CN113738427A - 支护梁、超前支护设备及支护梁循环铺设方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种支护梁、超前支护设备及支护梁循环铺设方法，涉及巷道超前支护技术领域。该支护梁应用于巷道的超前支护，包括第一梁体、第二梁体和第三梁体，第二梁体的两端分别通过一组铰接件与第一梁体及第三梁体的一端铰接，且第一梁体和第三梁体能够朝向第二梁体的同侧转动；第一梁体与第二梁体的铰接处以及第二梁体与第三梁体的铰接处均设有复位件，复位件用于驱动第一梁体、第二梁体和第三梁体转动至共线位置。该超前支护设备包括超前支护装置和上述支护梁。该支护梁循环铺设方法采用上述超前支护设备对其支护梁进行循环铺设。该支护梁应用于超前支护设备时，超前支护装置结构简单、占用空间小、对支护梁循环铺设操作便捷。

Description

支护梁、超前支护设备及支护梁循环铺设方法

技术领域

本发明涉及巷道超前支护技术领域，具体而言，涉及一种支护梁、超前支护设备及支护梁循环铺设方法。

背景技术

在煤矿巷道掘进或开采作业中，对巷道进行超前支护至关重要，其中，利用超前支护装置与支护钢梁配合循环铺设对巷道超前支护已经得到广泛应用，然而现有超前支护装置为了实现对支护钢梁的循环铺设，导致其结构复杂、对巷道空间要求高、铺设操作繁琐。

发明内容

本发明的目的包括提供一种支护梁、超前支护设备及支护梁循环铺设方法，以解决现有超前支护装置为了实现对支护钢梁的循环铺设，导致其结构复杂、对巷道空间要求高、铺设操作繁琐的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供一种支护梁，应用于巷道的超前支护，包括第一梁体、第二梁体和第三梁体，所述第二梁体的两端分别通过一组铰接件与所述第一梁体及所述第三梁体的一端铰接，且所述第一梁体和所述第三梁体能够朝向所述第二梁体的同侧转动；所述第一梁体与所述第二梁体的铰接处以及所述第二梁体与所述第三梁体的铰接处均设有复位件，所述复位件用于驱动所述第一梁体、所述第二梁体和所述第三梁体转动至共线位置。

可选地，两组所述铰接件中，其中一组所述铰接件设于所述第一梁体的底面与所述第二梁体的底面的连接处，另一组所述铰接件设于所述第二梁体的底面与所述第三梁体的底面的连接处。

本发明还提供了一种超前支护设备，包括超前支护装置和上述支护梁，所述超前支护装置包括：夹持翻转组件和四个支撑部件，四个所述支撑部件沿巷道的宽度方向间隔排布，且位于中部的两个所述支撑部件组成主支撑组件，位于两侧的两个所述支撑部件组成辅助支撑组件，所述主支撑组件与所述辅助支撑组件两者之间连接有用于驱动其中一者沿巷道长度方向移动的前行驱动件；

所述支撑部件包括升降支撑架和沿巷道长度方向延伸的承载梁，所述承载梁包括安装于所述升降支撑架顶端的顶梁体、铰接于所述顶梁体前端的前探梁体以及铰接于所述顶梁体后端的后探梁体，所述升降支撑架安装有用于驱动所述前探梁体转动的前转动驱动件以及用于驱动所述后探梁体转动的后转动驱动件；所述支护梁搭接于四个所述支撑部件的承载梁顶部，且所述第二梁体位于所述主支撑组件的两个承载梁之间；

所述夹持翻转组件连接于所述主支撑组件，且位于所述主支撑组件的两个所述支撑部件之间，用于将承载于所述后探梁体上的支护梁夹持放置于所述前探梁体上。

可选地，所述夹持翻转组件包括升降驱动件、移动驱动件和夹持翻转部件，所述夹持翻转部件通过所述升降驱动件和所述移动驱动件连接于所述主支撑组件，其中，所述升降驱动件用于驱动所述夹持翻转部件升降运动，所述移动驱动件用于驱动所述夹持翻转部件于所述承载梁的前端和后端之间移动。

可选地，所述升降支撑架包括升降支撑腿和承载台，所述升降支撑腿包括设于所述承载台顶部的第一伸缩件和设于所述承载台底部的第二伸缩件，所述承载梁安装于所述第一伸缩件的顶端；所述移动驱动件安装于所述承载台，所述夹持翻转部件连接于所述移动驱动件的驱动端，所述第二伸缩件同时作为所述升降驱动件。

可选地，所述移动驱动件包括安装座和两个齿条，两个所述齿条分别安装于所述主支撑组件的两个承载台的内侧壁，且两个所述齿条均沿巷道的长度方向延伸；所述安装座沿巷道宽度方向的两侧均设有驱动马达，所述驱动马达的驱动端连接有齿轮，两个所述齿轮与两个所述齿条一一对应啮合；所述夹持翻转部件连接于所述安装座。

可选地，所述移动驱动件还包括安装于所述安装座的带传送机构，所述带传送机构的传送方向与巷道的长度方向一致；所述夹持翻转部件滑接于所述安装座的顶部，且连接于所述带传送机构的传送带。

可选地，所述夹持翻转部件包括滑动座和铰接于所述滑动座的转动座，所述滑动座滑接于所述安装座的顶部，所述转动座的顶面安装有相对设置的第一夹爪和第二夹爪；所述滑动座安装有翻转驱动件，所述翻转驱动件的驱动端与所述转动座连接，用于驱动所述转动座转动；所述转动座安装有伸缩驱动件，所述伸缩驱动件的驱动端与所述第二夹爪连接，用于驱动所述第二夹爪朝向或背离所述第一夹爪运动。

本发明还提供了一种支护梁循环铺设方法，采用上述超前支护设备，铺设步骤包括：

超前支护装置的四个支撑部件沿巷道的宽度方向并列排布，多个伸展状态的支护梁均沿巷道的宽度方向搭接于四个支撑部件的承载梁顶面，多个支护梁沿巷道的长度方向均匀间隔排布，且支护梁支护巷道的顶板，其中，位于支撑部件后探梁体上的一个支护梁为目标支护梁；

夹持翻转组件的夹持端运动至支撑部件的后探梁体处，并夹持目标支护梁的第二梁体；

四个支撑部件的后转动驱动件均驱动相应的后探梁体向下转动，主支撑组件的升降支撑架下降第一预设距离，夹持翻转组件夹持目标支护梁翻转，使得目标支护梁的底面朝向后方，且目标支护梁的高度与主支撑组件的承载梁高度一致；后转动驱动件驱动相应的后探梁体向上转动复位；

前行驱动件驱动主支撑组件向前移动第二预设距离；主支撑组件的前转动驱动件驱动相应的前探梁体向下转动；

夹持翻转组件夹持目标支护梁朝向主支撑组件的前探梁体移动，移动过程中，目标支护梁的第一梁体和第三梁体分别受到主支撑组件中两个承载梁的干涉而向后翻折呈翻折状态；夹持翻转组件夹持翻折状态的目标支护梁到达前探梁体处后，夹持目标支护梁向前翻转至主支撑组件的前探梁体的上方，目标支护梁的复位件驱动第一梁体和第三梁体转动使得目标支护梁复位至伸展状态，且目标支护梁的底面朝向下方；

主支撑组件的前转动驱动件驱动相应的前探梁体向上转动复位，前探梁体承载目标支护梁；夹持翻转组件松开目标支护梁，并回复初始位置；主支撑组件的升降支撑架上升第一预设距离，前探梁体顶抵目标支护梁支护巷道的顶板；

辅助支撑组件在前行驱动件的驱动下向前移动第二预设距离，从而完成超前支护设备对目标支护梁的单次前移；如此循环，实现对目标支护梁的循环铺设。

可选地，所述夹持翻转组件的夹持端运动至支撑部件的后探梁体处，并夹持目标支护梁的第二梁体的步骤中，包括：

夹持翻转组件的移动驱动件驱动夹持翻转部件移动至支撑部件的后探梁体下方，升降支撑架的第一伸缩件下降第三预设距离，升降支撑架的第二伸缩件上升第四预设距离，且第三预设距离≥第四预设距离，夹持翻转组件上升至目标支护梁所在高度，并夹持目标支护梁；

和/或，所述夹持翻转组件松开目标支护梁，并回复初始位置；主支撑组件的升降支撑架上升第一预设距离，前探梁体顶抵目标支护梁支护巷道的顶板的步骤中，包括：

夹持翻转组件松开目标支护梁，第二伸缩件下降第五预设距离，第一伸缩件上升第六预设距离，且第六预设距离为第五预设距离与第一预设距离之和，主支撑组件的前探梁体抵顶目标支护梁支护巷道的顶板；夹持翻转组件的移动驱动件驱动夹持翻转部件回复至初始位置。

本发明提供的支护梁能够受力翻折并在复位件复位作用下自动复位至伸展状态，该支护梁应用于该超前支护设备中，该超前支护设备的超前支护装置仅通过升降操作以及夹持翻转组件的夹持翻转操作即可实现对支护梁的循环铺设，无需额外的辅助支撑组件对支护梁进行支撑，从而使得超前支护装置及超前支护设备的结构简单，对巷道的占用空间要求降低，且使用过程简化、发生故障的几率大大减小。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的超前支护设备的示意图；

图2为本发明提供的超前支护设备的主视图；

图3为本发明提供的支护梁的第一视角示意图；

图4为本发明提供的支护梁的第二视角示意图；

图5为本发明提供的超前支护设备中支撑部件的示意图；

图6为本发明提供的超前支护设备中夹持翻转组件的第一视角示意图；

图7为本发明提供的超前支护设备中夹持翻转组件第二视角的局部示意图。

附图标记说明：

100-支护梁；110-第一梁体；120-第二梁体；130-第三梁体；140-铰接件；150-复位件；160-凹槽；170-定位槽；180-限位凸台；190-限位凸起；200-夹持翻转组件；210-移动驱动件；211-齿条；212-安装座；2121-容置空间；213-驱动马达；214-带传送机构；2141-传送带；2142-传送驱动件；220-夹持翻转部件；221-滑动座；222-转动座；223-第一夹爪；224-第二夹爪；225-翻转驱动件；226-伸缩驱动件；227-柔性防滑垫；300-主支撑组件；400-辅助支撑组件；500-支撑部件；510-升降支撑架；511-升降支撑腿；5111-第一伸缩件；5112-第二伸缩件；512-承载台；513-支撑脚；520-承载梁；521-前探梁体；522-顶梁体；523-后探梁体；524-定位凸台；530-前转动驱动件；540-后转动驱动件；600-前行驱动件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供一种支护梁100，如图3和图4所示，应用于巷道的超前支护，包括第一梁体110、第二梁体120和第三梁体130，第二梁体120的两端分别通过一组铰接件140与第一梁体110及第三梁体130的一端铰接，且第一梁体110和第三梁体130能够朝向第二梁体120的同侧转动；第一梁体110与第二梁体120的铰接处以及第二梁体120与第三梁体130的铰接处均设有复位件150，复位件150用于驱动第一梁体110、第二梁体120和第三梁体130转动至共线位置。

本实施例提供的支护梁100中，当支护梁100不受外力或仅受到向上的支承力时，第一梁体110、第二梁体120和第三梁体130在两组复位件150的复位作用下呈共线伸展状态，三个梁体近似呈“一”型的横梁。当支护梁100的两侧受到转动作用力时，第一梁体110和第三梁体130在转动作用下能够克服复位件150的复位作用相对第二梁体120转动，且第一梁体110和第三梁体130能够转动至第二梁体120的同侧呈翻折状态，三个梁体近似呈“凵”型的翻折梁；当转动作用力消失后，第一梁体110和第三梁体130能够在各自复位件150的复位作用下转动回复至初始位置，再次呈“一”型的伸展状态。

可选地，本实施例中，两组铰接件140中，其中一组铰接件140设于第一梁体110的底面与第二梁体120的底面的连接处，另一组铰接件140设于第二梁体120的底面与第三梁体130的底面的连接处。当第一梁体110、第二梁体120和第三梁体130具有一定厚度时，三个梁体的铰接端为端面形式，将铰接件140设置在第一梁体110底面和第二梁体120底面的连接处，受第一梁体110铰接端端面以及第二梁体120铰接端端面的干涉限位作用，第一梁体110仅能够相对第二梁体120朝向第二梁体120底面所在方向转动翻折，或在复位件150的复位作用下反方向转动至与第二梁体120共线的位置，且第一梁体110与第二梁体120共线时，第一梁体110的铰接端端面与第二梁体120的铰接端端面能够相互抵接限位，从而提高第一梁体110与第二梁体120的共线精确度及稳定性，减少对复位件150复位精度的要求。类似地，第三梁体130仅能够相对第二梁体120朝向第二梁体120底面所在方向转动翻折，从而保证第一梁体110和第三梁体130均受到转动作用力时能够朝向第二梁体120的同侧转动，且第三梁体130受复位件150的复位作用下转动至与第二梁体120共线的位置时，第三梁体130的铰接端端面能够与第二梁体120的铰接端端面相互抵接限位，从而提高第三梁体130与第一梁体110的共线精确度及稳定性，减少对复位件150复位精度的要求。具体地，复位件150可以选用卷簧。

本实施例化提供一种超前支护设备，如图1、图2和图5所示，包括超前支护装置和上述支护梁100，超前支护装置包括：夹持翻转组件200和四个支撑部件500，四个支撑部件500沿巷道的宽度方向间隔排布，且位于中部的两个支撑部件500组成主支撑组件300，位于两侧的两个支撑部件500组成辅助支撑组件400，主支撑组件300与辅助支撑组件400两者之间连接有用于驱动其中一者沿巷道长度方向移动的前行驱动件600；支撑部件500包括升降支撑架510和沿巷道长度方向延伸的承载梁520，承载梁520包括安装于升降支撑架510顶端的顶梁体522、铰接于顶梁体522前端的前探梁体521以及铰接于顶梁体522后端的后探梁体523，升降支撑架510安装有用于驱动前探梁体521转动的前转动驱动件530以及用于驱动后探梁体523转动的后转动驱动件540；支护梁100搭接于四个支撑部件500的承载梁520顶部，且第二梁体120位于主支撑组件300的两个承载梁520之间；夹持翻转组件200连接于主支撑组件300，且位于主支撑组件300的两个支撑部件500之间，用于将承载于后探梁体523上的支护梁100夹持放置于前探梁体521上。

该超前支护设备应用于巷道的超前支护时，包括支护状态和前移状态，具体地，可以采用以下支护梁循环铺设方法，具体铺设步骤包括：

支护状态时，超前支护装置的四个支撑部件500沿巷道的宽度方向并列排布，多个伸展状态的支护梁100均沿巷道的宽度方向延伸，且支护梁100的底面搭接于四个支撑部件500的承载梁520顶面，其中，支护梁100的第二梁体120位于主支撑组件300的两个承载梁520之间，支护梁100的第一梁体110搭接于一侧的两个支撑部件500上，支护梁100的第三梁体130搭接于另一侧的两个支护梁100上；多个支护梁100沿巷道的长度方向均匀间隔排布，且支护梁100在支撑部件500向上的支撑作用下支护巷道的顶板，其中，位于支撑部件500后探梁体523上的一个支护梁100为目标支护梁。采煤机或挖掘机等可以在巷道中超前支护装置的后方区域进行相应操作。

需要向前移动超前支护设备时，超前支护设备处于前移状态，夹持翻转组件200的夹持端可以运动至支撑部件500的后探梁体523处，并夹持后探梁体523上目标支护梁的第二梁体120。四个支撑部件500的后转动驱动件540均驱动相应的后探梁体523向下转动，主支撑组件300的升降支撑架510下降第一预设距离，主支撑组件300的承载梁520不再支撑支护梁100，辅助支撑组件400的承载梁520保持支撑支护梁100；夹持翻转组件200夹持目标支护梁翻转出支撑部件500的后探梁体523，目标支护梁近似翻转90°，其底面朝向后方，且目标支护梁的高度与主支撑组件300的承载梁520高度一致；随后四个支撑部件500的后转动驱动件540驱动相应的后探梁体523向上转动复位至近似水平状态。随后，前行驱动件600对主支撑组件300和辅助支撑组件400施加前行作用力，由于辅助支撑组件400支撑于支护梁100与巷道的底板之间，而主支撑组件300的顶端为自由状态，则主支撑组件300在前行作用力的推动作用下向前移动第二预设距离，其中，第二预设距离与支护状态中相邻两个支护梁100的间距相等，从而完成主支撑组件300的单次前移。

主支撑组件300的前转动驱动件530驱动相应的前探梁体521向下转动；夹持翻转组件200夹持目标支护梁朝向主支撑组件300的前探梁体521移动，移动过程中，由于目标支护梁的高度与主支撑组件300中承载梁520的高度一致，且目标支护梁的第二梁体120位于主支撑组件300的两个承载梁520之间，则伸展状态的目标支护梁的第一梁体110和第三梁体130分别受到主支撑组件300中两个承载梁520的干涉而向后翻折呈翻折状态；夹持翻转组件200夹持翻折状态的目标支护梁到达前探梁体521处后，夹持目标支护梁向前翻转至主支撑组件300的前探梁体521的上方，目标支护梁不再受到外部的转动作用力，相应地，目标支护梁的复位件150驱动第一梁体110和第三梁体130转动使得目标支护梁复位至呈“一”型的伸展状态，且翻转后目标支护梁的底面再次朝向下方。

主支撑组件300的前转动驱动件530驱动相应的前探梁体521向上转动复位至近似水平状态，前探梁体521承载目标支护梁，目标支护梁的底面搭接于主支撑组件300的前探梁体521顶面；夹持翻转组件200松开目标支护梁，并向后运动至初始位置；主支撑组件300的升降支撑架510上升第一预设距离，主支撑组件300的前探梁体521相对辅助支撑组件400的前探梁体521前移第一预设距离，且主支撑组件300的前探梁体521顶抵目标支护梁支护巷道的顶板，同时，主支撑组件300的顶梁体522和后探梁体523抵顶其余的支护梁100，并且多个支护梁100仍然沿巷道的长度方向均匀间隔排布；此时，位于超前支护装置末端位置的支护梁100移动至其最前端，完成单根支护梁100的前移操作，移动后位于超前支护装置末端位置的支护梁100则成为下一循环操作的目标支护梁。

主支撑组件300和辅助支撑组件400同时支撑支护梁100，随后，辅助支撑组件400的升降支撑架510可以下降一定高度，前行驱动件600对辅助支撑组件400施加前行作用力，辅助支撑组件400在前行作用力的驱动下向前移动第二预设距离，则辅助支撑组件400再次与主支撑组件300并行；然后辅助支撑组件400的升降支撑架510可以上升至初始位置，辅助支撑组件400的承载梁520再次支撑所有的支护梁100，则超前支护设备前行第二预设距离后再次达到支护状态，相应完成超前支护装置对目标支护梁的单次前移，采煤机或挖掘机能够对前行的第二预设距离的区域继续进行相应操作。如此循环，实现超前支护设备的不断前进，以及对目标支护梁的循环铺设。

则将能够受力翻折并在复位件150复位作用下自动复位至伸展状态的支护梁100应用于该超前支护设备中，该超前支护设备的超前支护装置仅通过升降操作以及夹持翻转组件200的夹持翻转操作即可实现对支护梁100的循环铺设，无需额外的辅助支撑组件400对支护梁100进行支撑，从而使得超前支护装置及超前支护设备的结构简单，对巷道的占用空间要求降低，且使用过程简化、发生故障的几率大大减小。

需要说明的是，上述支护梁循环铺设方法中关于铺设步骤的描述前后顺序并不作为实际操作步骤的先后顺序，其中一些步骤可以根据实际操作进行先后顺序的调整。具体地，前转动驱动件530、后转动驱动件540可以选用伸缩油缸、推杆电机、气缸等，通过推动前探梁体521和后探梁体523绕铰接处转动；也可以选用驱动马达213直接带动前探梁体521和后探梁体523绕铰接处转动。

本实施例中，支护梁100的底面可以设有定位结构，定位结构用于对支护梁100的承载位置进行定位。具体地，如图4所示，定位结构可以包括设于支护梁100底面的四个凹槽160，四个凹槽160沿支护梁100的长度方向间隔排布，支护梁100沿巷道的宽度方向搭接于四个支撑部件500的承载梁520时，四个承载梁520一一对应卡入四个凹槽160内，从而于宽度方向对支护梁100搭接于承载梁520的位置进行限位，减少支护梁100偏移情况的发生，相应确保支护梁100对巷道顶板的有效支护。

可选地，如图4所示，定位结构可以包括设于支护梁100底面的四个定位槽170，四个定位槽170一一对应设置于四个凹槽160的槽底；相应地，如图5所示，支撑部件500的承载梁520的顶面设有四个定位凸台524，同一承载梁520上的四个定位凸台524沿其长度方向间隔排布，支护梁100沿巷道的宽度方向搭接于四个支撑部件500的承载梁520时，四个承载梁520上位于同一横向的四个定位凸台524与支护梁100的四个定位槽170一一配合插接，从而将支护梁100进一步限定于承载梁520上，进一步减少支护梁100偏移情况的发生，相应确保支护梁100对巷道顶板的有效支护。较佳地，定位凸台524可以选用外凸的硅胶头，硅胶头与定位槽170配合，两者的柔性配合能够使支护梁100的稳定性更好。

定位结构除采用上述凹槽160和定位槽170的形式外，还可以包括多个限位凸台180，多个限位凸台180沿支护梁100的长度方向间隔排布于支护梁100的底面，当支护梁100搭接于四个支撑部件500的承载梁520时，多个限位凸台180可以一一对应卡设于一个承载梁520的两侧，从而对支护梁100相对承载梁520横向的位置进行限位，以进一步提高支护梁100搭接于承载梁520的稳定性，相应进一步确保支护梁100对巷道顶板的有效支护。具体地，如图4所示，限位凸台180可以为四个。

可选地，本实施例中，如图6和图7所示，夹持翻转组件200可以包括升降驱动件、移动驱动件210和夹持翻转部件220，夹持翻转部件220通过升降驱动件和移动驱动件210连接于主支撑组件300，其中，升降驱动件用于驱动夹持翻转部件220升降运动，移动驱动件210用于驱动夹持翻转部件220于承载梁520的前端和后端之间移动。夹持翻转组件200对目标支护梁进行夹持及移动的过程中，升降驱动件能够对夹持翻转部件220的高度进行控制，移动驱动件210能够对夹持翻转部件220沿承载梁520长度方向的位置进行控制，如移动驱动件210能够驱动夹持翻转部件220到达后探梁体523的下方，升降驱动件驱动夹持翻转部件220上升至目标支护梁所在高度，随后夹持翻转部件220夹持目标支护梁；如夹持翻转部件220夹持目标支护梁并将其翻转放置于主支撑组件300的前探梁体521后，升降驱动件可以驱动夹持翻转部件220下降一定距离，以减少后续移动驱动件210驱动夹持翻转部件220再次移动至后探梁体523时与支护梁100等干涉情况的发生。具体地，升降驱动件和移动驱动件210两者中，第一者可以连接于主支撑组件300，第二者连接于第一者，且升降驱动件可以基于主支撑组件300中升降支撑架510对其高度的调节影响对夹持翻转部件220的高度进行进一步调节。

具体地，本实施例中，如图5所示，升降支撑架510可以包括升降支撑腿511和承载台512，升降支撑腿511包括设于承载台512顶部的第一伸缩件5111和设于承载台512底部的第二伸缩件5112，承载梁520安装于第一伸缩件5111的顶端；移动驱动件210安装于承载台512，夹持翻转部件220连接于移动驱动件210的驱动端，第二伸缩件5112在起到对承载梁520高度调节的基础上，同时作为升降驱动件。这里是升降支撑架510的一种具体形式，其中，第一伸缩件5111和第二伸缩件5112通过伸缩均能够对承载梁520的高度进行调节，且第二伸缩件5112伸缩时，还能够对承载台512的高度进行调节，相应对安装于承载台512的移动驱动件210及夹持翻转部件220的高度进行调节，则第二伸缩件5112一件两用，在起到调节承载梁520高度的作用下，还同时作为夹持翻转组件200的升降驱动件使用，从而提高超前支护装置的结构简单性，减少超前支护装置及超前支护设备占用的空间。较佳地，可以在升降支撑腿511的底端设置支撑脚513，以提高升降支撑架510支撑于巷道底板的稳定性。

具体地，当升降支撑架510和夹持翻转组件200采用上述形式时，支护梁循环铺设方法中，夹持翻转组件200的夹持端运动至支撑部件500的后探梁体523处，并夹持目标支护梁的第二梁体120的步骤中，可以包括：夹持翻转组件200的移动驱动件210驱动夹持翻转部件220移动至支撑部件500的后探梁体523下方，升降支撑架510的第一伸缩件5111缩回第三预设距离，升降支撑架510的第二伸缩件5112上升第四预设距离，且第三预设距离≥第四预设距离，则升降支撑架510的整体高度不变或下降，相应地，主支撑组件300的承载梁520继续向上支撑支护梁100，或承载梁520位置低于支护梁100不再支撑支护梁100；第二伸缩件5112通过承载台512带动夹持翻转组件200的夹持翻转部件220上升至目标支护梁所在高度，夹持翻转部件220随后夹持目标支护梁。

支护梁循环铺设方法中，夹持翻转组件200松开目标支护梁，并回复初始位置；主支撑组件300的升降支撑架510上升第一预设距离，前探梁体521顶抵目标支护梁支护巷道的顶板的步骤中，可以包括：夹持翻转组件200松开目标支护梁，第二伸缩件5112下降第五预设距离，第一伸缩件5111上升第六预设距离，且第六预设距离为第五预设距离与第一预设距离之和，主支撑组件300的前探梁体521抵顶目标支护梁支护巷道的顶板；夹持翻转组件200的移动驱动件210驱动夹持翻转部件220回复至初始位置。第一伸缩件5111和第二伸缩件5112通过上述升降操作后，升降支撑架510的整体高度上升第一预设距离，以使承载梁520上升至能够将支护梁100抵顶于巷道的顶板对其进行支护的高度；同时，第二伸缩件5112下降，相应通过承载台512带动移动驱动件210及夹持翻转部件220下降相同的高度，此时，夹持翻转部件220的高度低于承载梁520，以减少后续移动驱动件210驱动夹持翻转部件220回复至初始位置时与主支撑组件300的承载梁520或支护梁100等干涉情况的发生。

可选地，本实施例中，如图6所示，移动驱动件210可以包括安装座212和两个齿条211，两个齿条211分别安装于主支撑组件300的两个承载台512的内侧壁，且两个齿条211均沿巷道的长度方向延伸；安装座212沿巷道宽度方向的两侧均设有驱动马达213，驱动马达213的驱动端连接有齿轮，两个齿轮与两个齿条211一一对应啮合；夹持翻转部件220连接于安装座212。这里是移动驱动件210的一种具体形式，安装座212承载夹持翻转部件220，需要对夹持翻转部件220进行沿巷道长度方向的移动时，可以开启驱动马达213，驱动马达213带动齿轮转动，齿轮与齿条211啮合，在齿条211的限制作用下，齿轮沿齿条211滚动，从而带动驱动马达213及安装座212沿齿条211的长度方向移动，相应带动夹持翻转组件200移动；其中，通过改变驱动马达213的驱动方向，能够改变安装座212及夹持翻转部件220的移动方向。

具体地，本实施例中，如图6和图7所示，移动驱动件210还可以包括安装于安装座212的带传送机构214，带传送机构214的传送方向与巷道的长度方向一致；夹持翻转部件220滑接于安装座212的顶部，且连接于带传送机构214的传送带2141。带传送机构214运行时，传送带2141能够沿巷道的长度方向带动夹持翻转部件220在其传送行程内移动，则移动驱动件210的齿轮齿条211机构和带传送机构214作为二级传送机构，能够在一定空间内对夹持翻转部件220进行二级传送，即齿轮齿条211机构和带传送机构214沿巷道长度方向的传送行程能够叠加，从而增大对夹持翻转部件220的驱动行程，确保夹持翻转部件220对目标支护梁的传送。

较佳地，如图7所示，安装座212内可以形成容置空间2121，带传送机构214的传送驱动件2142安装于该容置空间2121内，以减少外部因素对传送驱动件2142造成的碰撞损坏等，并且提高夹持翻转组件200的紧凑性，减少其占用的空间，相应进一步减少超前支护设备的体积。具体地，带传送机构214中的传送带2141可以选用齿轮带、普通皮带或绳体等。

具体地，本实施例中，如图6和图7所示，夹持翻转部件220可以包括滑动座221和铰接于滑动座221的转动座222，滑动座221滑接于安装座212的顶部，转动座222的顶面安装有相对设置的第一夹爪223和第二夹爪224；滑动座221安装有翻转驱动件225，翻转驱动件225的驱动端与转动座222连接，用于驱动转动座222转动；转动座222安装有伸缩驱动件226，伸缩驱动件226的驱动端与第二夹爪224连接，用于驱动第二夹爪224朝向或背离第一夹爪223运动。这里是夹持翻转部件220的一种具体形式，其中，伸缩驱动件226通过驱动第二夹爪224运动与第一夹爪223配合，以实现对目标支护梁的夹持和放松；具体地，需要夹持目标支护梁时，伸缩驱动件226可以驱动第二夹爪224朝向第一夹爪223运动，直至第一夹爪223和第二夹爪224夹紧目标支护梁；需要放开目标支护梁时，伸缩驱动件226可以驱动第二夹爪224背离第一夹爪223运动，两者的间距增大，从而放开目标支护梁。翻转驱动件225通过驱动滑动座221绕铰接处相对滑动座221转动，以带动第一夹爪223和第二夹爪224转动，从而实现对目标支护梁的翻转。具体地，伸缩驱动件226和翻转驱动件225可以选用伸缩油缸、推杆电机、气缸等。

可选地，本实施例中，支护梁100的侧壁面可以设有夹持限位结构，夹持限位结构用于对支护梁100的夹持位置进行限位。具体地，如图3和图4所示，夹持限位结构可以包括设于支护梁100侧壁面的限位凸起190，第一夹爪223和第二夹爪224可以通过限位凸台180将支护梁100卡紧对其进行夹持，以提高夹持翻转组件200对支护梁100的夹持牢固度及稳定性；当然，在一些实施例中，夹持限位结构也可以包括与第一夹爪223及第二夹爪224相匹配的夹持槽，夹持时，第一夹爪223和第二夹爪224的端部可以插入相应侧壁面上的夹持槽内对支护梁100进行夹持，以提高夹持翻转组件200对支护梁100的夹持牢固度及稳定性。较佳地，还可以在第一夹爪223和第二夹爪224相向的内侧设置柔性防滑垫227，以进一步提高第一夹爪223和第二夹爪224对支护梁100的夹持牢固度及稳定性。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种支护梁，应用于巷道的超前支护，其特征在于，包括第一梁体(110)、第二梁体(120)和第三梁体(130)，所述第二梁体(120)的两端分别通过一组铰接件(140)与所述第一梁体(110)及所述第三梁体(130)的一端铰接，且所述第一梁体(110)和所述第三梁体(130)能够朝向所述第二梁体(120)的同侧转动；所述第一梁体(110)与所述第二梁体(120)的铰接处以及所述第二梁体(120)与所述第三梁体(130)的铰接处均设有复位件(150)，所述复位件(150)用于驱动所述第一梁体(110)、所述第二梁体(120)和所述第三梁体(130)转动至共线位置。

2.根据权利要求1所述的支护梁，其特征在于，两组所述铰接件(140)中，其中一组所述铰接件(140)设于所述第一梁体(110)的底面与所述第二梁体(120)的底面的连接处，另一组所述铰接件(140)设于所述第二梁体(120)的底面与所述第三梁体(130)的底面的连接处。

3.一种超前支护设备，其特征在于，包括超前支护装置和权利要求1或2所述的支护梁(100)，所述超前支护装置包括：夹持翻转组件(200)和四个支撑部件(500)，四个所述支撑部件(500)沿巷道的宽度方向间隔排布，且位于中部的两个所述支撑部件(500)组成主支撑组件(300)，位于两侧的两个所述支撑部件(500)组成辅助支撑组件(400)，所述主支撑组件(300)与所述辅助支撑组件(400)两者之间连接有用于驱动其中一者沿巷道长度方向移动的前行驱动件(600)；

所述支撑部件(500)包括升降支撑架(510)和沿巷道长度方向延伸的承载梁(520)，所述承载梁(520)包括安装于所述升降支撑架(510)顶端的顶梁体(522)、铰接于所述顶梁体(522)前端的前探梁体(521)以及铰接于所述顶梁体(522)后端的后探梁体(523)，所述升降支撑架(510)安装有用于驱动所述前探梁体(521)转动的前转动驱动件(530)以及用于驱动所述后探梁体(523)转动的后转动驱动件(540)；所述支护梁(100)搭接于四个所述支撑部件(500)的承载梁(520)顶部，且所述第二梁体(120)位于所述主支撑组件(300)的两个承载梁(520)之间；

所述夹持翻转组件(200)连接于所述主支撑组件(300)，且位于所述主支撑组件(300)的两个所述支撑部件(500)之间，用于将承载于所述后探梁体(523)上的支护梁(100)夹持放置于所述前探梁体(521)上。

4.根据权利要求3所述的超前支护设备，其特征在于，所述夹持翻转组件(200)包括升降驱动件、移动驱动件(210)和夹持翻转部件(220)，所述夹持翻转部件(220)通过所述升降驱动件和所述移动驱动件(210)连接于所述主支撑组件(300)，其中，所述升降驱动件用于驱动所述夹持翻转部件(220)升降运动，所述移动驱动件(210)用于驱动所述夹持翻转部件(220)于所述承载梁(520)的前端和后端之间移动。

5.根据权利要求4所述的超前支护设备，其特征在于，所述升降支撑架(510)包括升降支撑腿(511)和承载台(512)，所述升降支撑腿(511)包括设于所述承载台(512)顶部的第一伸缩件(5111)和设于所述承载台(512)底部的第二伸缩件(5112)，所述承载梁(520)安装于所述第一伸缩件(5111)的顶端；所述移动驱动件(210)安装于所述承载台(512)，所述夹持翻转部件(220)连接于所述移动驱动件(210)的驱动端，所述第二伸缩件(5112)同时作为所述升降驱动件。

6.根据权利要求5所述的超前支护设备，其特征在于，所述移动驱动件(210)包括安装座(212)和两个齿条(211)，两个所述齿条(211)分别安装于所述主支撑组件(300)的两个承载台(512)的内侧壁，且两个所述齿条(211)均沿巷道的长度方向延伸；所述安装座(212)沿巷道宽度方向的两侧均设有驱动马达(213)，所述驱动马达(213)的驱动端连接有齿轮，两个所述齿轮与两个所述齿条(211)一一对应啮合；所述夹持翻转部件(220)连接于所述安装座(212)。

7.根据权利要求6所述的超前支护设备，其特征在于，所述移动驱动件(210)还包括安装于所述安装座(212)的带传送机构(214)，所述带传送机构(214)的传送方向与巷道的长度方向一致；所述夹持翻转部件(220)滑接于所述安装座(212)的顶部，且连接于所述带传送机构(214)的传送带(2141)。

8.根据权利要求6所述的超前支护设备，其特征在于，所述夹持翻转部件(220)包括滑动座(221)和铰接于所述滑动座(221)的转动座(222)，所述滑动座(221)滑接于所述安装座(212)的顶部，所述转动座(222)的顶面安装有相对设置的第一夹爪(223)和第二夹爪(224)；所述滑动座(221)安装有翻转驱动件(225)，所述翻转驱动件(225)的驱动端与所述转动座(222)连接，用于驱动所述转动座(222)转动；所述转动座(222)安装有伸缩驱动件(226)，所述伸缩驱动件(226)的驱动端与所述第二夹爪(224)连接，用于驱动所述第二夹爪(224)朝向或背离所述第一夹爪(223)运动。

9.一种支护梁循环铺设方法，其特征在于，采用权利要求3-8任一项所述的超前支护设备，铺设步骤包括：

超前支护装置的四个支撑部件(500)沿巷道的宽度方向并列排布，多个伸展状态的支护梁(100)均沿巷道的宽度方向搭接于四个支撑部件(500)的承载梁(520)顶面，多个支护梁(100)沿巷道的长度方向均匀间隔排布，且支护梁(100)支护巷道的顶板，其中，位于支撑部件(500)后探梁体(523)上的一个支护梁(100)为目标支护梁(100)；

夹持翻转组件(200)的夹持端运动至支撑部件(500)的后探梁体(523)处，并夹持目标支护梁(100)的第二梁体(120)；

四个支撑部件(500)的后转动驱动件(540)均驱动相应的后探梁体(523)向下转动，主支撑组件(300)的升降支撑架(510)下降第一预设距离，夹持翻转组件(200)夹持目标支护梁(100)翻转，使得目标支护梁(100)的底面朝向后方，且目标支护梁(100)的高度与主支撑组件(300)的承载梁(520)高度一致；后转动驱动件(540)驱动相应的后探梁体(523)向上转动复位；

前行驱动件(600)驱动主支撑组件(300)向前移动第二预设距离；主支撑组件(300)的前转动驱动件(530)驱动相应的前探梁体(521)向下转动；

夹持翻转组件(200)夹持目标支护梁(100)朝向主支撑组件(300)的前探梁体(521)移动，移动过程中，目标支护梁(100)的第一梁体(110)和第三梁体(130)分别受到主支撑组件(300)中两个承载梁(520)的干涉而向后翻折呈翻折状态；夹持翻转组件(200)夹持翻折状态的目标支护梁(100)到达前探梁体(521)处后，夹持目标支护梁(100)向前翻转至主支撑组件(300)的前探梁体(521)的上方，目标支护梁(100)的复位件(150)驱动第一梁体(110)和第三梁体(130)转动使得目标支护梁(100)复位至伸展状态，且目标支护梁(100)的底面朝向下方；

主支撑组件(300)的前转动驱动件(530)驱动相应的前探梁体(521)向上转动复位，前探梁体(521)承载目标支护梁(100)；夹持翻转组件(200)松开目标支护梁(100)，并回复初始位置；主支撑组件(300)的升降支撑架(510)上升第一预设距离，前探梁体(521)顶抵目标支护梁(100)支护巷道的顶板；

辅助支撑组件(400)在前行驱动件(600)的驱动下向前移动第二预设距离，从而完成超前支护设备对目标支护梁(100)的单次前移；如此循环，实现对目标支护梁(100)的循环铺设。

10.根据权利要求9所述的支护梁(100)循环铺设方法，其特征在于，所述夹持翻转组件(200)的夹持端运动至支撑部件(500)的后探梁体(523)处，并夹持目标支护梁(100)的第二梁体(120)的步骤中，包括：

夹持翻转组件(200)的移动驱动件(210)驱动夹持翻转部件(220)移动至支撑部件(500)的后探梁体(523)下方，升降支撑架(510)的第一伸缩件(5111)下降第三预设距离，升降支撑架(510)的第二伸缩件(5112)上升第四预设距离，且第三预设距离≥第四预设距离，夹持翻转组件(200)上升至目标支护梁(100)所在高度，并夹持目标支护梁(100)；

和/或，所述夹持翻转组件(200)松开目标支护梁(100)，并回复初始位置；主支撑组件(300)的升降支撑架(510)上升第一预设距离，前探梁体(521)顶抵目标支护梁(100)支护巷道的顶板的步骤中，包括：

夹持翻转组件(200)松开目标支护梁(100)，第二伸缩件(5112)下降第五预设距离，第一伸缩件(5111)上升第六预设距离，且第六预设距离为第五预设距离与第一预设距离之和，主支撑组件(300)的前探梁体(521)抵顶目标支护梁(100)支护巷道的顶板；夹持翻转组件(200)的移动驱动件(210)驱动夹持翻转部件(220)回复至初始位置。

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