CN1149664A - 液压掩护式支架 - Google Patents

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Abstract

掩护式支架包括：底板处的主滑撬5、液压立柱6、由液压立柱6支撑的顶梁7以及在连杆10上导向的掩护梁8。在主顶梁7上铰接有超前顶梁24，可移动的滑移顶梁25在超前滑移顶梁24上被引导。在主滑撬5之前与其间隔一段距离地设置超前滑撬21，并且通过水平摆动轴22使滑撬21与推移作用缸3的伸出部分相连接。铰接于超前滑撬21上的超前支架立柱23支撑着滑移顶梁25。在推移期间，超前滑橇21的滑橇头部被从底板上抬起。

Description

液压掩护式支架
本发明涉及一种用于长壁工作面全面采矿法的液压掩护式支架，在顶板处该支架具有一个由可调的立柱支承的顶梁和一个可垂直摆动地与该顶梁连接的、可在工作面方向上拉出的超前滑移顶梁，该超前滑移顶梁的可拉出的支撑框架形结构的滑移顶梁至少由一根超前支架立柱支撑，其中倾斜设置的掩护梁铰接于主顶梁采空区侧的端部上，并通过一个四连杆双纽线导向机构的连杆可垂直摆动地于底板处的主滑橇上引导，一个液压可调的推移作用缸支承在主滑橇上。
德国杂志Gluckauf 119(1983)自第925页起公开了对液压掩护式支架发展具有权威性的指标，即直至工作面处对顶板的支撑、开采装置与支架的相互作用以及减少支架的重量。那些由于在开采之后对工作面支护滞后、对工作面的支撑力不足以及在工作面推进的时候对顶板的反复支撑所产生的工作面顶板冒落都是构成伤害运输系统的原因。悬臂梁，尤其是在掩护式支架的主顶梁上移动的、可以在工作面方向上拉出的滑移顶梁可以减少从工作面至顶梁前端的距离并且避免支护滞后。
推荐一种两部分组成的掩护式支架，在顶板处该支架具有一个主顶梁和一个滑移顶梁，并且在底板处具有一个在工作面侧通过一个滑移滑橇加长的滑橇，该滑橇通过一个双纽线导向机构的连杆和一个倾斜设置的掩护梁与主顶梁相连接，一根支撑在滑橇上的立柱支撑主顶梁，而另一根支撑在滑移滑橇上的立柱支撑着滑移顶梁。在深深地进入主顶梁之中的滑移顶梁之间以及深深地进入滑橇之中的滑移滑橇之间分别连接一个上推移作用缸和一个下推移作用缸。在这种方法中，利用推移作用缸使由滑移滑橇、滑移顶梁和前立柱组成的工作面侧的支架前部相对于采空区侧的后部支架移动，这样便在支架力的作用下，即顶梁和滑橇在顶板和底板之间拖扯地实现“带压”移架。
由于长的滑橇和长的顶梁的原因，使这种支架不适于交变的厚煤层工作面和软的阶梯状底板。由于在顶板和底板之间进行带压移架的时候必须克服很高的摩擦力，所以推移步骤是在很困难的情况下进行的。此外，为了可以使主顶梁在推移顶梁上推移并使滑橇在推移滑橇上推移，当为了推移采空区的支架而必须使伸出的前立柱至少部分地丧失支撑力的时候，又会丢失超前支撑的优点。
由于松软阶梯状的底板妨碍滑橇头部的运行，所以掩护式支架的移动主要由它所妨碍。为此，应该为滑橇设置各种样的抬橇装置。典型地可以由德国专利DE-3835525中得知：在滑橇之下设置一个铰接于摆动支承中的、具有一个可竖起的端部的抬橇板。一个在垂直位置中支承于滑橇上的作用缸可以使抬橇板处于斜位置，这样就可以使滑橇在前部区域中稍稍从底板上抬起。但是这种多少被利用的机构并不因此而特别有效，因为在松软的底板的情况下，抬橇板的头部本身就会压入底板中。
德国专利DE-3813195A1中建议了一种用于井下采煤的刨煤装置，利用这种装置，掩护式支架的设置于工作面上的回采立柱和带有工作面运输机的工作面侧刨煤机导链架一个推移单元。在常规结构中由立柱、主顶梁、掩护梁、双纽线导向机构、主滑橇和推移机构组成的掩护式支架在采空区侧由沿着工作面铺设的运输机设置并通过推移作用缸与运输机相连。在主顶梁上于工作面侧分别铰接一个超前滑移顶梁，该滑移顶梁的可伸出的滑移梁由与之相连的回采工作面立柱支撑，该立柱在运输机和刨煤机导链架设置于运输机的工作面侧。但是，具有这种立柱布置形式的支架的使用的可能性只限于刨煤机驱动装置，因为在掏槽工作中在运输机上的采煤机的导向是以无支柱的回采工作线为前提的。在开采期间为了推移运输机必须使工作面支柱卸载，这样恰恰在这个关键的步骤中在很宽的区域中顶板处于没有支架顶梁的超前支护的状态。
基于上述现有技术，本发明的目的在于提供一种掩护式支架，这种支架可以在工作面附近以较高的支撑力及早地、耐久地支撑裸露的顶板。
根据本发明这样解决上述目的，超前支架立柱在设置于工作面上的运输机的采空区侧支撑在一个超前滑橇上，该超前滑橇通过一根水平摆动轴与推移作用缸连接并且可以相对主滑橇移动，在推移超前支架立柱的时候，可以利用通过摆动轴相间一段距离固定的摆动千斤顶使具有滑橇头部的超前滑橇摆动。
在本发明的一种有利的扩展结构中，推移作用缸嵌在一个设置于底板上的中间板上，该中间板在超前滑橇的摆动轴处与铰接体铰接且其构成用于抓住超前滑橇上的摆动作用缸的支座。
本发明遵循古老的矿工规则，根据该规则：必须用立柱及时保护裸露的空间。在工作面侧于主滑橇之前支承于超前滑橇上的立柱和铰接于主顶梁上的可拉出的悬臂梁构成一种超前支架，该支架可以直接在回采之后单自推移进自由区并支撑于其中，以便及时地以较高的支撑力大面积地支撑裸露的顶板。在推移期间，这种超前支架由设置在采空区侧的掩护式支架的构件支撑并引导，这些构件用于掩护(顶梁和掩护梁)、稳定(双纽线导向)和移位(推移机构)。
设置两个在推移方向上前后布置并且通过一个拉和推作用缸相互连接的构件，这些构件相互独立地利用各自的支撑立柱支撑顶板并以一定的时间间隔通过相互支撑而相互推移。用于一种只包含很少部件的超前支架移位的时间周期很短。所以，相邻排列的掩护式支架的超前支架能够快速顺序推移，并且在采煤机的牵引速度比较高的情况下直接在采煤机通过之后支撑裸露的顶板本身。由于采空区侧的掩护结构可以间隔一段时间跟上，所以工作面的回采推进速度便不再取决于支架的推移速度。作为减少支架重量的一个先决条件，由支架中的立柱的布置形成一种均匀的由此也是适宜的、由立柱施加于欲支撑的顶板区域中的支撑力分区。
利用一个在铰接轴上张紧的摆动作用缸使在工作面侧铰接于伸出的推移作用缸上的超前滑橇可垂直摆动。为了推移超前支架，超前支架立柱卸载后同时随着伸出的推移作用缸使摆动作用缸加载伸出，从而使超前滑橇围绕摆动轴摆动，并且以其滑橇头部从底板上抬起。现在，超前支架带着在工作面侧向上指向的超前滑橇推移，该滑橇在推移时在底板的松软矿石和不平整的面(阶梯)上升起。超前支架构件相对采空区侧掩护构件成比例减少的重量仅以减小的阻力阻止超前滑橇的这种升起，而这种阻力是不会影响推移步骤的。超前支架顺利地一个接一个地移位，并直接在采掘之后以超前支架立柱的全部支承力支承顶板。最后，进行采空区掩护支架的基本上缓慢的移位，并且如果有必要的话可以在工作面的多个位置上进行，而不会妨碍在工作面上进行的采掘工作。这样，作为本发明的一个重要的优点，就是避免了顶板岩石的松动，因为由掩护支架支撑的顶板面积在工作面推移运输机期间不会卸载，而是保持全部支撑力。
下面对附图的描述将解释符合本发明目的的特征。为了改善稳定性可以将以单数的形式给出的构件，例如立柱设置成两个。
下面将根据在附图中表示的实施例详细描述本发明的特征。其中：
图1表示根据本发明的掩护式支架在移动前于推移装置之上处于初始状态的侧视图；
图2表示与图1相对应的掩护式支架底板侧构件的俯视图；
图3表示在工作面侧超前支架构件向前伸出时掩护式支架的侧视图；
图4表示与图3相对应的掩护式支架底板侧构件的俯视图。
液压迈步式支架由两个可以相对相互推移的部件，即一个超前支架1和一个掩护支架2组合而成，这两个支架通过位于底板处的推移机构3和位于顶板处的可拉出的超前滑移顶梁4相互连接。
在传统的结构形式中，掩护支架2由两个在推移方向上并列平行设置于底板上的主滑橇5构成，在这两个主滑橇上分别设有一根用于支撑主顶梁7的液压高度可调立柱6。一个向着采空区倾斜的掩护梁8用水平连接铰链9铰接在主顶梁7采空区侧的端部，并且总是由两个在主滑橇5上前后排列且指向相互平行的四连杆双纽线连杆导向机构的连杆10可垂直偏转地引导。用平衡作用缸11稳定连接铰链9，该作用缸位于主顶梁7和掩护梁8之间并固定于两者之下。
推移机构3设置于两个主滑橇5之间的中间位置上，并且在掩护支架2中支撑在一个横向平衡杆12上，平衡杆在采空区侧铰接地与滑橇相互连接。推移机构3的推移作用缸13包括一根向工作面方向(向左)伸出的活塞杆14，作用缸13支撑在一个导向框架15中，在采空区侧用一根垂直铰接轴16将框架15固定在横向平衡杆12上。将活塞杆14以及两根在导向框架15的两外侧可滑动导向的导向杆17在工作面侧固定在一块设在底板上的中间板18上。中间板18在工作面侧在超前滑橇21的摆动支承20抓住铰接体19。超前滑橇21与中间板18的连接由一根水平穿过铰接体19和摆动支承20的铰接轴22完成。
超前滑橇21是超前支架1的构件，另外超前支架1还包括至少一根，如在本实施例中是两根支撑在超前滑橇21上、液压高度可调的超前支架立柱23和在工作面方向上可拉出的超前滑移顶梁4。超前滑移顶梁4由一个内置的超前顶梁24和一个在超前顶梁24的轮廓上可滑移导向的支承框架式滑动顶梁25构成。该滑动顶梁25在工作面方向上可由一个支承在超前顶梁24上的推进作用缸26拉出。通过一根水平铰接轴27将超前顶梁24可垂直摆动地铰接于主顶梁7的靠近工作面侧的端部上，利用一个限位作用缸28稳定上述铰链。限位千斤顶位于铰接轴27之下并连接于主顶梁7和超前顶梁24上。超前支架立柱23在滑动顶梁25的下侧于一个图中未表示的顶梁支承处支撑着滑动顶梁25。
在超前支架立柱23卸载时，可以利用两个相互平行设置的摆动千斤顶29使超前滑橇21在摆动支承20处绕摆动轴22摆动。摆动作用缸29的一端相距摆动轴22有一段垂直距离支撑在中间板18上，其另一端支撑在超前滑橇21的托架30中。
根据本发明的掩护式支架沿着工作面的回采工作线一个挨一个地排布，其超前支架1单独地、一个挨一个地、直接在回采之后或者在采煤机通过之后在工作面方向止移动一个步距，该步距由推移作用缸13的推移行程决定。在图1和2所示的构件的初始状态中，通过收缩推移作用缸13和滑动顶梁25将主滑橇5拉至超前滑橇21附近。图中没有表示在掩护式支架之前设置在工作面上的运输机和可于该运输机上运行的采煤机。
直接在回采之后在工作面的一个裸露区域中进行推移步骤。使超前支架立柱23卸载并使其稍稍缩入一点而使超前滑移顶梁4脱离顶板。通过同步控制使推移作用缸13和推进作用缸26同步伸出，对支撑在中间板18上的摆动作用缸29同时进行加载并使其缩回。这样，超前滑橇21便绕着摆动轴22摆动并使滑橇头部从底板上抬起。在超前支架1的整个推移过程中，超前滑橇21保持向上指向的倾斜状态，这样，该滑橇便可抬高到底板的粗糙表面上并抬过松软的散落矿石。通过使推进作用缸26伸出，也可以使脱离顶板的滑移顶梁25在超前顶梁24上滑动地伸出。推移步骤期间，超前支架1支撑在固定住的掩护支架2上，并由此主要通过铰接于主滑橇5上的悬臂梁4基本上在推移方向上移动，还可以利用在图中没有表示的导向杆或类似物在底板上实现导向。
掩护支架2紧接着超前支架1移动，超前支架1用于再回缩的推移千斤顶13和推进作用缸26的支承。在回拉期间，超前顶梁24又进入撑在顶板上的滑移顶梁25。假如立柱6相应地缩回，已经导入固定的超前顶梁24中的滑移顶梁25通过铰接轴27也可以作为用于使主滑橇5在工作面侧抬起的支承。在掩护支架2移动时，不会形成顶板恶化，因为悬臂的顶板区域没有卸载。

Claims (5)

1.用于长壁式采煤工作面的液压掩护式支架，在顶板处具有一个由高度可调的立柱支承的顶梁和一个与该顶梁可垂直摆动地连接的、可在工作面方向上拉出的超前滑移顶梁，该超前滑移顶梁的可拉出的框架形结构的滑移顶梁至少由一根超前支架立柱支撑，其中倾斜设置的掩护梁铰接于主顶梁采空区侧的端部上，并通过一个四连杆双纽线导向机构的连杆可垂直摆动地于底板处的主滑橇上引导，一个液压可调的推移作用缸支承在主滑橇上，其特征在于，超前支架立柱(23)在设置于工作面上的运输机的采空区侧支撑在一个可调滑橇(21)上，该超前滑橇通过一根水平摆轴(22)与推移作用缸(13)连接并且可以相对主滑橇(5)移动，在推移超前支架立柱(23)的时候，可以利用相对摆动轴(22)相间一段距离固定的摆动作用缸(29)使超前滑橇(21)的滑橇尖部摆动。
2.如权利要求1所述的掩护式支架，其特征在于，推移作用缸(13)嵌在一个设置于底板上的中间板(18)中，该中间板在超前滑橇(21)的摆动轴(22)处以铰接体(19)铰接于超前滑橇(21)的摆动轴(22)处且其构成用于抓住超前滑橇(21)上的摆动作用缸(29)的支座。
3.如权利要求1和2所述的掩护式支架，其特征在于，以一种已知的方式将推移作用缸(13)在推移装置(3)中支承于两个主滑橇(5)之间，推移装置支撑在将两个主滑橇(5)在采空区侧相互连接的横向平衡杆(12)的中部，与推移作用缸(13)平行地可在推移装置(3)滑动地导向的导向杆(17)固定在中间板(18)上。
4.如权利要求1至3之一所述的掩护式支架，其特征在于，在超前滑橇(21)推移期间摆动作用缸(29)拉紧。
5.如权利要求1至4之一所述的掩护式支架，其特征在于，两根超前支架立柱(23)并排设置于超前滑橇(21)上。
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