CN207018019U - 巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置 - Google Patents

巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置 Download PDF

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郑忠友
武建军
吴玉意
宋立平
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Abstract

本实用新型公开了一种巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置,包括电液控制系统、泵站、顺槽支架、伸缩臂及支顶格板。顺槽支架由两排两列四节支架单元通过横向油缸与纵向油缸连接而成,每节支架单元由顶梁、底座、连接顶梁与底座的立柱及四连杆组成,前列支架单元的底座的前部连接伸缩臂的一端,伸缩臂的另一端连接支顶格板及超前悬挂立柱。综掘机边掘进,伸缩臂边伸长支顶。该装置为巷道掘进提供大范围临时支护、支护强度高、多排锚杆锚索可平行施工、满足“一掘多锚”工艺要求、人员全程在支护条件下作业,安全性高、降低了掘巷成本、施工速度提高70%以上,适用于煤矿、冶金矿山、地下工程、隧道工程等领域。

Description

巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置
技术领域
[0001]本实用新型属于煤矿巷道掘进技术领域,具体涉及一种巷道掘进超前伸缩悬臂支 护装置。
背景技术
[0002]煤炭在我国能源消费结构中占据主要地位,提高煤炭生产效率,实现安全高效开 采是我国煤炭企业一直追求的目标。掘进作为煤炭开采中的一项主要内容,是关系煤炭生 产效率的重要影响因素。目前,我国大部分矿井的巷道和顺槽掘进速度在100〜400米/月, 能达到3〇〇米/月以上的就属于较快水平,而现在很多采煤工作面推采进度已达到了 300〜 400米/月,而一个采煤工作面有两条顺槽、间隔50〜300m布置的联巷及切眼,巷道掘进长度 是工作面走向长度的3倍左右,掘进速度跟不上回采速度,因此需要增加掘进队伍,同时增 加了顺槽搁置时间、提高了顺槽支护强度,增加了生产成本。
[0003]对于留顶煤沿底掘进的顺槽,顶煤粘结力弱,与顶板岩层容易离层,顶锚杆难以锚 入稳定岩石层,此时,一般采用截割一刀打一排锚杆的方式进行顶板支护,简称“一掘一 锚”,此种工艺掘进速度慢,一般在200〜300米/月,为了提高掘进速度,需要“一掘多锚”,即 连续截割多刀后连续打多排锚杆,如依次截割5刀,每刀0.9米,一次连续打5排锚杆,这样掘 进速度可以提高70%以上。
[0004]目前,常用的临时支护方式是在综掘机的截割部上设置临时支护装置,此种临时 支护装置存在如下缺点:尺寸与结构受限,不能大范围支护;支护强度低,初撑力才1吨,不 能满足支护强度需要;铺网时,临时支护装置收回,顶板裸露,安全隐患大;综掘机掘进时, 临时支护装置收回,顶板无支护;支顶与掘进互相干扰。为此,为了提高掘进速度,需要研制 一种具有临时支护范围大、支护强度满足要求、与综掘机互不影响、顶板全程有支护、工艺 满足“一掘多锚”要求的巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置。 实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供具有临时支护范围大、支护强度满足要求、与综掘机互 不影响、顶板全程有支护、工艺满足“一掘多锚”要求的巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置。 [0006]为达到上述目的,本实用新型采用如下技术方案来实现的:
[0007]巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置,包括顺槽支架、伸缩臂及支顶格板;其中,
[GGGS]顺槽支架由两排两列共四节支架单元通过横向油缸与纵向油缸连接而成,两排支 架单元的顶梁通过横向油缸连接,两列支架单元的底座通过纵向油缸连接,每节支架单元 包括顶梁、底座,以及连接顶梁与底座的立柱及四连杆;
[0009]伸缩臂首端与前列支架单元底座上设置的耳座连接,伸缩臂中端与底座通过支臂 油缸连接,末端与支顶格板及超前悬挂立柱连接;
[0010]支顶格板为中间设有镂空条形格子的板,支护格板横向中轴线设有中间轴,中间 轴两端分别与两根伸缩臂末端较接。
[0011]本实用新型进一步的改进在于,还包括电液控制系统及栗站,用于控制横向油缸、 纵向油缸和支臂油缸做伸缩动作。
[0012]本实用新型进一步的改进在于,伸缩臂包括基本臂、二节臂、三节臂及内置伸缩油 缸,基本臂首端与前列支架单元底座前部的耳座铰接、中端与底座通过支臂油缸连接、另一 端套接于二节臂一端外表面,二节臂另一端套接于三节臂一端外表面,三节臂另一端与支 顶格板及超前悬挂立柱连接。
[0013]本实用新型进一步的改进在于,伸缩臂的横截面为矩形或椭圆形。
[0014]本实用新型进一步的改进在于,支顶格板的平面轮廓形状为长方形。
[0015]本实用新型进一步的改进在于,超前悬挂立柱与伸缩臂末端铰接连接。
[0016]本实用新型具有如下的优点:
[0017]本实用新型提供的巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置,将起重机的伸缩臂与顺槽液 压支架及掘进工艺相结合,将顺槽液压支架往综掘机后部搁置,不影响综掘机正常掘进工 艺,在伸缩臂的托支顶板作用下,将“一掘一锚”优化为“一掘多锚”,实现了顶锚杆、锚索与 帮锚杆的平行作业,提高了掘进速度。本实用新型与综掘机的截割部上带临时支护装置相 比,临时支护范围大、支护强度高、与综掘机施工互不影响、顶板全程有支护、工艺满足“一 掘多锚”要求,施工更安全,掘进成本更低,施工速度提高70 %以上。
[0018]本实用新型可广泛应用于煤矿、冶金矿山、地下工程、隧道工程、国防工程等领域。
附图说明
[0019]图1是本实用新型巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置三维示意图;
[0020]图2是本实用新型巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置主视图;
[0021]图3是本实用新型巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置平面示意图;
[0022]图4是本实用新型巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置与掘进工作面的综掘机、输送 皮带位置关系三维示意图。
[0023]图中:卜顶梁;2-底座;3-立柱;4-四连杆;5-横向油缸;6-纵向油缸;7-伸缩臂;7-1-基本臂;7-2-二节臂;7_3_三节臂;8-耳座;9-支臂油缸;10-支顶格板;11-中间轴;12-超 前悬挂立柱;13-锚杆;14-锚索;15-综掘机;16-输送皮带。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0025]如图1、图2、图3、图4所示,本实用新型的巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置,包括电 液控制系统及栗站、顺槽支架、伸缩臂7和支顶格板10。
[0026]顺槽支架由两排两列共四节支架单元通过横向油缸5与纵向油缸6连接而成,两排 支架单元的顶梁1通过横向油缸5连接,横向油缸5用于将两排支架单元连为一体,防止倾 倒,两列支架单元的底座2通过纵向油缸6连接,纵向油缸6用于前拉后推,移动整个装置,每 节支架单元由顶梁1、底座2、连接顶梁1与底座2的2根立柱3及1个四连杆4组成,2根立柱3中 间布置四连杆4,顺槽支架的每排支架单元顶梁丨宽度为400_,底座2宽度为600mm,窄顶梁1 有利于保护顶板锚杆,整体长度为13米。
[0027]伸缩臂7首端与前列支架单元底座2上设置的耳座8连接,伸缩臂7中端与底座2通 U又㈣忮,木粞与叉」贝格板10及超則悬挂立柱12连接。
[0028]支顶格板10为中间设有镂空条形格子的板,支护格板10横向中轴线设有中间轴 11,中间轴11两端分别与两根伸缩臂7末端铰接。
[°029]伸缩臂7由基本臂7—丨、二节臂7-2、三节臂7-3及内置伸缩油缸组成,伸缩臂伸长时 长1|米,基本臂7-1首端与前列支架单元底座2前部的耳座8铰接、中端与底座2通过支臂油 缸9连,、另一端套接于二节臂7-2—端外表面,二节臂7-2另一端套接于三节臂7-3 一端外 表面,三节臂7-3另一端与支顶格板10及超前悬挂立柱12连接,基本臂74、二节臂7—2、三 节臂7-3依次套接,内置油缸的伸缩控制伸缩臂7的伸缩。
[0030]伸缩臂7的横截面为矩形,基本臂的高度为〇 • 7米,宽度为〇. 4米。
[0031]支顶格板10的平面轮廓形状为长方形,尺寸为4.5米X 4.8米,中间设有整齐布置 的镂空条形格子,条形格子宽度〇.3米,支护格板i〇横向中轴线设有中间轴丨i,中间轴i i两 端分别与两根三节臂7-3铰接,中间轴11的作用是为了保证支顶格板10具有一定的旋转角 度,可以与顶板紧贴进而有效支护。
[0032]超前悬挂立柱12与伸缩臂7末端铰接连接,超前悬挂立柱丨2在综掘机割煤掘进时 收平,在人员进入打锚杆前放下超前悬挂立柱12并向其内注液支护顶板。
[0033]巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置在掘进工作面的应用方法实例如下:
[0034]应用工程地质条件为:顺槽断面为高度3 • 6米,宽度5.2米,煤层厚度6.2米,留顶煤 掘进,顶煤厚度2.6米,掘进工作面采用综掘机15掘进,综掘机15宽度2.8米,高度1.7米,长 度10米,综掘机15后方连接有输送皮带16,皮带宽度1.4米,综掘机15布置在超前伸缩悬臂 支护装置的内部,即中间为综掘机15、两侧分别为两排支架单元,伸缩臂7伸出越过综掘机 15到达掘进工作面煤壁。
[0035] 作业步骤如下:
[0036] 1)综掘机15割煤一刀,每刀步距〇.9米;
[0037] 2)支臂油缸9小幅收缩,支顶格板10小幅下降,然后伸缩臂7前伸一刀的距离0.9 米,到位后支臂油缸9伸长,支顶格板1〇接顶支护顶板;
[0038] 3)循环上述1)和2)的步骤5次,达到一个大循环步距4.5米,然后放下超前悬挂立 柱12,超前悬挂立柱12注液支护顶板;
[0039] 4)作业人员进入支护格板1〇下部空间,6人平行作业施工顶部锚杆13锚索14、2人 施工帮锚杆13,完成顶板与帮部支护施工;
[0040] 5)机械收平超前悬挂立柱12,降下支顶格板10,收回伸缩臂7;
[0041] 6)前列支架单元降下顶梁1,伸长纵向油缸6,以后列支架单元为支点,向前推移前 列支架单元,到位后,前列支架单元顶梁1升起支护顶板,然后,降下后列支架单元顶梁1,以 前列支架单元为支点,向前拉动后列支架单元,后列支架单元到位后,升起顶梁1,依此类 推,按后架推前架、前架拉后架的步骤,循环4次,到达一个锚杆施工大循环的距离4.5米; [0042] 7)收缩支臂油缸9降下支顶格板1〇,将金属网铺在支顶格板10上部,然后升起支顶 格板10支护顶板,作业人员退出;
[0043] 8)进入下一大循环,重复1)、2)、3)、4)、5)、6)、7)的步骤,直至完成整条顺槽的掘 进支护作业。
[0044]巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置为掘进提供强力临时支护,提高掘进速度70%以 上,更为安全、高效,适用于煤矿、冶金矿山、地下工程、隧道工程、国防工程等领域。

Claims (6)

1.巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置,其特征在于,包括顺槽支架、伸缩臂(7)及支顶格 板(10);其中, 顺槽支架由两排两列共四节支架单元通过横向油缸(5)与纵向油缸(6)连接而成,两排 支架单元的顶梁(1)通过横向油缸(5)连接,两列支架单元的底座(2)通过纵向油缸(6)连 接,每节支架单元包括顶梁(1)、底座(2),以及连接顶梁(1)与底座(2)的立柱(3)及四连杆 ⑷; 伸缩臂(7)首端与前列支架单元底座(2)上设置的耳座⑻连接,伸缩臂(7)中端与底座 (2)通过支臂油缸(9)连接,末端与支顶格板(10)及超前悬挂立柱(12)连接; 支顶格板(10)为中间设有镂空条形格子的板,支顶格板(10)横向中轴线设有中间轴 (11),中间轴(11)两端分别与两根伸缩臂⑺末端铰接。
2. 根据权利要求1所述的巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置,其特征在于,还包括电液控 制系统及泵站,用于控制横向油缸(5)、纵向油缸(6)和支臂油缸(9)做伸缩动作。
3. 根据权利要求1或2所述的巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置,其特征在于,伸缩臂(7) 包括基本臂(7-1)、二节臂(7-2)、三节臂(7-3)及内置伸缩油缸,基本臂(7-1)首端与前列支 架单元底座⑵前部的耳座(8)铰接、中端与底座(2)通过支臂油缸(9)连接、另一端套接于 二节臂(7-2) —端外表面,二节臂(7-2)另一端套接于三节臂(7-3) —端外表面,三节臂(7-3)另一端与支顶格板(10)及超前悬挂立柱(12)连接。
4. 根据权利要求1或2所述的巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置,其特征在于,伸缩臂(7) 的横截面为矩形或椭圆形。
5. 根据权利要求1或2所述的巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置,其特征在于,支顶格板 (10)的平面轮廓形状为长方形。
6. 根据权利要求1或2所述的巷道掘进超前伸缩悬臂支护装置,其特征在于,超前悬挂 立柱(12)与伸缩臂(7)末端铰接连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110130965A (zh) * 2019-06-13 2019-08-16 河南理工大学 一种综合机械化掘进的超前支护支架及使用方法

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