CN210440064U - 一种用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于矿业开采设备技术领域，涉及一种用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统。该系统，包括U型梁组、顺梁组和油缸组，U型梁组包括第一U型梁、第二U型梁、第三U型梁和第四U型梁，顺梁组包括2n个顺梁，顺梁包括前端梁和后端梁，油缸组包括推移油缸和支撑油缸。该系统，通过可迈步式移动的临时支护方式，有效支护工作面迎头、顶板和侧壁，提高巷道的掘进速度，安全可靠、便于操作、实用性强。

Description

一种用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统

技术领域

本实用新型属于矿业开采设备技术领域，涉及一种用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统。

背景技术

随着科学技术的不断发展，煤矿的掘进、采煤、运输等相关设备均已实现了机械化，且设备的使用功率越来越大，巷道掘进的速度也越来越快，有效提高了煤矿企业的产量。

目前，应用最广泛的掘进方式是采用掘进机掘进巷道，具体的，使用掘进机自带的超前支护对新掘进的巷道进行支护；这种支护方式使得掘进过程常采用半断面掘进的方式；即，先使用掘进机对拱形巷道的上部进行掘进，每掘进0.8m～1m时，掘进机前端的临时支护就会对新掘巷道进行支护，之后掘进机停机并退出；作业人员人工搬运锚杆钻机并使其站在新掘巷道下部的煤层上，利用锚杆钻机对顶板进行锚杆支护；支护结束后，掘进机继续作业，对巷道下部的煤层继续进行掘进，同时清理积煤，再对巷道侧壁进行锚杆支护，完成巷道掘进工作。然而，此种掘进方式存在诸多缺陷：作业人员搬运锚杆钻机进行锚杆支护时，劳动强度高、作业量大、耗费时间长，使得掘进机也需要等待较长时间；同时，支护方式的支护面积有限，导致巷道重复掘进，工作量较大，工作效率较低，严重影响了掘进速度。

除了上述半断面掘进的方式外，还可通过临时支架对巷道进行支护并实现掘进；具体的，现有用于掘进工作面的迈步自移式支架，主要用于矩形巷道的临时支护。而此类支架占用空间较多、支护面积较小，只能对巷道的顶板进行支护，无法有效作用于拱形巷道的迎头与侧壁，使得掘进机在作业过程中，巷道侧壁无法得到有效支护，极易发生垮落并砸伤作业人员，同时，还需要重复对巷道进行掘进，严重影响了巷道的正常掘进，并增加了掘进费用、降低了掘进效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统，可迈步式移动，对掘进工作面迎头、顶板及侧壁进行有效支护，提高巷道的掘进速度。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下。

一种用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统，包括U型梁组、顺梁组和油缸组；U型梁组包括依次排列的第一U型梁、第二U型梁、第三U型梁和第四U型梁；顺梁组包括2n个顺梁，顺梁包括相互铰接的前端梁和后端梁；顺梁组，其中的n个顺梁为A顺梁组，并通过前端梁与第一U型梁连接、后端梁与第三U型梁连接的方式与U型梁组连接，另外的n个顺梁为B顺梁组，并通过前端梁与第二U型梁连接、后端梁与第四U型梁连接的方式与U型梁组连接；n为≥2的整数；油缸组包括推移油缸和支撑油缸；推移油缸的一端与第二U型梁连接，另一端与第三U型梁连接；支撑油缸的数量为8个，支撑油缸的一端分别安装于第一U型梁、第二U型梁、第三U型梁和第四U型梁的两个末端。通过上述技术方案，可实现该支护系统的迈步式前进，并对巷道的顶板进行有效支护。

进一步的，该迈步式支护系统，还包括前护板，油缸组还包括第一连接油缸；前护板的数量为n个，且其一端分别铰接于A顺梁组前端梁的端部，内表面分别通过第一连接油缸连接于对应的前端梁的内表面。通过设置前护板，对工作面迎头进行有效支护。

进一步的，该迈步式支护系统，还包括侧护装置，侧护装置包括相互铰接的侧护板和连接座；油缸组还包括第二连接油缸；侧护装置的数量为2m个，且其连接座分别铰接于位于U型梁组两侧的A顺梁组/B顺梁组的顺梁上，其侧护板分别通过第二连接油缸连接于对应的顺梁上；m为≥1的整数。通过设置侧护装置，对巷道的侧壁进行有效支护。

进一步的，第一U型梁、第二U型梁、第三U型梁和第四U型梁均为弧形的U型开口结构；通过弧形的上表面，对拱形巷道的支护效果更佳。

进一步的，n的大小为4、5或6，且A顺梁组内的n个顺梁和B顺梁组内的n个顺梁分别依次安装于U型梁组的外表面；进一步的，m的大小为2，侧护装置的数量为4个、且分别安装于A顺梁组/B顺梁组的顺梁的前端梁和后端梁上；进一步的，推移油缸的数量为2个。通过设置合适数量的顺梁和侧护装置，使该支护系统的加工成本更低、运行过程更顺畅。

本实用新型用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统的有益效果为，通过可迈步式移动的临时支护方式，对巷道的掘进过程进行支护；有效支护工作面迎头、掘进机上方的顶板和侧壁，使掘进机能够一次性进行全断面巷道掘进，提高了巷道的掘进速度，同时，有效避免侧壁垮落对作业人员的人身伤害和对掘进工作的不良影响；有效加大掘进机到工作面迎头的安全空间，保证作业人员的安全性；适用于巷道，尤其是拱形巷道的有效支护，适用范围广，且整个支护过程利用液压油缸系统完成，安全可靠、便于操作、实用性强，具有良好的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统的主视结构示意图；

图2为本实用新型用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统的侧视结构示意图；

图3为本实用新型用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统的俯视结构示意图；

图4为本实用新型用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统的立体结构示意图；

图5为本实用新型用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统的使用状态示意图。

图中的编码分别为：第一U型梁1-1、第二U型梁1-2、第三U型梁1-3、第四U型梁1-4、顺梁2、前端梁2-1、后端梁2-2、推移油缸3-1、支撑油缸3-2、第一连接油缸3-3、第二连接油缸3-4、前护板4、侧护装置5、侧护板5-1、连接座5-2、巷道6。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统，包括U型梁组、顺梁组、油缸组、前护板4、侧护装置5。

U型梁组包括依次排列的第一U型梁1-1、第二U型梁1-2、第三U型梁1-3和第四U型梁1-4，且第一U型梁1-1、第二U型梁1-2、第三U型梁1-3和第四U型梁1-4均为弧形的U型开口结构。

顺梁组包括10个顺梁2，顺梁2包括相互铰接的前端梁2-1和后端梁2-2；顺梁组，其中的5个顺梁2为A顺梁组，并通过前端梁2-1与第一U型梁1-1连接、后端梁2-2与第三U型梁1-3连接的方式与U型梁组连接，另外的5个顺梁2为B顺梁组，并通过前端梁2-1与第二U型梁1-2连接、后端梁2-2与第四U型梁1-4连接的方式与U型梁组连接；A顺梁组内的5个顺梁2和B顺梁组内的5个顺梁2分别依次安装于U型梁组的外表面。

油缸组包括推移油缸3-1、支撑油缸3-2、第一连接油缸3-3和第二连接油缸3-4；推移油缸3-1的数量为2个，且其一端与第二U型梁1-2连接，另一端与第三U型梁1-3连接；支撑油缸3-2的数量为8个，支撑油缸3-2的一端分别安装于第一U型梁1-1、第二U型梁1-2、第三U型梁1-3和第四U型梁1-4的两个末端。

前护板4的数量为5个，且其一端分别铰接于A顺梁组的前端梁2-1的端部，内表面分别通过第一连接油缸3-3连接于对应的前端梁2-1的内表面。

侧护装置5包括相互铰接的侧护板5-1和连接座5-2；连接座5-2分别铰接于位于U型梁组两侧的B顺梁组的顺梁2上，侧护板5-1分别通过第二连接油缸3-4连接于对应的顺梁2上；侧护装置5的数量为4个、且分别安装于B顺梁组的顺梁2的前端梁2-1和后端梁2-2上。

本实用新型用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统，针对拱形巷道的结构特点，提供了以U型梁为主要支撑的可迈步自移式的临时支架，主要对掘进工作面迎头到掘进机前部的顶板和侧壁进行支护，切该支架主要由液压油缸系统驱动，为掘进机司机以及其他作业人员提供安全的作业场所。

该迈步式支护系统，第一U型梁1-1和第三U型梁1-3为一组，第二U型梁1-2和第四U型梁1-4为一组，顺梁2总共有10个，且5个为一组，分为A、B两组，A顺梁组与第一U型梁1-1和第三U型梁1-3连接，B顺梁组与第二U型梁1-2和第四U型梁1-4连接，每个U型梁的两个端头均连接有支撑油缸3-2.

如图5所示，该支架系统在巷道6内进行支护时，即，设备在运行过程中，第一U型梁1-1和第三U型梁1-3底部的支撑油缸3-2伸出，进而支撑A顺梁组对顶板进行支护，同时，第二U型梁1-2和第四U型梁1-4底部的支撑油缸3-2收回，使得B顺梁组不受支撑力；此时，推移油缸3-1伸出，推动第二U型梁1-2向前移动，同时通过顺梁2带动第四U型梁1-4向前移动；同样的，第二U型梁1-2和第四U型梁1-4底部的支撑油缸3-2伸出并支撑，第一U型梁1-1和第三U型梁1-3底部的支撑油缸3-2收回，推移油缸3-1收回，进而拉动第三U型梁1-3向前移动，同时通过顺梁带动第一U型梁1-1向前移动，进而完成迈步式向前移动。

针对拱形巷道，使用了弧形的U型梁为支撑，增大了支架与拱形巷道顶板的接触面，实现了对顶板的安全支护。

针对掘进工作面迎头，设置了前护板4；在运行过程中，前护板4由第一连接油缸3-3油缸控制其收缩和打开；当前护板4收回时，与支架的顺梁2平行；当前护板4打开时，可紧贴迎头断面，进而对掘进工作面迎头进行支护，防止迎头煤壁垮落；当5个前护板4收回至45°时，可形成圆锥形，便于拱形巷道顶板的挂网支护，且该前护板4的利用有效节省了空间，也同时提高了挂网支护的安全性和方便性。

针对巷道侧壁容易垮落的情况，设置了侧护装置5；该侧护装置5的侧护板5-1主要对巷道侧壁进行支护，其以U型梁上连接的顺梁2为支点，由第二连接油缸3-4驱动，使其伸出或收回；当其伸出时，可与巷道的侧壁接触，实现对侧壁的有效支护，防止其垮落造成的人员伤亡；当其收回时，可与U型梁紧贴，节省空间。

另外，在支架移动的过程中，侧护板5-1必须收回，防止其与巷道侧壁或掘进机发生碰撞；而支架前端的前护板4可根据现场实际情况伸出或收回，避免与掘进机发生干涉。

该迈步式支护系统，整个支架采用液压油缸系统驱动，安全可靠、便于操作、实用性强、应用范围广，现已顺利在煤矿工作面投入使用，且社会、经济、安全效益明显。

Claims (8)

1.一种用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统，其特征在于，包括U型梁组、顺梁组和油缸组；

所述U型梁组包括依次排列的第一U型梁(1-1)、第二U型梁(1-2)、第三U型梁(1-3)和第四U型梁(1-4)；

所述顺梁组包括2n个顺梁(2)，所述顺梁(2)包括相互铰接的前端梁(2-1)和后端梁(2-2)；所述顺梁组，其中的n个顺梁(2)为A顺梁组，并通过前端梁(2-1)与第一U型梁(1-1)连接、后端梁(2-2)与第三U型梁(1-3)连接的方式与U型梁组连接，另外的n个顺梁(2)为B顺梁组，并通过前端梁(2-1)与第二U型梁(1-2)连接、后端梁(2-2)与第四U型梁(1-4)连接的方式与U型梁组连接；n为≥2的整数；

所述油缸组包括推移油缸(3-1)和支撑油缸(3-2)；所述推移油缸(3-1)的一端与第二U型梁(1-2)连接，另一端与第三U型梁(1-3)连接；所述支撑油缸(3-2)的数量为8个，所述支撑油缸(3-2)的一端分别安装于第一U型梁(1-1)、第二U型梁(1-2)、第三U型梁(1-3)和第四U型梁(1-4)的两个末端。

2.如权利要求1所述的用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统，其特征在于，还包括前护板(4)，所述油缸组还包括第一连接油缸(3-3)；所述前护板(4)的数量为n个，且其一端分别铰接于A顺梁组的前端梁(2-1)的端部，内表面分别通过第一连接油缸(3-3)连接于对应的前端梁(2-1)的内表面。

3.如权利要求1所述的用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统，其特征在于，还包括侧护装置(5)，所述侧护装置(5)包括相互铰接的侧护板(5-1)和连接座(5-2)；所述油缸组还包括第二连接油缸(3-4)；所述侧护装置(5)的数量为2m个，且其连接座(5-2)分别铰接于位于U型梁组两侧的A顺梁组/B顺梁组的顺梁(2)上，其侧护板(5-1)分别通过第二连接油缸(3-4)连接于对应的顺梁(2)上；m为≥1的整数。

4.如权利要求2所述的用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统，其特征在于，还包括侧护装置(5)，所述侧护装置(5)包括相互铰接的侧护板(5-1)和连接座(5-2)；所述油缸组还包括第二连接油缸(3-4)；所述侧护装置(5)的数量为2m个，且其连接座(5-2)分别铰接于位于U型梁组两侧的A顺梁组/B顺梁组的顺梁(2)上，其侧护板(5-1)分别通过第二连接油缸(3-4)连接于对应的顺梁(2)上；m为≥1的整数。

5.如权利要求1至4中任一项所述的用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统，其特征在于，所述第一U型梁(1-1)、第二U型梁(1-2)、第三U型梁(1-3)和第四U型梁(1-4)均为弧形的U型开口结构。

6.如权利要求1至4中任一项所述的用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统，其特征在于，所述n的大小为4、5或6，且A顺梁组内的n个顺梁(2)和B顺梁组内的n个顺梁(2)分别依次安装于U型梁组的外表面。

7.如权利要求3或4所述的用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统，其特征在于，所述m的大小为2，所述侧护装置(5)的数量为4个、且分别安装于A顺梁组/B顺梁组的顺梁(2)的前端梁(2-1)和后端梁(2-2)上。

8.如权利要求1所述的用于拱形巷道掘进的迈步式支护系统，其特征在于，所述推移油缸(3-1)的数量为2个。

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