6）的两端点分别与所述中空基座（3）、平托盘（7）的圆心重合。
4.如权利要求1所述的一种超前支架顶梁支撑装置的使用方法，其特征在于，所述中空基座（3）内腔填充有润滑油（8）。
5.如权利要求1所述的一种超前支架顶梁支撑装置的使用方法，其特征在于，所述超前支架顶梁支撑装置的数量大于等于6，沿顶梁（1-1）长度方向上均匀布置。
6.如权利要求5所述的一种超前支架顶梁支撑装置的使用方法，其特征在于，所述中空基座（3）在顶梁（1-1）上的布置间距不小于所述超前支架顶梁支撑装置的外轮廓尺寸。
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