CN114000906A - 一种抗冲击地压巷道液压支架及其实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗冲击地压巷道液压支架，包括两台相互配合使用的抗冲击地压巷道支架，抗冲击地压巷道支架包括底座、顶梁和设置在底座和顶梁之间的调节机构；调节机构包括左连动机构、右连动机构和设置在左连动机构和右连动机构之间的支撑调节组件；支撑调节组件包括两个前后设置的液压缸。还公开了一种抗冲击地压巷道液压支架的施工方法。本发明重量轻、结构紧凑、体积小、运输方便、操作简单、状态调节方便，两液压缸布置紧凑，形成集中承载格局，支护强度高，抗冲击地压巷道支架顶梁轻、底座重、重心低、底座相比顶梁宽度大，使抗冲击地压巷道支架有较好的横向和纵向稳定性，方便避让巷道顶板的锚杆和锚索支护，对矿井巷道顶板的适应性强。

Description

一种抗冲击地压巷道液压支架及其实施方法

技术领域

本发明涉及矿井开采支护设备技术领域，具体涉及一种抗冲击地压巷道液压支架及其实施方法。

背景技术

随着开采深度的逐渐增大，越来越多的矿井被列为冲击压矿井，根据国家煤矿安全规程要求：“采煤工作面必须加大上下出口和巷道的超前支护范围与强度，弱冲击危险的工作面超前支护长度不得小于70m；厚煤层放顶煤工作面、中等及以上冲击危险的工作面超前支护长度不得小于120m”。

对于冲击压矿井巷道支护面临的问题：1、需采用长距离支护方式，巷道受到冲击压作用的范围内，有可靠的支护；2、支护设备的支护强度高，能承受巷道冲击压的作用；3、有效保护巷道顶板的完整性，避免顶板的提前破坏；4、支护设备稳定性好、可靠性高，能够保证安全生产。

目前巷道支护情况有两种：

一种是常规超前支架，其主要是针对两巷超前支护20米的长度设计的，对于长距离超前支护，带来的问题：1、反复支撑顶板，使顶板提前离层、破坏，造成工作面处两巷顶板严重破坏，不利于顶板管理，且不利于安全生产；2、工作面每推进一步，超前支架均需动作一次，移架时间长，工人劳动强度大；3、布置空间受限，对于运输顺槽，因布置设备多，在转载机起桥段、皮带机段，常规支架因体积大，布置困难。

另一种是单元支架，其由短顶梁、短底座、卡箍、两根立柱和液压系统组成，对于巷道顶、底板情况较好的长距离超前支护使用效果好，但对于顶板破碎，中等以上冲击压的矿井，易出现如下问题：1.顶梁和立柱之间的柱头销易折断；2.冲击压出现后易造成立柱的活柱折弯，影响正常生产，安全性差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种体积小、重量轻、运输方便、机动灵活、稳定性好、支护强度高、可适应冲击压矿井的抗冲击地压巷道液压支架。还提供了一种抗冲击地压巷道液压支架的施工方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种抗冲击地压巷道液压支架，包括两台相互配合使用的抗冲击地压巷道支架，所述抗冲击地压巷道支架包括底座、顶梁和设置在所述底座和顶梁之间的调节机构；所述调节机构包括左连动机构、右连动机构和设置在所述左连动机构和右连动机构之间的支撑调节组件；所述左连动机构包括相互铰接的左上连杆和左后连杆，所述左上连杆的上端与所述顶梁左侧中部铰接，所述左后连杆与底座左侧后部铰接，在所述左上连杆的中下部铰接有左前连杆，所述左前连杆的另一端与底座左侧前部铰接；所述右连动机构包括相互铰接的右上连杆和右后连杆，所述右上连杆的上端与所述顶梁右侧中部铰接，所述右后连杆与底座右侧后部铰接，在所述右上连杆的中下部铰接有右前连杆，所述右前连杆的另一端与底座右侧前部铰接；所述支撑调节组件包括两个前后设置的液压缸。

针对上述技术方案，左上连杆、左前连杆、左后连杆和底座两两相铰接构成左侧四连杆结构，右上连杆、右前连杆、右后连杆和底座两两相铰接构成右侧四连杆结构，通过两侧四连杆结构的约束，保证顶梁不发生左右偏摆，在受到侧向力和顶梁对角作用的扭转载荷时，通过四连杆结构来承受，有效保护液压缸的伸缩杆。通过调整四连杆结构的参数，使抗冲击地压巷道支架的运动曲线近似直线，在两个液压缸的作用下使抗冲击地压巷道支架平稳升降，并通过调整两个液压缸伸缩杆的伸缩长度来改变顶梁前后高低的变化，以适应矿井顶板前后倾角的变化。组件之间通过铰接连接使抗冲击地压巷道支架能适应于冲击压矿井；两个液压缸布局紧凑，形成了集中承载格局，支护强度高。

优选的，在任一所述抗冲击地压巷道支架的底座前端并列设有两个推移千斤顶，所述推移千斤顶的另一端连接着另一个抗冲击地压巷道支架的底座。推移千斤顶将两个抗冲击地压巷道支架连接在一起，通过推移千斤顶推动一个抗冲击地压巷道支架前移，之后在由推移千斤顶拉着另一个抗冲击地压巷道支架前移，实现了两个抗冲击地压巷道支架的交错式向前推进，操作简单，动作安全可靠。另一方面，两个推移千斤顶将前后两台抗冲击地压巷道支架连接在一起，提高了两台抗冲击地压巷道支架的横向抗倾倒能力。两个推移千斤顶和液压缸均是单独控制，可以灵活调整抗冲击地压巷道支架的升降、左右摆动以及顶梁的起伏变化。

优选的，所述顶梁呈窄型箱式结构。减小顶梁的接顶面积，使其有效避让锚杆锚索。

优选的，在所述顶梁底部和底座上方分别设有两个与所述液压缸铰接的柱窝，使液压缸与顶梁和底座之间形成球面副铰接。液压缸承受抗冲击地压巷道支架的主要载荷，可将顶梁受到的载荷传递到底座上，减少对液压缸顶柱处的损伤。

优选的，在所述推移千斤顶的顶端设有十字型连接头。通过连接头可实现抗冲击地压巷道支架的上、下、左、右四个方向的转动。

优选的，所述左上连杆和右上连杆均为窄型箱式结构；所述左前连杆、左后连杆、右前连杆和右后连杆均呈板式结构。在抗冲击地压巷道支架受到侧向力和扭转载荷时能够为其传递载荷，稳定性好。

优选的，所述底座呈箱式结构。增加底座的重量，确保抗冲击地压巷道支架在最低位时整台设备的重心小于最低高度的1/2，使设备搬运、拉移稳定、安全、可靠。

优选的，在所述顶梁和底座的两侧分别设有吊环或起吊孔。方便抗冲击地压巷道支架的搬运。

一种抗冲击地压巷道液压支架的实施方式，包括以下步骤：

（1）两台抗冲击地压巷道支架独立前后布置，第一台抗冲击地压巷道支架在前面，第二台抗冲击地压巷道支架在后面，两台之间留出安全空间，保证第一台抗冲击地压巷道支架降到最低后不与第二台抗冲击地压巷道支架相干涉；

（2）移动时，第一台抗冲击地压巷道支架先不动，保持撑顶顶板状态，第二台抗冲击地压巷道支架的液压缸上腔供液，使顶梁脱离顶板并降到最低状态，采用绞车拖拽、单轨吊吊挂或铲车搬运三种方式中的任一种方式将第二台抗冲击地压巷道支架移动到第一台抗冲击地压巷道支架前方的指定位置，第二台抗冲击地压巷道支架到位后，给其液压缸下腔供液，使顶梁升起接触顶板并撑紧；第一台抗冲击地压巷道支架的液压缸上腔供液，使顶梁脱离顶板并降到最低状态，采用绞车拖拽、单轨吊吊挂或铲车搬运三种方式中的一种方式将第一台抗冲击地压巷道支架移动到第二台抗冲击地压巷道支架前方，与第二台抗冲击地压巷道支架留有安全距离即可，第一台抗冲击地压巷道支架的液压缸下腔供液，使顶梁升起接触顶板并撑紧，回到两台支架的先前状态；

（3）两台抗冲击地压巷道支架采用无反复支撑顶板的方法前移，实现矿井巷道顶板的支护。

一种抗冲击地压巷道液压支架的实施方式，包括以下步骤：

（1）两台抗冲击地压巷道支架的底座之间通过推移千斤顶连接，两台抗冲击地压巷道支架前后布置，第一台在前面，第二台在后面；

（2）移动时，第二台抗冲击地压巷道支架先不动，保持撑顶状态，第一台抗冲击地压巷道支架的液压缸上腔供液，使顶梁下降脱离顶板，操作两台抗冲击地压巷道支架之间的推移千斤顶，通过推移千斤顶的活塞杆伸出，使第一台支架向前移动，移动时注意观察第一台抗冲击地压巷道支架的姿态，在发生偏转时，通过两个推移千斤顶活塞杆伸出长度不同来及时调整其姿态；第一台抗冲击地压巷道支架到位后，给其液压缸下腔供液，使顶梁升起接触顶板并撑紧，第二台抗冲击地压巷道支架的液压缸上腔供液，使顶梁下降脱离顶板，同时动作两架间双推移千斤顶，通过推移千斤顶的活塞杆收回，使第二台抗冲击地压巷道支架前移一个步距，到位后，给其液压缸下腔供液，使顶梁升起接触顶板并撑紧；

（3）两台抗冲击地压巷道支架采用反复支撑顶板的方法前移，实现矿井巷道顶板的支护。

本发明的有益效果是：

本发明重量轻、结构紧凑、体积小、运输方便、操作简单、状态调节方便，两液压缸布置紧凑，形成集中承载格局，支护强度高；抗冲击地压巷道支架顶梁轻、底座重、重心低、底座相比顶梁宽度大，使抗冲击地压巷道支架有较好的横向和纵向稳定性；顶梁接顶面积小，更方便的避让巷道顶板的锚杆和锚索支护；通过调整两液压缸活柱伸出的长度来改变顶梁前后高低变化，可适应顶板前后倾角的变化，对矿井顶板的适应性强。

抗冲击地压巷道支架主体部分只有两个液压缸，其它均为结构件，故障率低，不易损坏，可靠性高。

灵活布局，可随时根据巷道顶底板条件，调整抗冲击地压巷道支架的布局方式，实现反复支撑顶板和无反复支撑顶板的切换。

附图说明

图1是抗冲击地压巷道支架的立体图；

图2是抗冲击地压巷道支架的主视图；

图3是图2中抗冲击地压巷道支架的俯视图；

图4是图2中抗冲击地压巷道支架的左视图；

图5是图4中抗冲击地压巷道支架的K向视图；

图6是图2中抗冲击地压巷道支架的L向视图；

图7是图2中抗冲击地压巷道支架的M向视图；

图8是本发明一实施例的立体图；

图9是本发明一实施例的主视图；

图10是本发明一实施例的俯视图；

图11是本发明另一实施例的立体图；

图12是本发明另一实施例的主视图；

图13是本发明另一实施例的俯视图；

图14是本发明抗冲击地压巷道支架调向的立体图；

图15是图14中抗冲击地压巷道支架的N向视图；

图16是本发明单元式液压支架的重心示意图。

图中：1-顶梁，2-液压缸，3-吊环，4-左上连杆，5-右上连杆，6-左后连杆，7-右后连杆，8-底座，9-左前连杆，10-右前连杆，11-推移千斤顶，12-连接头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

如图1-10所示，一种抗冲击地压巷道液压支架，包括两个相互配合使用的抗冲击地压巷道支架，在任一台抗冲击地压巷道支架的底座8后端并列设有两个推移千斤顶11，在推移千斤顶11的顶端设有十字型连接头12，推移千斤顶11的另一端通过连接头12连接着另一台抗冲击地压巷道支架的底座8。使两台抗冲击地压巷道支架前后布置，第一台在前面，第二台在后面，第一台和第二台之间通过推移千斤顶11和连接头12相连。

抗冲击地压巷道支架包括底座8、顶梁1和设置在底座8和顶梁1之间的调节机构；调节机构包括左连动机构、右连动机构和设置在左连动机构和右连动机构之间的支撑调节组件；左连动机构包括相互铰接的左上连杆4和左后连杆8，左上连杆8的上端与顶梁1左侧中部铰接，左后连杆6与底座8左侧后部铰接，在左上连杆4的中下部铰接有左前连杆9，左前连杆9的另一端与底座8左侧前部铰接。右连动机构包括相互铰接的右上连杆5和右后连杆7，右上连杆5的上端与顶梁1右侧中部铰接，右后连杆7与底座8右侧后部铰接，在右上连杆5的中下部铰接有右前连杆10，右前连杆10的另一端与底座8右侧前部铰接；支撑调节组件包括两个前后设置的液压缸2，液压缸2的岗地铰接在底座8上，液压缸2的活杆与顶梁1铰接。在顶梁1底部和底座8上方分别设有两个与液压缸2铰接的柱窝，使液压缸2与顶梁1和底座8之间形成球面副铰接。

顶梁1呈窄型箱式结构。

左上连杆4和右上连杆5均为窄型箱式结构；左前连杆9、左后连杆6、右前连杆10和右后连杆7均呈板式结构。

底座8呈箱式结构。

从抗冲击地压巷道支架的设计可以得出，如图16所示，抗冲击地压巷道支架在最低位时整台设备的重心小于最低高度的1/2。

在顶梁1和底座8的两侧分别设有吊环3或起吊孔。

实施例2

实施例1中液压支架的实施方式，包括以下步骤：

（1）两台抗冲击地压巷道支架的底座8之间通过推移千斤顶11连接，两台抗冲击地压巷道支架前后布置，第一台在前面，第二台在后面；

（2）移动时，第二台抗冲击地压巷道支架先不动，保持撑顶状态，第一台抗冲击地压巷道支架的液压缸2上腔供液，使顶梁1下降脱离顶板，操作两台抗冲击地压巷道支架之间的推移千斤顶11，通过推移千斤顶11的活塞杆伸出，使第一台支架向前移动，移动时注意观察第一台抗冲击地压巷道支架的姿态，在发生偏转时，通过两个推移千斤顶11活塞杆伸出长度不同来及时调整其姿态，如图14-15所示；第一台抗冲击地压巷道支架到位后，给其液压缸2下腔供液，使顶梁1升起接触顶板并撑紧，第二台抗冲击地压巷道支架的液压缸2上腔供液，使顶梁1下降脱离顶板，同时动作两架间双推移千斤顶11，通过推移千斤顶11的活塞杆收回，使第二台抗冲击地压巷道支架前移一个步距，到位后，给其液压缸2下腔供液，使顶梁1升起接触顶板并撑紧；

（3）两台抗冲击地压巷道支架采用反复支撑顶板的方法前移，实现矿井顶板的支护。

液压支架随着工作面推进一个步距，及时向前移动一个步距，通过反复支撑顶板的方法前移，其首尾相连，不需外界辅助设备的干预即可完成抗冲击地压巷道支架的前移，操作简单，动作安全可靠。

实施例3

本实施例中抗冲击地压巷道支架的结构与实施例1中相一致，与实施例1相比的不同之处在于两个抗冲击地压巷道支架的连接方式和实施方式。如图11-13所示，两台抗冲击地压巷道支架单独独立设置，之间不存在推移千斤顶。

实施例4

实施例3中液压支架的实施方式，包括以下步骤：

（1）两台抗冲击地压巷道支架独立前后布置，第一台抗冲击地压巷道支架在前面，第二台抗冲击地压巷道支架在后面，两台之间留出安全空间，保证第一台抗冲击地压巷道支架降到最低后不与第二台抗冲击地压巷道支架相干涉；

（2）移动时，第一台抗冲击地压巷道支架先不动，保持撑顶顶板状态，第二台抗冲击地压巷道支架的液压缸2上腔供液，使顶梁1脱离顶板并降到最低状态，采用绞车拖拽、单轨吊吊挂或铲车搬运三种方式中的任一种方式将第二台抗冲击地压巷道支架移动到第一台抗冲击地压巷道支架前方的指定位置，第二台抗冲击地压巷道支架到位后，给其液压缸2下腔供液，使顶梁1升起接触顶板并撑紧；第一台抗冲击地压巷道支架的液压缸2上腔供液，使顶梁1脱离顶板并降到最低状态，采用绞车拖拽、单轨吊吊挂或铲车搬运三种方式中的一种方式将第一台抗冲击地压巷道支架移动到第二台抗冲击地压巷道支架前方，与第二台抗冲击地压巷道支架留有安全距离即可，第一台抗冲击地压巷道支架的液压缸下腔供液，使顶梁1升起接触顶板并撑紧，回到两台支架的先前状态；

（3）两台抗冲击地压巷道支架采用无反复支撑顶板的方法前移，实现矿井顶板的支护。

两台抗冲击地压巷道支架采用无反复支撑顶板的方法前移，能够有效保护顶板的完整性，减少对顶板的破坏。通过辅助设备把位于后面的一台抗冲击地压巷道支架搬运到巷道支护的最前端，随着工作面的推进，一次只需将最后一台抗冲击地压巷道支架移动即可，移动支架数量少，工人劳动强度低。

在以上实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件，所涉及的结构设置方式、工作方式或控制方式如无特别说明，均为本领域常规的设置方式、工作方式或控制方式。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种抗冲击地压巷道液压支架，其特征在于，包括两台相互配合使用的抗冲击地压巷道支架，抗冲击地压巷道支架包括底座、顶梁和设置在所述底座和顶梁之间的调节机构；所述调节机构包括左连动机构、右连动机构和设置在所述左连动机构和右连动机构之间的支撑调节组件；所述左连动机构包括相互铰接的左上连杆和左后连杆，所述左上连杆的上端与所述顶梁左侧中部铰接，所述左后连杆与底座左侧后部铰接，在所述左上连杆的中下部铰接有左前连杆，所述左前连杆的另一端与底座左侧前部铰接；所述右连动机构包括相互铰接的右上连杆和右后连杆，所述右上连杆的上端与所述顶梁右侧中部铰接，所述右后连杆与底座右侧后部铰接，在所述右上连杆的中下部铰接有右前连杆，所述右前连杆的另一端与底座右侧前部铰接；所述支撑调节组件包括两个前后设置的液压缸。

2.根据权利要求1所述的抗冲击地压巷道液压支架，其特征在于，在任一抗冲击地压巷道支架的底座后端并列设有两个推移千斤顶，所述推移千斤顶的另一端连接着另一个抗冲击地压巷道支架的底座。

3.根据权利要求1所述的抗冲击地压巷道液压支架，其特征在于，在所述顶梁底部和底座上方分别设有两个与所述液压缸铰接的柱窝，使液压缸与顶梁和底座之间形成球面副铰接。

4.根据权利要求2所述的抗冲击地压巷道液压支架，其特征在于，在所述推移千斤顶的前端设有十字型连接头。

5.根据权利要求1所述的抗冲击地压巷道液压支架，其特征在于，所述左上连杆和右上连杆均为窄型箱式结构；所述左前连杆、左后连杆、右前连杆和右后连杆均呈板式结构。

6.根据权利要求1所述的抗冲击地压巷道液压支架，其特征在于，在所述顶梁和底座的两侧分别设有吊环或起吊孔。

7.一种权利要求1-6任一所述的抗冲击地压巷道液压支架的实施方式，其特征在于，包括以下步骤：

（1）两台抗冲击地压巷道支架独立前后布置，第一台抗冲击地压巷道支架在前面，第二台抗冲击地压巷道支架在后面，两台之间留出安全空间，保证第一台抗冲击地压巷道支架降到最低后不与第二台抗冲击地压巷道支架相干涉；

（2）移动时，第一台抗冲击地压巷道支架先不动，保持撑紧顶板状态，第二台抗冲击地压巷道支架的液压缸上腔供液，使顶梁脱离顶板并降到最低状态，采用绞车拖拽、单轨吊吊挂或铲车搬运三种方式中的任一种方式将第二台抗冲击地压巷道支架移动到第一台抗冲击地压巷道支架前方的指定位置，第二台抗冲击地压巷道支架到位后，给其液压缸下腔供液，使顶梁升起接触顶板并撑紧；第一台抗冲击地压巷道支架的液压缸上腔供液，使顶梁脱离顶板并降到最低状态，采用绞车拖拽、单轨吊吊挂或铲车搬运三种方式中的一种方式将第一台抗冲击地压巷道支架移动到第二台抗冲击地压巷道支架前方，与第二台抗冲击地压巷道支架留有安全距离即可，第一台抗冲击地压巷道支架的液压缸下腔供液，使顶梁升起接触顶板并撑紧，回到两台支架的先前状态；

（3）两台抗冲击地压巷道支架采用无反复支撑顶板的方法前移，实现矿井巷道顶板的支护。

8.一种权利要求1-6任一所述的抗冲击地压巷道液压支架的实施方式，其特征在于，包括以下步骤：

（1）两台抗冲击地压巷道支架的底座之间通过推移千斤顶连接，两台抗冲击地压巷道支架前后布置，第一台在前面，第二台在后面；

（2）移动时，第二台抗冲击地压巷道支架先不动，保持撑顶状态，第一台抗冲击地压巷道支架的液压缸上腔供液，使顶梁下降脱离顶板，操作两台抗冲击地压巷道支架之间的推移千斤顶，通过推移千斤顶的活塞杆伸出，使第一台支架向前移动，移动时注意观察第一台抗冲击地压巷道支架的姿态，在发生偏转时，通过两个推移千斤顶活塞杆伸出长度不同来及时调整其姿态；第一台抗冲击地压巷道支架到位后，给其液压缸下腔供液，使顶梁升起接触顶板并撑紧，第二台抗冲击地压巷道支架的液压缸上腔供液，使顶梁下降脱离顶板，同时动作两架间双推移千斤顶，通过推移千斤顶的活塞杆收回，使第二台抗冲击地压巷道支架前移一个步距，到位后，给其液压缸下腔供液，使顶梁升起接触顶板并撑紧；

（3）两台抗冲击地压巷道支架采用反复支撑顶板的方法前移，实现矿井巷道顶板的支护。

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