CN113882888A - 一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备及控制方法 - Google Patents

一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备及控制方法,整体装置从轴向看呈现为双门式结构,外门支护系统支撑掘进巷道,构成被动支护;外门支护系统由多个支护单元构成,每个支护单元包含:顶端支护系统、侧帮支护系统。内门集成系统位于外门支护系统内部,其中内门集成系统包含:液压自移系统、支架运输系统、锚网铺设系统、锚固系统、液压动力单元。进一步的本发明采用双门式高效快速自循环支护,避免了传统支护装备的重复支护,整机支护效果好、移动效率高、平稳性好;同时,本发明可实现掘进装备、支护装备、锚固装备、铺网装备高效协同作业,提高了综掘工作面的效率。

Description

一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备及控制方法
技术领域
本发明涉及综掘工作面机电装备领域,具体涉及一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备及控制方法,属于支护智能化装备范围。
背景技术
掘进工作面装备协同作业和技术一直是影响煤矿巷道掘进工作面安全生产的关键因素之一,相比采煤工作面装备及其技术,综掘工作面装备仍是未来矿山机电装备供应商的研发热点和矿山开采企业的主要技术需要之一。
目前我国的综掘工作面多采用三种方式:一是采用掘进机掘进配合临时支护,或采用掘锚一体机实现综合掘进。这种方式的主要缺陷在于:掘进、支护作业时间相差大,相比于掘进速度来说,锚固时间占总工作时间的50%~70%,严重影响着整体综掘效率。二是采用掘进机配合快速支护平台和锚护装置或架棚装置协同作业。这在部分矿山开采企业已被证明有良好的技术效果,但同时也存在顶板重复支护导致顶板破碎、支护距离短、智能化水平低等问题,难以实现真正的掘锚支平行作业。三是采用TBM进行掘进作业。其优点是作业自动化、智能化水平高,但其缺陷是投入成本大,掘进灵活性低,难以适应大多数矿山开采企业。
以专利“CN208502820”、“CN110645034”、“CN111425233”、“CN113339026”为代表,提出超前支护装备由单体支护组件构成,各单体支护组件之间通过横向推移液压缸,实现装备的自移。此类方案减缓了频繁使用人工拆卸、搬运、组装支护装备的难题,在一定程度上提高了掘进工作面的工作效率,减轻了煤矿作业人员的劳动强度,然而其仍然存在对顶板的重复支护、装备机动性差、协同作业差等问题。
以专利“CN109026049A”、“CN113187476A”为代表,提出掘锚支一体化装备,临时支护装备通过迈步方式移动,配合掘进机实现掘锚支一体作业,完成综掘巷道作业。此类方案虽然实现了掘锚支一体,但是在巷道顶板支护中存在重复支护问题,且该装备支护效果一般、支护距离较短,难以适应快速掘进。
以专利“CN102913265A”、“CN207297058U”为代表,提出支护装备的液压支架通过在支架门式结构内部设置起吊运输装置,以此来实现液压支架从巷道后侧向工作面移动,以此来解决巷道的反复支撑问题。此类方案在大体上实现了对巷道反复支撑的问题的解决,然而其存在的缺陷仍然制约着支护设备的发展,影响着巷道的支护效果,具体如下:
1)超前支护装备自身结构不合理,加重支架负担,支护效果较差。
上述已公开的超前支护设备均采取在支架“龙门式”结构内部设置起吊运输装置,对支架本身的强度提出了较高的要求,悬挂在门式结构内部的支架对正在产生支护作用的支架有着较大的影响,降低了支架的支护效果,力学性能较差。
2)超前支护装备的起吊运输装置较为复杂,适应性较差。
上述已公开的超前支护装备运输起吊装置结构过于复杂,在条件较为恶劣的井下工作中,抓取装置负担较大,对起吊装置的强度要求高、定位要求高,且支架位置调整较难,因此支架的运输效果一般,从而导致不能及时跟进掘进机,影响整体的成巷效率。
3)超前支护装备与掘进装备协同作业能力差,成巷效率不高。
上述已公开的超前支护装备,由于设备不能实现与掘进装备之间的协同作业,需要单独的设备进行铺网、锚固,进而使综掘工作面装备系统的总体工作性能无法得到充分的发挥,降低了工作面设备的协同作业能力,总体工作效率不高。
本发明提出一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,利用内外门的不同功能且相互协同,实现一种自动化、智能化水平高于上面提到第一种、第二种掘进方式,掘锚支运等工艺高度协同且无重复支护,同时灵活性和适应性高于第三种方式的机械装备及其工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,该装备自动化程度高、适应性强、运动灵活、便于操作,为上述背景技术提供了解决方案。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,整体装置从轴向看呈现为双门式结构,外门支护系统支撑掘进巷道,构成被动支护;外门支护系统由多个支护单元构成,每个支护单元包含:顶端支护系统、侧帮支护系统。内门集成系统位于外门支护系统内部,其中内门集成系统包含:液压自移系统、支架运输系统、锚网铺设系统、锚固系统、液压动力单元。
所述内门集成系统中,液压自移系统安装在运输架的底部,通过两组液压缸的联合作用,使整机实现前后移动;所述支架运输系统安装在所述内门集成系统中,为所述外门支护系统运输支架;所述锚网铺设系统安装在所述运输架前端,为整机系统实现巷道锚网铺设;所述锚固系统安装在所述内门集成系统的运输架尾部,与外门支护系统协同,完成巷道成形作业;所述液压动力单元安装在所述内门集成系统的运输架尾部,为所述锚支护一体化装备提供动力。
所述液压自移系统包括运输架、提升液压缸、背板、提升缸体、提升活塞杆、轨道卡扣、行走轮、推移液压缸、行走轨道。所述提升液压缸安装在运输架的两侧;所述行走轨道安装在提升液压缸上;所述推移液压缸安装在行走轨道上;所述提升液压缸与所述推移液压缸协同工作,配合所述行走轨道完成移动,从而实现整套锚支护装备的前进与后退。
所述顶端支护系统包括顶部液压外筒、顶部液压内筒、顶部短横梁、顶部固定板、支撑液压外筒、支撑液压内筒、支架底脚。所述顶部液压外筒两侧安装有所述顶部液压内筒,所述顶部液压内筒上安装有所述顶部短横梁,所述顶部短横梁上安装有顶部固定板;所述顶部固定板与所述支撑液压内筒相连,所述支撑液压内筒上安装有所述支撑液压外筒;所述支架底脚安装在所述支撑液压内筒的底部。
所述侧帮支护系统包括侧帮支撑板、侧帮导向件、侧帮支撑液压缸、侧帮支撑活塞杆。所述侧帮导向件安装在所述顶部固定板上,所述侧帮支撑板安装在所述侧帮导向件上;所述侧帮支撑液压缸安装在所述顶部固定板上;所述侧帮支撑活塞杆安装在所述侧帮支撑板,配合所述侧帮支撑液压缸实现对侧帮的支护。
所述支架运输系统包括支架内轨道、支架承接台、顶部滚柱、承接活塞杆、承接液压缸、运输车架、运输车轮。所述支架内轨道安装在运输架内部;所述运输车架上安装有运输车轮;所述承接液压缸安装在运输车架上,所述承接活塞杆安装在支架承接台上;所述支架承接台内安装有顶部滚柱。
所述锚网铺设系统包括锚网滚筒、主动轮、从动轮、皮带、滚筒液压马达。所述锚网滚筒安装在运输架的前端;所述的从动轮安装在锚网滚筒上;所述滚筒液压马达安装在运输架前端的平台位置,所述主动轮与滚筒液压马达配合安装;所述皮带连接所述主动轮、从动轮,从而实现对锚网的铺设。
所述锚固系统包括锚固支撑座、锚固主动力系统、锚杆。所述锚固支撑座安装在所述运输架尾部,所述锚固主动力系统安装在所述锚固支撑座上,所述锚杆安装在所述锚固主动力系统上。
一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其行走过程特征包括以下步骤:
S1:整套装备的行走系统由内门集成系统中所述的液压自移系统实现的。初始状态时,所述液压自移系统中的运输架接地,推移液压缸与提升液压缸均不工作,行走轨道不接地。
S2:当装备向前移动时,所述液压行走系统的提升压缸撑起,使所述行走轨道接地,将所述的运输架提升,使运输架离开地面。
S3:安装在所述行走轨道和所述提升液压缸上的推移液压缸,在行走轨道接地后,所述的推移液压缸工作,将所述运输架向前推移,提升液压缸内部的行走轮在行走轨道上滚动,实现装备的前移。
S4:所述运输架被所述推移液压缸推移一个位置后,所述提升液压缸收缩,所述运输架与所述行走轨道同时接地。
S5:此时装备前进一段距离后,所述推移液压缸处于伸长状态;所述提升液压缸收缩将所述行走轨道提升使其不接地。
S6:所述推移液压缸收缩,带动所述行走轨道回到初始位置。重复以上步骤即可实现整套设备的自移行进。
一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其高效快速循环自移支护过程特征包括以下步骤:
S1:整套装备处于初始状态时,所述外门支护系统的所有支护单元均处于工作状态,顶部液压外筒、顶部液压内筒、支撑液压外筒、支撑液压内筒、侧帮支撑缸均处于工作状态,对顶板和侧帮进行支撑。
S2:当所述外门支护系统的最后一节支护单元完成支护作业后,支架运输系统的运输车架移动至最后一节支护单元下方,承接液压缸顶起,对最后一节支护单元进行承接。
S3:当所述支架运输系统到达指定位置并准备承接时,最后一节支护单元两侧的支撑液压外筒、支撑液压内筒收缩,使支护单元落入支架运输系统的支架承接台上;所述顶部液压外筒、顶部液压内筒收缩,最后一节支护单元在顶部滚柱上收缩。
S4:最后一节收缩至尺寸最小时,所述液压自移系统工作,装备前移一段距离,所述支架运输系统将最后一节支护单元运输至运输架的最前端,所述承接液压缸将支护单元提升至指定高度,支护最后一节移至支护第一节进行作业。以此方式循环,最终实现对巷道的高效快速循环自移支护。
与现有的锚支护一体机相比,本发明的有益效果是:
1)本发明采用双门式结构,内外门分工协同作业,其他作业工序对支护作业影响小。
本发明采用双门式结构,将整机拆分为内门集成系统与外门支护系统。相比于现有的循环支护装备,双门式结构更加合理。内门集成系统负责运输支架、锚固作业、铺网作业等;外门支护系统负责对巷道进行支护,避免了支架在进行支护作业时同时担负运输作业,运输、锚护等作业产生的振动等对外门没有影响,所以外门的支护效果良好。
2)本发明采用双门式高效自循环的方式进行支护,有效的避免对巷道顶板、侧帮的造成挤压、滑移破坏。
本发明采用双门式高效自循环的方式对巷道进行支护,当外门支护系统尾部完成支护后,通过内门集成系统中运输架上的运输小车,将支护的最后一节移至第一节进行支护作业,从而实现支护系统的自循环支护作业,避免了传统支护装备重复支护对巷道顶部岩石层的挤压、滑移破坏。
3)本发明可通过加长整体设备的长度实现长距离支护。
本发明在进行巷道作业时,可通过增加临时支护的长度,来实现长距离支护,为锚护作业、除尘作业等预留充分时间和空间,极大的提升了巷道掘进的效率和掘进作业与锚护作业的匹配度。
4)本发明行走系统采用液压系统配合行走导轨工作,行进平稳,极大的降低了装备对巷道底板的破坏。
本发明中,通过安装在运输架两侧的液压缸配合,为整机提供了行进的动力,稳定性强,移动效率高,能够及时跟进掘进机的掘进速度,可在地质条件较差的巷道中移动,适应性强。且整机在移动过程中,支护单元与行走单元相对独立,对正在支护作业的支护单元产生的影响极小。
5)本发明可实现掘进装备、支护装备、锚固装备高效协同作业,煤巷成巷总体工作效率高。
本发明中,运输架前端采取“开口式”,充分预留掘进机工作位置,与掘进机工作互不干扰;装备支护单元与其他单元相对独立,可以实现同步作业,装备本身集成了支护、锚固、铺网等功能,协同作业能力强,成巷效率高。
附图说明
图1本发明的整体结构示意图;
图2本发明的装置在巷道中轴向结构示意图;
图3本发明的支护单元轴向结构示意图;
图4本发明的液压自移系统结构示意图;
图5本发明的运输架结构示意图;
图6本发明的液压自移系统局部结构示意图;
图7本发明的液压自移系统提升液压缸结构示意图;
图8本发明的顶端支护系统在整机中位置结构示意图;
图9本发明的支架与顶端支护系统结构示意图;
图10本发明的侧帮支护系统在整机中位置结构示意图;
图11本发明的侧帮支护系统局部结构示意图;
图12本发明的侧帮支撑板结构示意图;
图13本发明的支架运输系统结构示意图;
图14本发明的运输小车结构示意图;
图15本发明的锚网铺设系统结构局部示意图;
图16本发明的锚固系统安装位置示意图;
图17本发明的锚固系统结构示意图;
图18本发明的液压动力单元在整机中位置结构示意图;
图中各标号表示为:Ⅰ.内门集成系统;Ⅱ.外门支护系统;Ⅱ-Ⅰ.支护单元;1.液压自移系统;1-1.运输架;1-2.提升液压缸;1-2-1.背板;1-2-2.提升缸体;1-2-3.提升活塞杆;1-2-4.轨道卡扣;1-2-5.行走轮;1-3.推移液压缸;1-4.行走轨道;2.顶端支护系统;2-1.顶部液压外筒;2-2.顶部液压内筒;2-3.顶部短横梁;2-4.顶部固定板;2-5.支撑液压外筒;2-6.支撑液压内筒;2-7.支架底脚;3.侧帮支护系统;3-1.侧帮支撑板;3-2.侧帮导向件;3-3.侧帮支撑液压缸;3-4.侧帮支撑活塞杆;4.支架运输系统;4-1.支架内轨道;4-2.支架承接台;4-3.顶部滚柱;4-4.承接活塞杆;4-5.承接液压缸;4-6运输车架;4-7运输车轮;5.锚网铺设系统;5-1.锚网滚筒;5-2.从动轮;5-3.皮带;5-4.主动轮;5-5.滚筒液压马达;6.锚固系统;6-1.锚固支撑座;6-2.锚固主动力系统;6-3.锚杆;7.液压动力单元;
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。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。
参见图1、图2,一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,整体装置从轴向看呈现为双门式结构,其中外门支护系统Ⅱ起支撑掘进巷道的作用,构成巷道的被动支护;外门支护系统Ⅱ由多个支护单元Ⅱ-Ⅰ构成,每个支护单元Ⅱ-Ⅰ包含:顶端支护系统2、侧帮支护系统3。内门集成系统Ⅰ位于外门支护系统Ⅱ内部,其中内门集成系统Ⅰ包含:液压自移系统1、支架运输系统4、锚网铺设系统5、锚固系统6、液压动力单元7。当装置进行作业时,内、外门之间进行协同,内门集成系统Ⅰ负责运输、锚固、铺网等,外门支护系统Ⅱ负责巷道支护。内门集成系统Ⅰ的各个子系统间平行作业,互不干涉。
参见图1、图8、图10、图18,所述内门集成系统Ⅰ中,液压自移系统1安装在运输架1-1的底部,通过两组液压缸的联合作用配合行走轨道1-4,使整机实现前后移动;所述支架运输系统4安装在所述内门集成系统Ⅰ中,通过支架运输系统4中的小车为所述外门支护系统Ⅱ运输支架;所述锚网铺设系统5安装在所述运输架1-1前端,通过锚网滚筒5-1为整机系统实现巷道锚网铺设;所述锚固系统6安装在所述内门集成系统Ⅰ的运输架1-1的尾部,与外门支护系统Ⅱ协同,完成巷道成形作业;所述液压动力单元7安装在所述内门集成系统Ⅰ的运输架1-1尾部,为所述锚支护一体化装备提供动力。
参见图1、图4、图6、图7,所述液压自移系统1包括运输架1-1、提升液压缸1-2、背板1-2-1、提升缸体1-2-2、提升活塞杆1-2-3、轨道卡扣1-2-4、行走轮1-2-5、推移液压缸1-3、行走轨道1-4。所述提升液压缸1-2安装在运输架1-1的两侧;所述行走轨道1-4安装在提升液压缸1-2上;所述推移液压缸1-3安装在行走轨道1-4上;所述提升液压缸1-2与所述推移液压缸1-3协同工作,配合所述行走轨道1-4完成移动,从而实现整套锚支护装备的前进与后退。
参见图8、图9,所述顶端支护系统2包括顶部液压外筒2-1、顶部液压内筒2-2、顶部短横梁2-3、顶部固定板2-4、支撑液压外筒2-5、支撑液压内筒2-6、支架底脚2-7。所述顶部液压外筒2-1两侧安装有所述顶部液压内筒2-2,所述顶部液压内筒2-2上安装有所述顶部短横梁2-3,所述顶部短横梁2-3上安装有顶部固定板2-4;所述顶部固定板2-4与所述支撑液压内筒2-6相连,所述支撑液压内筒2-6上安装有所述支撑液压外筒2-5;所述支架底脚2-7安装在所述支撑液压内筒2-6的底部。
参见图10、图11、图12,所述侧帮支护系统3包括侧帮支撑板3-1、侧帮导向件3-2、侧帮支撑液压缸3-3、侧帮支撑活塞杆3-4。所述侧帮导向件3-2安装在所述顶部固定板上2-4,所述侧帮支撑板3-1安装在所述侧帮导向件3-2上;所述侧帮支撑液压缸3-3安装在所述顶部固定板2-4上;所述侧帮支撑活塞杆3-4安装在所述侧帮支撑板3-1,配合所述侧帮支撑液压缸3-3实现对侧帮的支护。
参见图13、图14,所述支架运输系统4包括支架内轨道4-1、支架承接台4-2、顶部滚柱4-3、承接活塞杆4-4、承接液压缸4-5、运输车架4-6、运输车轮4-7。所述支架内轨道4-1安装在运输架1-1内部;所述运输车架4-6上安装有运输车轮4-7;所述承接液压缸4-5安装在运输车架4-6上,所述承接活塞杆4-4安装在支架承接台4-2上;所述支架承接台4-2内安装有顶部滚柱4-3。支架运输系统4工作时,支架承接台4-2负责承接、撑起最后一节支护单元Ⅱ-Ⅰ;支护单元Ⅱ-Ⅰ通过自身液压缸收缩、伸长,顶部滚柱4-3滚动,从而使支护单元Ⅱ-Ⅰ缩小、放大到固定尺寸,从而进行支护单元Ⅱ-Ⅰ的运输。
参见图15,所述锚网铺设系统5包括锚网滚筒5-1、从动轮5-2、皮带5-3、主动轮5-4、滚筒液压马达5-5。所述锚网滚筒5-1安装在运输架1-1的前端;所述的从动轮5-2安装在锚网滚筒5-1上;所述滚筒液压马达5-5安装在运输架1-1前端的平台位置,所述主动轮5-4与滚筒液压马达5-5配合安装;所述皮带5-3连接所述主动轮5-4、从动轮5-2。当支架向前移动时,滚筒液压马达5-5带动锚网滚筒5-1转动,从而实现对锚网的铺设。
参见图16、图17,所述锚固系统6包括锚固支撑座6-1、锚固主动力系统6-2、锚杆6-3。所述锚固支撑座6-1安装在所述运输架1-1尾部,所述锚固主动力系统6-2安装在所述锚固支撑座6-1上,所述锚杆6-3安装在所述锚固主动力系统6-2上。当外门支护系统Ⅱ进行支护作业时,锚固系统6同时进行工作,对巷道进行锚固作业。
一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其行走过程特征包括以下步骤:
S1:整套装备的行走系统由内门集成系统Ⅰ中所述液压自移系统1实现的。初始状态时,所述液压自移系统1中的运输架1-1接地,提升液压缸1-2与推移液压缸1-3均不工作,行走轨道1-4不接地。
S2:当装备向前移动时,所述液压行走系统1的提升液压缸1-2撑起,使所述行走轨道1-4接地,将所述的运输架1-1提升,使运输架1-1离开地面。
S3:安装在所述行走轨道1-4和所述提升液压缸1-2上的推移液压缸1-3,在行走轨道1-4接地后,所述的推移液压缸1-3工作,将所述运输架1-1向前推移,提升液压缸1-2内部的行走轮1-2-5在行走轨道1-4上滚动,实现装备的前移。
S4:所述运输架1-1被所述推移液压缸1-3推移一个位置后,所述提升液压缸1-2收缩,所述运输架1-1与所述行走轨道1-4同时接地。
S5:此时设备前进一段距离后,所述推移液压缸1-3处于伸长状态;所述提升液压缸1-2收缩将所述行走轨道1-4提升使其不接地。
S6:所述推移液压缸1-3收缩,带动所述行走轨道1-4回到初始位置。重复以上步骤即可实现整套设备的自移行进。
一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其支护过程特征包括以下步骤:
S1:整套装备处于初始状态时,所述外门支护系统Ⅱ的所有支护单元Ⅱ-Ⅰ均处于工作状态,顶部液压外筒2-1、顶部液压内筒2-2、支撑液压外筒2-5、支撑液压内筒2-6、侧帮支撑液压缸3-3均处于工作状态,对顶板和侧帮进行支撑。
S2:当所述外门支护系统Ⅱ的最后一节支护单元Ⅱ-Ⅰ完成支护作业后,支架运输系统4的运输车架4-6移动至最后一节支护单元Ⅱ-Ⅰ下方,承接液压缸4-5顶起,对最后一节支护单元Ⅱ-Ⅰ进行承接。
S3:当所述支架运输系统4到达指定位置并准备承接时,最后一节支护单元Ⅱ-Ⅰ两侧的支撑液压外筒2-5、支撑液压内筒2-6收缩,使支护单元Ⅱ-Ⅰ落入支架运输系统4的支架承接台4-2上;所述顶部液压外筒2-1、顶部液压内筒收缩2-2,最后一节支护单元Ⅱ-Ⅰ在顶部滚柱4-3上收缩。
S4:最后一节收缩至尺寸最小时,所述液压自移系统1工作,装备前移一段距离,所述支架运输系统4将最后一节支护单元Ⅱ-Ⅰ运输至运输架1-1的最前端,所述承接液压缸4-5将支护单元Ⅱ-Ⅰ提升至指定高度,支护最后一节移至支护第一节进行作业。以此方式循环,最终实现对巷道的高效快速循环自移支护。
最后所应说明的是,以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其特征在于:整体装置从轴向看呈现为双门式结构,外门支护系统支撑掘进巷道,构成被动支护;外门支护系统由多个支护单元构成,每个支护单元包含:顶端支护系统、侧帮支护系统。内门集成系统位于外门支护系统内部,其中内门集成系统包含:液压自移系统、支架运输系统、锚网铺设系统、锚固系统、液压动力单元。
2.根据权利要求1所述的一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其特征是:所述内门集成系统中,液压自移系统安装在运输架的底部,通过两组液压缸的联合作用,使整机实现前后移动;所述支架运输系统安装在所述内门集成系统中,为所述外门支护系统运输支架;所述锚网铺设系统安装在所述运输架前端,为整机系统实现巷道锚网铺设;所述锚固系统安装在所述内门集成系统的运输架尾部,与外门支护系统协同,完成巷道成形作业;所述液压动力单元安装在所述内门集成系统的运输架尾部,为所述锚支护一体化装备提供动力。
3.根据权利要求1所述的一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其特征是:所述液压自移系统包括运输架、提升液压缸、背板、提升缸体、提升活塞杆、轨道卡扣、行走轮、推移液压缸、行走轨道。所述提升液压缸安装在运输架的两侧;所述行走轨道安装在提升液压缸上;所述推移液压缸安装在行走轨道上;所述提升液压缸与所述推移液压缸协同工作,配合所述行走轨道,从而实现整套锚支护装备的前进与后退。
4.根据权利要求1所述的一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其特征是:所述顶端支护系统包括顶部液压外筒、顶部液压内筒、顶部短横梁、顶部固定板、支撑液压外筒、支撑液压内筒、支架底脚。所述顶部液压外筒两侧安装有所述顶部液压内筒,所述顶部液压内筒上安装有所述顶部短横梁,所述顶部短横梁上安装有顶部固定板;所述顶部固定板与所述支撑液压内筒相连,所述支撑液压内筒上安装有所述支撑液压外筒;所述支架底脚安装在所述支撑液压内筒的底部。
5.根据权利要求1所述的一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其特征是:所述侧帮支护系统包括侧帮支撑板、侧帮导向件、侧帮支撑液压缸、侧帮支撑活塞杆。所述侧帮导向件安装在所述顶部固定板上,所述侧帮支撑板安装在所述侧帮导向件上;所述侧帮支撑液压缸安装在所述顶部固定板上;所述侧帮支撑活塞杆安装在所述侧帮支撑板,配合所述侧帮支撑液压缸实现对侧帮的支护。
6.根据权利要求1所述的一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其特征是:所述支架运输系统包括支架内轨道、支架承接台、顶部滚柱、承接活塞杆、承接液压缸、运输车架、运输车轮。所述支架内轨道安装在运输架内部;所述运输车架上安装有运输车轮;所述承接液压缸安装在运输车架上,所述承接活塞杆安装在支架承接台上;所述支架承接台内安装有顶部滚柱。
7.根据权利要求1所述的一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其特征是:所述锚网铺设系统包括锚网滚筒、主动轮、从动轮、皮带、滚筒液压马达。所述锚网滚筒安装在运输架的前端;所述的从动轮安装在锚网滚筒上;所述滚筒液压马达安装在运输架前端的平台位置,所述主动轮与滚筒液压马达配合安装;所述皮带连接所述主动轮、从动轮,从而实现对锚网的铺设。
8.根据权利要求1所述的一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其特征是:所述锚固系统包括锚固支撑座、锚固主动力系统、锚杆。所述锚固支撑座安装在所述运输架尾部,所述锚固主动力系统安装在所述锚固支撑座上,所述锚杆安装在所述锚固主动力系统上。
9.一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其特征在于,其行走过程特征包括以下步骤:
S1:整套装备的行走系统由内门集成系统中所述的液压自移系统实现的。初始状态时,所述液压自移系统中的运输架接地,推移液压缸与提升液压缸均不工作,行走轨道不接地。
S2:当装备向前移动时,所述液压行走系统的提升压缸撑起,使所述行走轨道接地,将所述的运输架提升,使运输架离开地面。
S3:安装在所述行走轨道和所述提升液压缸上的推移液压缸,在行走轨道接地后,所述的推移液压缸工作,将所述运输架向前推移,提升液压缸内部的行走轮在行走轨道上滚动,实现装备的前移。
S4:所述运输架被所述推移液压缸推移一个位置后,所述提升液压缸收缩,所述运输架与所述行走轨道同时接地。
S5:此时装备前进一段距离后,所述推移液压缸处于伸长状态;所述提升液压缸收缩将所述行走轨道提升使其不接地。
S6:所述推移液压缸收缩,带动所述行走轨道回到初始位置。重复以上步骤即可实现整套设备的自移行进。
10.一种双门式高效快速循环自移锚支护一体化装备,其特征在于,其高效快速循环自移支护过程特征包括以下步骤:
S1:整套装备处于初始状态时,所述外门支护系统的所有支护单元均处于工作状态,顶部液压外筒、顶部液压内筒、支撑液压外筒、支撑液压内筒、侧帮支撑液压缸均处于工作状态,对顶板和侧帮进行支撑。
S2:当所述外门支护系统的最后一节支护单元完成支护作业后,支架运输系统的运输车架移动至最后一节支护单元下方,承接液压缸顶起,对最后一节支护单元进行承接。
S3:当所述支架运输系统到达指定位置并准备承接时,最后一节支护单元两侧的支撑液压外筒、支撑液压内筒收缩,使支护单元落入支架运输系统的支架承接台上;所述顶部液压外筒、顶部液压内筒收缩,最后一节支护单元在顶部滚柱上收缩。
S4:最后一节收缩至尺寸最小时,所述液压自移系统工作,装备前移一段距离,所述支架运输系统将最后一节支护单元运输至运输架的最前端,所述承接液压缸将支护单元提升至指定高度,支护最后一节移至支护第一节进行作业。以此方式循环,最终实现对巷道的高效快速循环自移支护。
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Citations (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1559257A (zh) * 1967-03-07 1969-03-07
GB8526077D0 (en) * 1984-10-23 1985-11-27 Scharf Gmbh Maschf Transferring support frames
CN101769158A (zh) * 2008-12-30 2010-07-07 三一重型装备有限公司 掘护锚一体化成套设备
CN101967989A (zh) * 2010-08-24 2011-02-09 煤炭科学研究总院太原研究院 履带行走式运锚机
CN102587945A (zh) * 2012-03-09 2012-07-18 山西大同大学 掘进巷道液压迈步式多级临时支护装备
CN102913265A (zh) * 2011-08-04 2013-02-06 郑州四维机电设备制造有限公司 循环自移超前支护液压支架
CN103195457A (zh) * 2013-04-15 2013-07-10 辽宁天安矿山科技有限公司 巷道综掘无退机作业支护方法
CN104314597A (zh) * 2014-11-05 2015-01-28 冀中能源股份有限公司 一种自移式端头液压支架
CN104564050A (zh) * 2015-01-19 2015-04-29 郑东风 一种掘锚平行作业施工工艺及装备
CN104675422A (zh) * 2014-12-26 2015-06-03 安徽理工大学 煤矿巷道掘进工作面临时支护的液压装置
CN105971628A (zh) * 2016-03-31 2016-09-28 中国矿业大学(北京) 掘进巷道临时支护方法
CN106837334A (zh) * 2017-04-11 2017-06-13 中国矿业大学(北京) 一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统
CN107100640A (zh) * 2017-06-02 2017-08-29 沈阳天安科技股份有限公司 履带行走式支架钻装机
CN107965342A (zh) * 2017-12-27 2018-04-27 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 拱形巷道掘进无反复支撑自移成套装置
CN207297058U (zh) * 2017-07-17 2018-05-01 平顶山平煤机煤矿机械装备有限公司 一种软岩矿区巷道用超前循环支护系统
CN108005665A (zh) * 2017-12-28 2018-05-08 石家庄煤矿机械有限责任公司 一种巷道快速综合掘进系统
CN108104853A (zh) * 2017-12-22 2018-06-01 中国矿业大学(北京) 一种全自动化钻锚作业车
CN207454011U (zh) * 2017-10-12 2018-06-05 辽宁鑫丰矿业(集团)有限公司 支架组件及支护装置
CN109026049A (zh) * 2018-08-22 2018-12-18 辽宁工程技术大学 一种迈步式掘支锚联合机组及其使用方法
CN109184691A (zh) * 2018-08-07 2019-01-11 中国矿业大学(北京) 基于机器人化掘支锚联合机组的综掘巷道掘进工艺
CN208502820U (zh) * 2018-05-02 2019-02-15 河南焦煤能源有限公司古汉山矿 一种恒压自移式超前支护液压支架
CN110306999A (zh) * 2019-07-22 2019-10-08 牛一村 门架式掘锚护一体机及其掘锚施工方法
CN110593870A (zh) * 2019-03-12 2019-12-20 张忠国 一种煤矿掘护锚一体机及平行作业的方法
CN110645034A (zh) * 2019-10-29 2020-01-03 辽宁工程技术大学 一种滑移式柔性超前支护机构及方法
CN111058843A (zh) * 2020-01-13 2020-04-24 安徽理工大学 一种综掘工作面单轨式锚支护协作机
CN111119960A (zh) * 2020-01-13 2020-05-08 安徽理工大学 一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人
CN111608705A (zh) * 2020-06-01 2020-09-01 安徽理工大学 一种综掘工作面迈步式锚支护机器人
CN111663897A (zh) * 2020-07-16 2020-09-15 刘禹 一种新型可折叠机载锚护平台
CN111911208A (zh) * 2020-07-16 2020-11-10 西安科技大学 龙门式多钻机并行钻锚机器人
CN111911156A (zh) * 2020-07-16 2020-11-10 西安科技大学 一种龙门式护盾临时支护及钻锚机器人系统
CN112081611A (zh) * 2020-10-10 2020-12-15 安徽理工大学 一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人
CN112096440A (zh) * 2020-10-29 2020-12-18 贵州盘江矿山机械有限公司 一种矿用液压支架的安装平台及自行走的方法
CN112160784A (zh) * 2020-08-13 2021-01-01 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 运输顺槽交替循环支撑式超前支护装置及支护方法
CN112253160A (zh) * 2020-10-28 2021-01-22 中国矿业大学(北京) 煤矿井下无反复支撑快速掘进钻锚成套装备
CN113187476A (zh) * 2021-05-10 2021-07-30 安徽理工大学 一种支撑悬浮式掘锚支作业平台
CN113339026A (zh) * 2021-06-25 2021-09-03 中国矿业大学 一种异形巷道超前支护方法及超前液压支架

Patent Citations (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1559257A (zh) * 1967-03-07 1969-03-07
GB8526077D0 (en) * 1984-10-23 1985-11-27 Scharf Gmbh Maschf Transferring support frames
CN101769158A (zh) * 2008-12-30 2010-07-07 三一重型装备有限公司 掘护锚一体化成套设备
CN101967989A (zh) * 2010-08-24 2011-02-09 煤炭科学研究总院太原研究院 履带行走式运锚机
CN102913265A (zh) * 2011-08-04 2013-02-06 郑州四维机电设备制造有限公司 循环自移超前支护液压支架
CN102587945A (zh) * 2012-03-09 2012-07-18 山西大同大学 掘进巷道液压迈步式多级临时支护装备
CN103195457A (zh) * 2013-04-15 2013-07-10 辽宁天安矿山科技有限公司 巷道综掘无退机作业支护方法
CN104314597A (zh) * 2014-11-05 2015-01-28 冀中能源股份有限公司 一种自移式端头液压支架
CN104675422A (zh) * 2014-12-26 2015-06-03 安徽理工大学 煤矿巷道掘进工作面临时支护的液压装置
CN104564050A (zh) * 2015-01-19 2015-04-29 郑东风 一种掘锚平行作业施工工艺及装备
CN105971628A (zh) * 2016-03-31 2016-09-28 中国矿业大学(北京) 掘进巷道临时支护方法
CN106837334A (zh) * 2017-04-11 2017-06-13 中国矿业大学(北京) 一种综掘巷道多架自移式支锚联合机组系统
CN107100640A (zh) * 2017-06-02 2017-08-29 沈阳天安科技股份有限公司 履带行走式支架钻装机
CN207297058U (zh) * 2017-07-17 2018-05-01 平顶山平煤机煤矿机械装备有限公司 一种软岩矿区巷道用超前循环支护系统
CN207454011U (zh) * 2017-10-12 2018-06-05 辽宁鑫丰矿业(集团)有限公司 支架组件及支护装置
CN108104853A (zh) * 2017-12-22 2018-06-01 中国矿业大学(北京) 一种全自动化钻锚作业车
CN107965342A (zh) * 2017-12-27 2018-04-27 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 拱形巷道掘进无反复支撑自移成套装置
CN108005665A (zh) * 2017-12-28 2018-05-08 石家庄煤矿机械有限责任公司 一种巷道快速综合掘进系统
CN208502820U (zh) * 2018-05-02 2019-02-15 河南焦煤能源有限公司古汉山矿 一种恒压自移式超前支护液压支架
CN109184691A (zh) * 2018-08-07 2019-01-11 中国矿业大学(北京) 基于机器人化掘支锚联合机组的综掘巷道掘进工艺
CN109026049A (zh) * 2018-08-22 2018-12-18 辽宁工程技术大学 一种迈步式掘支锚联合机组及其使用方法
CN110593870A (zh) * 2019-03-12 2019-12-20 张忠国 一种煤矿掘护锚一体机及平行作业的方法
CN110306999A (zh) * 2019-07-22 2019-10-08 牛一村 门架式掘锚护一体机及其掘锚施工方法
CN110645034A (zh) * 2019-10-29 2020-01-03 辽宁工程技术大学 一种滑移式柔性超前支护机构及方法
CN111058843A (zh) * 2020-01-13 2020-04-24 安徽理工大学 一种综掘工作面单轨式锚支护协作机
CN111119960A (zh) * 2020-01-13 2020-05-08 安徽理工大学 一种适用于综掘工作面复杂工况的锚固机器人
US20210215043A1 (en) * 2020-01-13 2021-07-15 Anhui University of Science and Technology Monorail anchoring and supporting cooperative machine for fully mechanized excavation face
CN111608705A (zh) * 2020-06-01 2020-09-01 安徽理工大学 一种综掘工作面迈步式锚支护机器人
CN111911156A (zh) * 2020-07-16 2020-11-10 西安科技大学 一种龙门式护盾临时支护及钻锚机器人系统
CN111911208A (zh) * 2020-07-16 2020-11-10 西安科技大学 龙门式多钻机并行钻锚机器人
CN111663897A (zh) * 2020-07-16 2020-09-15 刘禹 一种新型可折叠机载锚护平台
CN112160784A (zh) * 2020-08-13 2021-01-01 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 运输顺槽交替循环支撑式超前支护装置及支护方法
CN112081611A (zh) * 2020-10-10 2020-12-15 安徽理工大学 一种具有锚、支、护功能的迈步式机器人
CN112253160A (zh) * 2020-10-28 2021-01-22 中国矿业大学(北京) 煤矿井下无反复支撑快速掘进钻锚成套装备
CN112096440A (zh) * 2020-10-29 2020-12-18 贵州盘江矿山机械有限公司 一种矿用液压支架的安装平台及自行走的方法
CN113187476A (zh) * 2021-05-10 2021-07-30 安徽理工大学 一种支撑悬浮式掘锚支作业平台
CN113339026A (zh) * 2021-06-25 2021-09-03 中国矿业大学 一种异形巷道超前支护方法及超前液压支架

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
屠薇薇: "综掘快速支护设备结构轻型化设计与分析", 《中国优秀硕士论文全文库工程科技I辑》, no. 7 *
李悦,等: "综掘巷道快速掘进工艺及钻锚运输车结构设计", 煤矿机械, vol. 42, no. 10 *
杨健健: "巷道智能化掘进的自主感知及调控技术研究进展", 《煤炭学报》, vol. 45, no. 6 *
臧欢欢: "CMM2-15型锚杆钻车掘锚交叉综掘工艺的应用", 《同煤科技》, no. 1 *
陈加胜: "掘进巷道临时支护装备的现状及发展趋势", 《煤矿机械》, vol. 35, no. 5 *
韩玥: "岩巷钻爆法快掘作业线的工程应用研究", 《中国优秀硕士论文全文库工程科技I辑》, no. 4 *
马士秀: "巷道快速掘进与高效支护成套技术装备", 《中国安全生产》, vol. 15, no. 6 *

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