CN209800004U - 一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，其技术方案为：包括自移轨道系统、在自移轨道上行走的搬运机械手、若干组用于支护巷道顶板的单元组合支架，搬运机械手连接牵引系统；每组单元组合支架由两个单元支架组成，每个单元支架包括两个相互平行的立柱，立柱的顶部连接顶梁；立柱的底部安装底座；两个单元支架的顶梁之间通过顶侧千斤顶相连，两个单元支架的底座之间通过底侧千斤顶相连，顶侧千斤顶缸体端与其中一个单元支架的顶梁转动连接；顶侧千斤顶的活柱端与设在另一单元支架的顶梁下方的铰接钩连接；支架上设有辅助顶侧千斤顶摆动的摆动千斤顶，所述摆动千斤顶一端与顶梁铰接，另一端与设置在顶侧千斤顶一侧的铰接臂铰接。本实用新型采用单元组合支架进行加强支护，液压搬运机械手搬运，前支后回循环使用，支架稳定性高，避免了液压超前支架反复支撑对顶板的破坏。

Description

一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统

技术领域

本实用新型涉及巷道支护领域，尤其涉及一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统。

背景技术

随着深井矿压、冲击地压越来越严重，不少矿井采用单元支架(也称墩式支架)对采煤工作面顺槽进行超前支护，克服了钢棚、单体支柱支护的支护强度低、职工劳动强度大、用人多、效率低，沿巷道走向支护的液压超前支架存在反复支撑、卸载、压坏巷道原有锚杆锚索、易造成顶板松动破坏等问题，但单元支架运移困难，且单一的单元支架支护稳定性差，不能抵抗强矿压和冲击地压的破坏。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，采用单元组合支架进行加强支护，液压搬运机械手搬运，前支后回循环使用，支架稳定性高，且避免了液压超前支架反复支撑对顶板的破坏，系统的机械化、自动化程度高。

本实用新型采用下述技术方案：

一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，包括自移轨道系统、在自移轨道上行走的搬运机械手、若干组用于支护巷道顶板的单元组合支架，所述搬运机械手连接牵引系统；

其中，每组单元组合支架由两个单元支架组成，每个单元支架包括两个立柱，立柱的顶部连接顶梁；立柱的底部安装底座；两个单元支架的顶梁之间通过顶侧千斤顶相连，两个单元支架底座之间通过底侧千斤顶相连。

进一步的，所述单元组合支架顶侧千斤顶缸体端通过摆动千斤顶与其中一个单元支架的顶梁转动连接；所述顶侧千斤顶的活柱端与设在另一单元支架的顶梁下方的铰接钩连接；支架上设有辅助顶侧千斤顶摆动的摆动千斤顶，所述摆动千斤顶一端与顶梁铰接，另一端与设置在顶侧千斤顶一侧的铰接臂铰接。

进一步的，所述单元组合支架由2架单元支架组成，每个单元支架包括两个立柱、1个底座、1个顶梁、1个顶侧千斤顶。立柱的顶端与顶梁铰接，立柱的底端与底座铰接；

顶侧千斤顶的一端固定于顶梁前侧或后侧的铰接座上，另一端与设在另一单元支架顶梁后侧或前侧的组合铰接座铰接；所述组合铰接座为第一铰接座和第二铰接座的组合，第一铰接座与第二铰接座的转轴相互垂直，第一铰接座与顶侧千斤顶固定，第二铰接座与第一铰接座的基体铰接；所述第一铰接座的固定座上设有限位孔，插入销轴可限制铰接臂摆动；单元组合支架顶侧千斤顶上设有滑道和滑块。

进一步的，所述搬运机械手由承重体、右侧侧向伸缩臂、左侧侧向伸缩臂、承重小车组成。所述承重体包括走向承重梁、侧向承重臂和纵向承重臂；所述侧向承重臂固定于走向承重梁中部前、后两侧，所述纵向承重臂固定于承重梁前后两端；所述纵向承重臂与承重小车连接；所述右侧侧向伸缩臂、左侧侧向伸缩臂位于走向承重梁和侧向承重臂之上，所述承重体、右侧侧向伸缩臂、左侧侧向伸缩臂相互之间均为滑动连接；所述右侧侧向伸缩臂、左侧侧向伸缩臂通过驱动机构带动其同步伸缩。

进一步的，所述带动右侧侧向伸缩臂、左侧侧向伸缩臂同步伸缩的驱动机构为两个千斤顶。所述两个千斤顶一端均铰接于承重体上，另一端分别铰接于第一和左侧侧向伸缩臂端，两个千斤顶布置方向相反，两个千斤顶分为正向千斤顶和反向千斤顶；正向千斤顶杆端铰接于承重体上缸体端铰接于一个侧向伸缩臂端，反向千斤顶缸体端铰接于承重体上杆端铰接于另一个侧向伸缩臂端；两个千斤顶供液方式采用串联方式，即高压液体从一个千斤顶的有杆腔进无杆腔液进入另一个千斤顶的无杆腔，推动另一个千斤顶的有杆腔回液，以实现第一和左侧侧向伸缩臂同步伸缩。

进一步的，所述走向承重梁上安装起吊装置，所述起吊装置包括起吊驱动件、改向滑轮组、起吊件、起吊勾头，所述起吊勾头通过缠绕于滑轮组上的起吊件与起吊驱动件相连。

进一步的，所述起吊驱动件为起吊千斤顶或液压马达；所述起吊件为绳或链。

进一步的，所述走向承重体上安装有三维摆动臂。所述三维摆动臂由水平旋转装置、垂直旋转伸缩装置组成；所述水平旋转装置一端铰接于承重体上，可绕铰接点水平转动；另一端与垂直旋转伸缩装置铰接，垂直旋转伸缩装置可绕铰接点垂向转动，垂直旋转伸缩装置上设有辅助伸缩千斤顶，垂直旋转伸缩装置的端头设有连接顶侧千斤顶的装置，带动顶侧千斤顶摆动。

进一步的，所述连接顶侧千斤顶的装置为万向铰接，用于连接设在单元组合支架顶侧千斤顶上的滑块。

进一步的，所述连接顶侧千斤顶的装置为链环或绳环，用于连接设在单元组合支架顶侧千斤顶上链环或绳环。

进一步的，所述自移轨道系统采用双轨落地式自移轨道系统或单轨吊自移轨道系统。

进一步的，所述牵引系统采用机车牵引或钢丝绳绞车牵引。

本实用新型将横向布置的两个单元支架用顶侧千斤顶连接起来，形成组合支架，以防止支架侧向歪倒，支架移动时，解除顶侧千斤顶连接，将搬运机械手移至两个支架处，伸出搬运机械手两臂至两个支架的顶梁下方，将两个支架顶梁降落于搬运机械手两臂上，伸缩搬运机械手两臂，既可实现两个支架的横向移动，搬运机械手通过牵引系统牵引在自移轨道上沿巷道走向行走，两个支架的同步移动，即可实现组合支架的前支后回循环使用。为便于顶侧千斤顶连接两个支架及解除架间连接，单元支架上设置了摆动千斤顶，通过摆动千斤顶的伸缩带动顶侧千斤顶横向摆动；或在搬运机械手的走向承重梁上设置有三维摆动臂，通过三维摆动臂辅助顶侧千斤顶横向摆动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的单元组合支架相对于钢棚、单体支柱支护，具有支护强度高、系统机械化、自动化程度高的特点，提高安全性、降低工人劳动量；

(2)本实用新型的单元组合支架相对于沿巷道走向支护的液压支架，支护范围立柱多、布置均匀，更能满足对顶板控制的要求，且避免了压坏巷道原有锚杆锚索和反复支撑、卸载对顶板的松动破坏；

(3)本实用新型单元组合支架支护，两架为一组，采用顶侧千斤顶连接加固为一体，相对于现有技术中单个的单元支架支护，其支架稳定性大大提高；

(4)本实用新型相对于人工用千斤顶配合慢速绞车拖运单元支架需要3人操作的方式，仅需1人在较短时间即可轻松完成，可以提高工作人员的工作效率、降低其劳动强度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例1的整体立面图；

图2为本实用新型实施例1的巷道断面图；

图3为本实用新型实施例1的搬运机械手走向立面图；

图4为本实用新型实施例1的搬运机械手横向立面图；

图5为本实用新型实施例1的搬运机械手平面图；

图6为本实用新型实施例1的另一单元支架图；

图7为本实用新型实施例1的另一搬运机械手走向立面图；

图8为本实用新型实施例1的另一搬运机械手横向立面图；

图9为本实用新型实施例1的另一搬运机械手平面图；

其中，Ⅰ、单元组合支架，I1、底座，I2、顶梁，I3、立柱，I4、顶侧千斤顶，I5、摆动千斤顶，I6、铰接钩，I7、铰接臂，I8、滑道，I9、滑块，I10、三维铰接座；I11、铰接座；I12、铰接座；I13、限位孔；

II、搬运机械手，II1、走向承重梁，II2、右侧侧向伸缩臂，II3、起吊件，II4、起吊驱动件，II5、滑轮组，II6、起吊勾头，II7、伸缩千斤顶，II8、钢丝绳，II9、改向滑轮，II10、纵向承重臂，II11、承重小车，II12、阀组，II13、左侧侧向伸缩臂；II14、侧向承重臂；II15、正向千斤顶；II16、反向千斤顶；II17、三维摆动臂；II18、水平旋转装置；II19、垂直旋转伸缩装置；II20、辅助伸缩千斤顶；II21、三维铰接座；

III、自移轨道系统，IV、牵引系统。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实用新型中的顶侧千斤顶、摆动千斤顶、伸缩千斤顶是为了描述方便根据其功能命名，并不对其结构进行限定。

实施例1

本实施例提供了一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，如图1所示，包括若干组用于支护巷道顶板的单元组合支架I、搬运机械手II、自移轨道系统III、牵引系统IV，其中，所述搬运机械手II与牵引系统IV相连，牵引系统IV能够带动搬运机械手II沿自移轨道系统III移动。

如图2所示，每组单元组合支架I由两个单元支架组成，每个单元支架包括立柱I3、底座I1、顶梁I2、顶侧千斤顶I4、摆动千斤顶I5，立柱I3有两个，立柱I3的顶端与顶梁I2铰接，立柱I3的底端与底座I1铰接。

顶侧千斤顶I4安装于两个立柱I3之间，顶侧千斤顶I4的缸体端与其中一个顶梁I2的铰接座连接，顶侧千斤顶I4的杆体端与设置在另一单元支架的顶梁I2上的铰接钩I6相连。

顶侧千斤顶I4的缸体一侧安装有铰接臂I7，摆动千斤顶I5的一端与铰接臂I7铰接，摆动千斤顶I5的另一端与顶梁I2铰接；通过摆动千斤顶I5带动顶侧千斤顶I4侧向摆动。

如图3-图5所示，所述搬运机械手由承重体、右侧侧向伸缩臂II2、左侧侧向伸缩臂II13、承重小车II11组成。所述承重体包括走向承重梁II1、侧向承重臂II14和纵向承重臂II10；所述侧向承重臂II14固定于走向承重梁II1中部前、后两侧，所述纵向承重臂II10固定于走向承重梁II1前后两端；所述左、右侧侧向伸缩臂位于承重体之上；所述纵向承重臂II10与承重小车II12连接。

进一步的，侧向伸缩臂II2套设于侧向伸缩臂II13内部或者侧向伸缩臂II13套设于侧向伸缩臂II2内部。所述右侧侧向伸缩臂II2、左侧侧向伸缩臂II3通过驱动机构带动其同步伸缩。

所述驱动机构包括伸缩千斤顶II7、改向滑轮II9、钢丝绳II8，伸缩千斤顶II7安装于走向承重梁II1上方，且与伸缩臂平行，伸缩千斤顶II7的一端与侧向伸缩臂II2相连。所述改向滑轮II9安装于走向承重梁II1上方、伸缩千斤顶II7一侧，钢丝绳II8缠绕于改向滑轮II9上，且钢丝绳II8的两端分别与侧向伸缩臂II2、侧向伸缩臂II13相连；在伸缩千斤顶II7及钢丝绳II8的牵引作用下实现侧向伸缩臂II2与侧向伸缩臂II13的同步伸缩。

如图7～9所示，所述驱动机构的另一方案是驱动机构为两个千斤顶。所述两个千斤顶一端均铰接于承重体上，另一端分别铰接于右侧侧向伸缩臂II2和左侧侧向伸缩臂端II3，两个千斤顶布置方向相反，正向千斤顶II15杆端铰接于承重体上，缸体端铰接于一个侧向伸缩臂端，反向千斤顶II16缸体端铰接于承重体上，杆端铰接于另一个侧向伸缩臂端；两个千斤顶供液方式采用串联方式，即高压液体从一个千斤顶的有杆腔进无杆腔液进入另一个千斤顶的无杆腔，推动另一个千斤顶的有杆腔回液，以实现第一和左侧侧向伸缩臂同步伸缩。

所述起吊装置包括起吊驱动件II4、起吊勾头II6、起吊件II3、多个滑轮组II5，起吊驱动件II4设置于走向承重梁II1内部，滑轮组II5安装于走向承重梁II1上方。滑轮组II5有两个，在走向承重梁II1上对称安装；滑轮组II5上缠绕起吊件II3，起吊驱动件II4通过起吊件II3连接起吊勾头II6。所述起吊驱动件II4为起吊千斤顶或液压马达。所述起吊件II3为绳或链。

如图6所示，所述单元组合支架还有另一方案，所述单元支架顶侧千斤顶的一端与固定于顶梁前侧或后侧的一对转轴相互垂直的组合铰接座I10铰接，另一端与设在另一单元支架顶梁后侧或前侧的一对转轴相互垂直的组合铰接座I8铰接，单元组合支架顶侧千斤顶上设有滑道I8和滑块I9。

所述组合铰接座为第一铰接座和第二铰接座的组合，第一铰接座与第二铰接座的转轴相互垂直，第一铰接座与顶侧千斤顶固定，第二铰接座与第一铰接座的基体铰接；

如图7、9所示，当取消摆动千斤顶后，为配合图6中组合铰接座的结构设置，所述走向承重体上还安装有三维摆动臂。三维摆动臂用于实现顶侧千斤顶沿缸体端的摆动，实现顶侧千斤顶固定两个单元之间的拆装过程。

所述三维摆动臂由水平旋转装置II17、垂直旋转伸缩装置II18组成；所述水平旋转装置II17一端铰接于承重体上，可绕铰接点水平转动；另一端与垂直旋转伸缩装置II18铰接，垂直旋转伸缩装置II18可绕铰接点垂向转动，垂直旋转伸缩装置II18上设有辅助伸缩千斤顶II19，垂直旋转伸缩装置II18的端头设有三维(3个旋转面相互垂直)的铰接座，用于连接设在单元组合支架顶侧千斤顶上的滑块，带动顶侧千斤顶摆动。

此处的，水平旋转装置指的是该装置可以在水平面内转动，转动轴线为竖直线。

此处的垂向转动，指的是垂直旋转伸缩装置沿转动轴转动后形成的平面为竖直面。

此处的垂直伸缩装置指的是可以在发生垂向转动的同时，发生伸缩运动的装置。

在本实施例中，所述自移轨道系统III采用单轨吊自移轨道系统，与之相匹配的搬运机械手II的走向承重梁II1两端设有纵向承重臂II10，纵向承重臂II10上方安装承重小车II11；承重小车II11下方设有用于控制搬运机械手II、牵引系统IV和单元组合支架I的阀组II12。

所述牵引系统IV采用机车牵引或钢丝绳绞车牵引。

此单元组合支架I相对于钢棚、单体支柱支护，具有支护强度高、系统机械化、自动化程度高的特点，提高安全性、降低工人劳动量；其相对于沿巷道走向支护的液压支架，支护范围立柱多、布置均匀，更能满足对顶板控制的要求，且避免了压坏巷道原有锚杆锚索和反复支撑、卸载对顶板的松动破坏。

本实施例将横向布置的两个单元支架用顶侧千斤顶I4连接起来，形成组合支架，以防止支架侧向歪倒；单元支架移动时，解除顶侧千斤顶I4连接，将搬运机械手II移至两个单元支架处，伸出搬运机械手II两臂至两个单元支架的顶梁I2下方，将两个单元支架顶梁I2降落于搬运机械手II的两伸缩臂上，伸缩搬运机械手两臂，既可实现两个单元支架的横向移动。

搬运机械手II通过牵引系统IV牵引在自移轨道系统III上沿巷道走向行走，两个单元支架的同步移动，即可实现组合单元支架的前支后回循环使用。

为便于顶侧千斤顶I4连接两个单元支架及解除架间连接，图2所示的单元支架上设置了摆动千斤顶I5，通过摆动千斤顶I5的伸缩带动顶侧千斤顶I4横向摆动；如图7所示，所示的机械手上设有有三维摆动臂，通过三维摆动臂的摆动带动顶侧千斤顶I4横向摆动。

实施例2

所述自移轨道系统采用双轨落地式自移轨道系统，双轨落地式自移轨道系统为前拉后推液压自移方式，在搬运机械手的走向承重梁两端设有支撑门架，支撑门架设在轨道车的底盘上。所谓双轨落地式自移轨道，指由自移装置(如组合千斤顶等)和设在地面上的道板与两条互相平行的轨道组成的轨道设施。

其他结构与实施例1相同，此处不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，其特征在于，包括自移轨道系统、在自移轨道上行走的搬运机械手、若干组用于支护巷道顶板的单元组合支架，所述搬运机械手连接牵引系统；

其中，每组单元组合支架由两个单元支架组成，每个单元支架包括两个立柱，立柱的顶部连接顶梁；立柱的底部安装底座；两个单元支架的顶梁之间通过顶侧千斤顶相连，两个单元支架的底座之间通过底侧千斤顶相连。

2.根据权利要求1所述的一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，其特征在于，所述单元组合支架顶侧千斤顶缸体端与其中一个单元支架的顶梁转动连接，所述顶侧千斤顶的活柱端与设在另一单元支架的顶梁下方的铰接钩连接；支架上设有辅助顶侧千斤顶摆动的摆动千斤顶，所述摆动千斤顶一端与顶梁铰接，另一端与设置在顶侧千斤顶一侧的铰接臂铰接。

3.根据权利要求1所述的一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，其特征在于，所述顶侧千斤顶的一端与固定于顶梁前或后端的组合铰接座铰接，另一端与设在另一单元支架顶梁后或前端的组合铰接座铰接，所述组合铰接座为第一铰接座和第二铰接座的组合，第一铰接座与第二铰接座的转轴相互垂直，第一铰接座与顶侧千斤顶固定，第二铰接座与第一铰接座的基体铰接；所述顶侧千斤顶上设有滑道和滑块。

4.根据权利要求1所述的一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，其特征在于，所述搬运机械手包括承重体、右侧侧向伸缩臂、左侧侧向伸缩臂、承重小车；

所述承重体包括走向承重梁、侧向承重臂和纵向承重臂；所述侧向承重臂固定于走向承重梁两侧，所述纵向承重臂固定于承重梁前后两端；所述纵向承重臂与承重小车连接；所述右侧侧向伸缩臂、左侧侧向伸缩臂位于走向承重梁和侧向承重臂之上，所述承重体、右侧侧向伸缩臂、左侧侧向伸缩臂相互之间均为滑动连接；所述右侧侧向伸缩臂、左侧侧向伸缩臂通过驱动机构带动其同步伸缩。

5.根据权利要求4所述的一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，其特征在于，所述驱动机构为两个千斤顶；

所述两个千斤顶一端均铰接于承重体上，另一端分别铰接于左右侧两个侧向伸缩臂端，两个千斤顶布置方向相反，两个千斤顶分为正向千斤顶和反向千斤顶；所述正向千斤顶杆端铰接于承重体上，缸体端铰接于一个侧向伸缩臂端，则所述反向千斤顶缸体端铰接于承重体上，杆端铰接于另一个侧向伸缩臂端；两个千斤顶供液方式采用串联方式，高压液体从一个千斤顶的有杆腔进无杆腔液进入另一个千斤顶的无杆腔，推动另一个千斤顶的有杆腔回液，以实现左侧向伸缩臂和右侧向伸缩臂同步伸缩。

6.根据权利要求4所述的一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，其特征在于，所述走向承重梁上安装起吊装置，所述起吊装置包括起吊驱动件、改向滑轮组、起吊件、起吊勾头，所述起吊勾头通过缠绕于滑轮组上的起吊件与起吊驱动件相连；所述起吊驱动件为起吊千斤顶或液压马达，所述起吊件为绳或链。

7.根据权利要求4所述的一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，其特征在于，所述走向承重体上安装有三维摆动臂；所述三维摆动臂由水平旋转装置、垂直旋转伸缩装置组成；

所述水平旋转装置一端铰接于承重体上，可绕铰接点水平转动；另一端与垂直旋转伸缩装置铰接，垂直旋转伸缩装置可绕铰接点垂向转动，垂直旋转伸缩装置上设有辅助伸缩千斤顶，垂直旋转伸缩装置的端头设有连接顶侧千斤顶上的滑块的装置，带动顶侧千斤顶摆动。

8.根据权利要求7所述的一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，其特征在于，所述连接顶侧千斤顶的装置为万向铰接或链环或绳环，用于连接设在单元组合支架顶侧千斤顶上的滑块。

9.根据权利要求8所述的一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，其特征在于，所述连接顶侧千斤顶的装置为链环或绳环，用于连接设在单元组合支架顶侧千斤顶上链环或绳环。

10.根据权利要求1所述的一种回采工作面顺槽循环自移防冲超前支护系统，其特征在于，所述自移轨道系统采用双轨落地式自移轨道系统；所述牵引系统采用机车牵引或钢丝绳绞车牵引。