CN116146233A - 一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构，应用在煤矿巷道挖掘的技术领域，其包括立柱导向架和设于所述立柱导向架上的支承组件，所述支承组件的两侧各设有一支护组件，所述支护组件与用于开采煤矿的巷道的内壁适配贴合，所述支护组件与所述支承组件之间通过活动组件相连。本申请具有满足不同截割巷道的撑顶要求，实现同一撑顶推进机构适应不同巷道形状、不同巷道尺寸使用要求的效果。

Description

一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构

技术领域

本申请涉及煤矿巷道挖掘的技术领域，尤其是涉及一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构。

背景技术

在挖掘煤矿时，首先需要在矿山中挖掘巷道，而现有的煤矿巷道掘进技术是制约煤矿市场的瓶颈问题。

相关技术中，煤矿巷道掘进工艺主要有悬臂式掘进机、连采机、掘锚机等，这些掘进工艺均为部分断面掘进，截割效率低且难以实现掘锚平行作业。因此使用全断面掘进机来进行全断面截割，全断面掘进机由截割部和后平台两大部分组成，截割部由多个刀盘组合截割实现一次全断面截割，后平台为截割部推进提供推进力，截割尺寸大，截割推进阻力大，通过履带式行走推进的方式来为掘进机提供推进力。

然而，现有煤矿巷道掘进的巷道形状多种多样，巷道尺寸也不统一，相关技术中的利用履带式行走推进的掘进机的支撑推进机构难以满足不同巷道形状截割推进的要求。

发明内容

为了改善全断面掘进机的撑顶机构难以适应不同巷道形状、不同巷道尺寸的使用要求的问题，本申请提供一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构。

本申请提供的一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构采用如下的技术方案：

一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构，包括立柱导向架和设于所述立柱导向架上的支承组件，所述支承组件的两侧各设有一支护组件，所述支护组件与用于开采煤矿的巷道的内壁适配贴合，所述支护组件与所述支承组件之间通过活动组件相连。

通过采用上述技术方案，在全断面掘进机上安装立柱导向架，对支承组件的支承方向起到了导向作用，支承组件提供一个向上的支撑力，用以抵抗来自煤矿巷道顶部的压力，一对支护组件一一对应设于支承组件的两侧，并与巷道的内壁适配贴合，对来自巷道侧面的压力也起到了抵抗作用。

此外，支护组件与支承组件之间通过活动组件相连，在挖掘不同形状、不同尺寸的巷道时，操作者通过调整活动组件即可改变支护组件与支承组件之间的位置关系，使得支护组件与支承组件之间的角度依据巷道形状做出改变，以适应不同巷道的挖掘需求。

可选的，所述支承组件包括主立柱油缸，所述主立柱油缸垂直固定在所述立柱导向架上，所述主立柱油缸的顶部通过连接组件安装有中间顶梁，所述中间顶梁与所述巷道的顶壁适配贴合。

通过采用上述技术方案，需要进行撑顶作业时，主立柱油缸启动，向上撑顶，直至通过连接组件安装在主立柱油缸顶部的中间顶梁与巷道内壁适配贴合，完成对巷道顶壁的撑顶工作，使得掘进过程中巷道内部结构稳定，不易发生巷道内部坍塌等情况。

可选的，所述连接组件包括一体成型于所述主立柱油缸活塞杆上的主连接环，所述中间顶梁上对应于所述主连接环处设有销孔，所述主连接环内穿设有主连接销，所述主连接销穿过所述主连接环后嵌装于所述销孔中。

通过采用上述技术方案，主连接销穿过主连接环后适配嵌装在销孔中，即可完成对主立柱油缸与中间顶梁之间的转动安装，使得中间顶梁既可以在主立柱油缸的驱动下向上升起，又能够依附着巷道内壁发生转动，直至与巷道内壁适配贴合，为巷道内壁提供支撑力。

可选的，所述支护组件包括通过转动组件安装在所述主立柱油缸上的斜撑油缸，所述斜撑油缸的顶部通过随动组件安装有侧顶梁，所述侧顶梁背向所述斜撑油缸的一侧与所述巷道的顶壁适配贴合。

通过采用上述技术方案，需要撑顶作业时，主立柱油缸伸出，左右两侧的斜撑油缸随动，根据不同的巷道形状，左右两侧的斜撑油缸以不同的速度伸出，实现有效同步撑顶。

侧顶梁通过随动组件安装在斜撑油缸的顶部，斜撑油缸的活塞杆逐步伸出，直至将侧顶梁抵紧在巷道内壁的左右两侧，完成对巷道内壁左右两侧面的撑顶作业，使得掘进过程中巷道内部不易发生坍落，提升了操作者工作时的安全性。

可选的，所述转动组件包括设于所述立柱导向架上的连接片，所述斜撑油缸远离所述侧顶梁的一端与所述连接片铰接。

通过采用上述技术方案，斜撑油缸远离顶梁的一端与连接片铰接，完成了斜撑油缸与立柱导向架之间的转动连接，使得斜撑油缸可以以连接片为圆心做角度上的偏转，以适应不同形状的巷道的支护需求。

可选的，所述随动组件包括一体成型于所述斜撑油缸活塞杆上的辅连接环，所述辅连接环上穿设有辅连接销，所述侧顶梁上设有供所述辅连接销嵌入的插孔，所述辅连接销适配嵌入所述插孔后将所述斜撑油缸与所述侧顶梁固定。

通过采用上述技术方案，辅连接销穿过辅连接环后适配嵌装在插孔中，完成了对斜撑油缸与侧顶梁之间的转动连接，使得侧顶梁既可以在斜撑油缸的推动下与巷道内壁相抵贴，又降低对侧顶梁角度偏转的影响。

可选的，所述立柱导向架的两侧各设有一连接部，所述活动组件包括设于所述中间顶梁与所述侧顶梁之间的固定梁，所述固定梁的一端与所述连接部铰接，另一端上铰接有第一连杆，所述第一连杆与所述侧顶梁铰接。

通过采用上述技术方案，固定梁铰接在连接部上，连接杆连接侧顶梁和固定梁，对侧顶梁的位置进行了限制，使得侧顶梁在掘进过程中始终向主立柱油缸的轴线方向拱起，对巷道进行支护。

可选的，所述固定梁远离所述连接部的一端设有第二连杆，所述第二连杆与所述中间顶梁铰接。

通过采用上述技术方案，设置第二连杆，完成了对固定梁与中间顶梁之间的转动连接，使得中间顶梁可在固定梁的拉力作用下发生倾斜，进而调整中间顶梁的位置，使得中间顶梁与巷道内壁更好地贴合在一起。

可选的，所述巷道内穿设有一对用以加固岩土体抗拉能力的锚杆，所述中间顶梁与所述侧顶梁之间形成供锚杆通过的避让区间。

通过采用上述技术方案，于巷道内穿设锚杆起到了加固岩土体的作用，通过锚杆杆体的纵向拉力作用克服岩土体抗拉能力差的缺点。

另外，中间顶梁与侧顶梁之间设置避让区间让开锚杆头，减少了已经支护好的锚杆被破坏的情况。

可选的，所述中间顶梁与所述侧顶梁朝向所述巷道内壁的一侧均设有若干推进齿，若干所述推进齿沿所述中间顶梁的延伸方向分布。

通过采用上述技术方案，于中间顶梁和侧顶梁侧朝向巷道内壁的面上设置推进齿，增大了中间顶梁、侧顶梁和巷道内壁之间的摩擦，使得该撑顶推进机构在推进过程中不易出现打滑的现象，提升了推进过程的稳定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、在全断面掘进机上安装立柱导向架，对支承组件的支承方向起到了导向作用，支承组件提供一个向上的支撑力，用以抵抗来自煤矿巷道顶部的压力，一对支护组件巷道的内壁适配贴合，对来自巷道侧面的压力也起到了抵抗作用。

此外，支护组件与支承组件之间通过活动组件相连，在挖掘不同形状、不同尺寸的巷道时，操作者通过调整活动组件即可改变支护组件与支承组件之间的位置关系，使得支护组件与支承组件之间的角度依据巷道形状做出改变，以适应不同巷道的挖掘需求；

2、需要进行撑顶作业时，主立柱油缸启动，向上撑顶，直至通过连接组件安装在主立柱油缸顶部的中间顶梁与巷道内壁适配贴合，完成对巷道顶壁的撑顶工作，使得掘进过程中巷道内部结构稳定，不易发生巷道内部坍塌的情况；

3、于中间顶梁和侧顶梁侧朝向巷道内壁的面上设置推进齿，增大了中间顶梁、侧顶梁和巷道内壁之间的摩擦，使得该撑顶推进机构在推进过程中不易出现打滑的现象，提升了推进过程的稳定性。

附图说明

图1是本申请实施例中撑顶推进机构在梯形巷道中撑紧状态的示意图。

图2是本申请实施例中适应不同巷道形状的撑顶推进机构的示意图。

附图标记：1、立柱导向架；2、支承组件；21、主立柱油缸；22、中间顶梁；221、销孔；3、支护组件；31、斜撑油缸；32、侧顶梁；321、插孔；4、巷道；5、活动组件；51、固定梁；52、第一连杆；6、连接组件；61、主连接环；62、主连接销；7、转动组件；71、连接片；8、随动组件；81、辅连接环；82、辅连接销；9、连接部；10、第二连杆；11、锚杆；12、避让区间；13、推进齿。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构。

参照图1，一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构，主要是应用在全断面掘进机上，用以在全断面掘进机的截割与掘进过程中出撑顶住巷道4内壁，降低巷道4在掘进过程中出现坍塌现象的可能性，进而提升巷道4内操作者工作过程中的安全性。

参照图1和图2，本申请中的撑顶推进机构，包括由实心钢材焊接构成的立柱导向架1，立柱导向架1采用梯形结构，立柱导向架1上设有用以支承巷道4顶壁的支承组件2。

具体地，支承组件2包括安装在立柱导向架1上的主立柱油缸21，主立柱油缸21沿立柱导向架1的轴向设置，主立柱油缸21嵌装在立柱导向架1上，主立柱油缸21的顶端通过连接组件6安装有由型钢焊接构成的中间顶梁22。

需要撑顶作业时，启动主立柱油缸21，主立柱油缸21的活塞杆向上伸出，顶起中间顶梁22，直至中间顶梁22与巷道4内壁相贴合，为巷道4提供一个向上的顶推力。本申请实施例中的主立柱油缸21为市面上常见的液压油缸。

参照图1和图2，本申请中，连接组件6包括一体成型于主立柱油缸21的活塞杆上的主连接环61，主连接环61上穿设有主连接销62，中间顶梁22上设有销孔221，主连接销62穿过主连接环61后适配嵌装于销孔221中，完成对主立柱油缸21与中间顶梁22的转动安装，使得中间顶梁22可在主立柱油缸21的驱使下上升，并根据巷道4形状的不同改变自身的倾斜角度，以提升自身与巷道4内壁之间的贴合度，进而提升支承效果。

参照图1，立柱导向架1的左右两侧各设有一支护组件3，一对支护组件3与支承组件2共同抵紧在巷道4内壁上，对巷道4内壁起到支护作用，以提升掘进过程中巷道4内部操作者的工作安全性。

参照图1，支护组件3包括斜撑油缸31，本申请中的斜撑油缸31采用市面上常见的液压油缸。斜撑油缸31通过转动组件7安装在主立柱油缸21上。具体地，转动组件7包括焊接在立柱导向架1上的连接片71，斜撑油缸31的底端与连接片71铰接，使得斜撑油缸31可依据巷道4形状的改变而改变自身的偏转角度。

参照图1和图2，另外，支护组件3还包括通过随动组件8安装在斜撑油缸31远离立柱导向架1的一端上的侧顶梁32，侧顶梁32同样由型钢焊接而成，采用倒置的直角梯形结构。

具体地，随动组件8包括一体成型于斜撑油缸31远离立柱导向架1的一端上的辅连接环81，侧顶梁32上对应于辅连接环81处设有插孔321，辅连接环81上穿设有辅连接销82，辅连接销82穿过辅连接环81后适配插入到插孔321中，完成对斜撑油缸31与侧顶梁32之间的转动连接，使得侧顶梁32既可以在斜撑油缸31的推动下为巷道4内壁提供递推力，又能够根据巷道4形状的改变而改变自身偏转角度，以适应不同形状的巷道4的掘进需求。

参照图1和图2，为了对斜撑油缸31在掘进过程中的开合角度进行控制，使得一对斜撑油缸31始终保持朝向斜上方施力的状态，本申请中于主立柱油缸21与侧顶梁32之间设有活动组件5，用以连接主立柱油缸21和侧顶梁32，并为侧顶梁32预留一定的活动空间。具体地，主立柱油缸21的左右两侧各焊接有一连接部9，活动组件5包括铰接在连接部9上的固定梁51，固定梁51远离连接部9的一端上铰接有第一连杆52，第一连杆52远离固定梁51的一端与侧顶梁32铰接。

参照图1和图2，此外，固定梁51远离连接部9的一端还铰接有第二连杆10，第二连杆10远离固定梁51的一端与中间顶梁22铰接。中间顶梁22通过固定梁51和铰接结构与主立柱油缸21连接，可以与主立柱油缸21实现同步升降，在主立柱油缸21升降过程中，斜撑油缸31按跟随关系随动伸缩，共同为巷道4顶壁提供一个向上的支撑力，使得巷道4内部在掘进过程中不易出现坍落的情况。

参照图1，本申请实施例中，为适应不同形状的巷道4，操作者可通过计算确定左右两侧的斜撑油缸31所需行进的行程，并以此更换合适长度的固定量，使得中间顶梁22和一对侧顶梁32始终与巷道4内壁相贴合。

参照图2，进一步地，为使得该撑顶推进机构在掘进过程中与巷道4内壁之间产生更大的摩擦，减少该撑顶推进机构在掘进过程中出现打滑现象，以致影响掘进工作正常进行的情况，本申请中于中间顶梁22和侧顶梁32的朝向巷道4内壁的面上均一体成型有若干推进齿13，若干推进齿13均布于中间顶梁22和侧顶梁32上，进行撑顶作业时，中间顶梁22和侧顶梁32将推进齿13抵紧在巷道4内壁上，增大了中间顶梁22、侧顶梁32和巷道4内壁之间的摩擦。

参照图1，在巷道4挖掘过程中，为了克服岩土体抗拉能力差的缺点，通常会在巷道4内扦插锚杆11，通过锚杆11杆体的纵向拉力作用，加固岩土体，减少巷道4在挖掘过程中出现坍塌的情况。本申请实施例中，为了减少该撑顶推进机构在掘进过程中挤坏已经支护好的锚杆11的情况，在中间顶梁22与侧顶梁32之间留有避让区间12供锚杆11顺利通过。

本申请实施例一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构的实施原理为：需要撑顶时，主立柱油缸21伸出，左右两侧斜撑油缸31随动，根据不同巷道4形状的要求监测斜撑油缸31的行程控制斜撑油缸31的速度实现有效同步撑顶。

撑顶过程中，中间顶梁22与侧顶梁32之间腾出有效空间，即避让区间12以避让锚杆11头，避免挤坏已支护好的锚杆11。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构，其特征在于：包括立柱导向架(1)和设于所述立柱导向架(1)上的支承组件(2)，所述支承组件(2)的两侧各设有一支护组件(3)，所述支护组件(3)与用于开采煤矿的巷道(4)的内壁适配贴合，所述支护组件(3)与所述支承组件(2)之间通过活动组件(5)相连。

2.根据权利要求1所述的一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构，其特征在于：所述支承组件(2)包括主立柱油缸(21)，所述主立柱油缸(21)垂直固定在所述立柱导向架(1)上，所述主立柱油缸(21)的顶部通过连接组件(6)安装有中间顶梁(22)，所述中间顶梁(22)与所述巷道(4)的顶壁适配贴合。

3.根据权利要求2所述的一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构，其特征在于：所述连接组件(6)包括一体成型于所述主立柱油缸(21)活塞杆上的主连接环(61)，所述中间顶梁(22)上对应于所述主连接环(61)处设有销孔(221)，所述主连接环(61)内穿设有主连接销(62)，所述主连接销(62)穿过所述主连接环(61)后嵌装于所述销孔(221)中。

4.根据权利要求2所述的一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构，其特征在于：所述支护组件(3)包括通过转动组件(7)安装在所述主立柱油缸(21)上的斜撑油缸(31)，所述斜撑油缸(31)的顶部通过随动组件(8)安装有侧顶梁(32)，所述侧顶梁(32)背向所述斜撑油缸(31)的一侧与所述巷道(4)的顶壁适配贴合。

5.根据权利要求4所述的一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构，其特征在于：所述转动组件(7)包括设于所述立柱导向架(1)上的连接片(71)，所述斜撑油缸(31)远离所述侧顶梁(32)的一端与所述连接片(71)铰接。

6.根据权利要求4所述的一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构，其特征在于：所述随动组件(8)包括一体成型于所述斜撑油缸(31)活塞杆上的辅连接环(81)，所述辅连接环(81)上穿设有辅连接销(82)，所述侧顶梁(32)上设有供所述辅连接销(82)嵌入的插孔(321)，所述辅连接销(82)适配嵌入所述插孔(321)后将所述斜撑油缸(31)与所述侧顶梁(32)固定。

7.根据权利要求4所述的一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构，其特征在于：所述立柱导向架(1)的两侧各设有一连接部(9)，所述活动组件(5)包括设于所述中间顶梁(22)与所述侧顶梁(32)之间的固定梁(51)，所述固定梁(51)的一端与所述连接部(9)铰接，另一端上铰接有第一连杆(52)，所述第一连杆(52)与所述侧顶梁(32)铰接。

8.根据权利要求7所述的一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构，其特征在于：所述固定梁(51)远离所述连接部(9)的一端设有第二连杆(10)，所述第二连杆(10)与所述中间顶梁(22)铰接。

9.根据权利要求4所述的一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构，其特征在于：所述巷道(4)内穿设有一对用以加固岩土体抗拉能力的锚杆(11)，所述中间顶梁(22)与所述侧顶梁(32)之间形成供锚杆(11)通过的避让区间(12)。

10.根据权利要求4所述的一种适应不同巷道形状的撑顶推进机构，其特征在于：所述中间顶梁(22)与所述侧顶梁(32)朝向所述巷道(4)内壁的一侧均设有若干推进齿(13)，若干所述推进齿(13)沿所述中间顶梁(22)的延伸方向分布。

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