CN2142498Y - 急倾斜煤层液压支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种急倾斜煤层液压支架，适用于 煤矿井下急倾斜煤层走向长壁机械化开采支护顶 板。该支架由挡矸板、滑轴、后顶梁、侧臂、连杆、顶 梁、液压总成、立柱、前梁千斤顶、前梁、挡矸梁、转架、 调架千斤顶、推移千斤顶、底座、铰接横梁等组成。使 用该支架可以实现急倾斜煤层采煤工艺中的落、装、 运煤，支护及顶板管理的全部机械化，减轻工人劳动 强度，改善工人安全条件，提高生产效率。

Description

本实用新型适用于煤矿井下急倾斜煤层走向长壁机械化开采支护顶板。

近年来，国内外对研制急倾斜煤层的开采设备十分重视。国外推广使用较多的有西班牙马吉纳——威斯特伐利亚（MACKINA－WESTFALIA）公司生产的PAZER液压支架，苏联的AHЩ急倾斜煤层液压支架，但整套结构庞大复杂，价昂。国内尚未研制出适用于急倾斜煤层的液压支架。目前，我国急倾斜煤层采面主要支护有柔性掩护支架、单体液压支柱和木支柱等。在急倾斜煤层内，实现机械化难度大。如果采用单体液压支柱配采煤机高档普采配套设备，工人在支护顶板时，仍有较繁重的体力劳动，顶板难以管理，严重影响采煤设备的效率和工人的安全。

本实用新型的目的是为了实现急倾斜煤层采煤工艺中的落、装、运煤，支护及顶板管理的全部机械化，减轻工人劳动强度，改善工人安全条件，提高生产效率。为此，发明了适用于急倾斜煤层走向长壁伪斜采煤工艺方法的支顶护板用的急倾斜液压支架。给采煤工作面支护提供了安全的形式，并为管理顶板提供了好的方法。该液压支架可与外牵引爬地板采煤机组配套使用，也适用于其他形式的落煤方法。

本实用新型的主要技术参数：

支架最大高度 1550mm

支架最低高度 750mm

支架初撑力 400kN

支架工作阻力 500kN

支架间距 740／800／856mm

适用开采伪斜倾角 45°／50°／55°

适用煤层倾角 ≥45°

适用煤层变化厚度 0.8～1.5m

立 柱 行程 786mm

初撑力（16MPa） 200kN

工作阻力（20.3MPa） 250kN

推移千斤顶 行程 900mm

推力 （16MPa） 81.4kN

拉力 （16MPa） 55.7kN

调架千斤顶 行程 175mm

推力 （16MPa） 150kN

调顶千斤顶 推力 （16MPa） 55kN

行程 175mm

挡矸板千斤顶 初撑力 一级（16MPa） 175mm

二级（16MPa） 50.5kN

工作阻力 一级（17.5MPa） 88kN

二级（17.5MPa） 54.6kN

行程 一级／二级 400／380mm

本实用新型的结构及特点：

图1为急倾斜煤层液压支架工作面布置图，它们的位置是矸石1、急倾斜煤层液压支架2、煤体3、采煤机4、采煤机牵引铰车5。图2和图3（俯视图）为急倾斜煤层液压支架结构示意图，由挡矸板6、滑轴7、后顶梁8、侧臂9、连杆10、顶梁11、液压总成12、立柱13、前梁千斤顶14、前梁15、挡矸梁16、转架17、调架千斤顶18、调顶千斤顶19、推移千斤顶20、底座21、铰接横梁22等构成。图4为急倾斜煤层液压支架的挡矸板6结构示意图，由上支撑板23、下支撑板24、导向杆25、挡矸板千斤顶26、挡矸板Ⅰ27、挡矸板Ⅱ28、挡矸板Ⅲ29等构成。图5为急倾斜煤层液压支架连接和防滑示意图，图中序号表示为：基准架防滑部分30、滑座31、千斤顶32、锚链33、挡矸板34（图2中6）、调架千斤顶35（图3中18）、调顶千斤顶36（图3中19）、推移千斤顶37（图3中20）、立柱38（图2中13）、铰接横梁39（图3中22）。图6为急倾斜煤层液压支架移架顺序循环图。

该支架由顶梁11、立柱13（两根）和底座21连接成呈倒梯形结构，起支撑作用。顶梁11和底座21为箱形焊接结构，立柱13为双伸缩双作用型式，其优点行程长、变化幅度大、伸缩自如。立柱13内设有底伐，在支撑状态下把两缸腔内的工作介质隔开，以保证立柱13在任何位置都有相同的初撑力和工作阻力。由侧臂9、连杆10（2个）和底座21组成四连杆机构，侧臂9的另一端与顶梁11和立柱13相连。当支架升高或降低时，侧臂9与顶梁11相连点的运动轨迹，近似于一条直线（即双扭线）。因而，侧臂9可以保证支架的支撑系统稳定可靠并可承受较大的水平载荷。在顶梁11前端分别连接有前梁千斤顶14和前梁15，前梁15在前梁千斤顶作用下，可伸出或180°收回与顶梁11平行。前梁15伸出时（图2所示状态），可对煤层顶板进行临时支护。

挡矸板6与顶梁11呈一定夹角，主要起掩护作用。挡矸板6上部与滑轴7一端销连接，滑轴7的另一端与后顶梁8滑动连接，后顶梁8由销轴固定在顶梁11上。挡矸板6下部与挡矸梁16的一侧销连接，挡矸梁的另一侧与转架17固定连接，转架17可在底座21上自由摆动。这样的连接方式可使挡矸板6与相对应的顶梁11、底座21上下浮动，以适应煤层顶底板起伏变化。当挡矸板6收回或伸展时，其上的滑轴7可在后顶梁8内自由滑动，以适应挡矸板6与液压支架高度之差，并使挡矸板6始终保持两端支撑，以改善其受力状态。挡矸板6由上支撑板23、下支撑板24、导向杆25、挡矸板千斤顶26、挡矸板Ⅰ27、挡矸板Ⅱ28和挡矸板Ⅲ29组成。挡矸板Ⅰ27、挡矸板Ⅱ28和挡矸板Ⅲ29依靠导向杆25串叠在一起，在双伸缩挡矸板千斤顶26的作用下，挡矸板Ⅱ28和挡矸板Ⅲ29可灵活的伸出或缩回，其伸缩幅度较大，以适应煤层厚度的变化。上支撑板23、下支撑板24分别铰接在挡矸板Ⅰ27和挡矸板Ⅲ29上，可自由摆动，以适应煤层顶、底板之间不平行的情况。挡矸板6与顶梁11呈一定夹角，并在挡矸板千斤顶26作用下对煤层的顶底板起支撑作用。

推移千斤顶20固定在底座21侧面，推移千斤顶20的活塞杆铰耳与铰接横梁22连接在一起。移架时，推移千斤顶20带动铰接横梁22向前推出后，以相邻两支架作为依托，推移千斤顶20再缩回，支架便向前迈进一个步距。调架千斤顶18、调顶千斤顶19对相邻上架起支撑和调整作用，在移架时，后顶梁8和转架17的侧面分别沿其上滑行，使支架准确就位。每组支架由铰接横梁22相互连接，与煤壁平行（见图1）。铰接横梁22的作用是：a、用于支架前进；b、防止支架下滑；c、在推移千斤顶作用，实现采煤机斜切进刀。

液压总成12用来控制泵站的压力介质，为液压支架的动作提供动力。

基准架防滑部分30由锚链（或钢缆）33、滑座31和千斤顶32组成。滑座31和千斤顶32固定在排头架（或基准架）上，锚链33一端与千斤顶32相连，另一端绕过滑座31固定在相邻上支架上。当移动排头架（或基准架）时，立柱13卸荷后，排头架后部将会在重力作用下向下滑移，此时基准架防滑部分30将使本架的调架千斤顶18和调顶千斤顶19紧紧顶在相邻上架后顶梁8和转架17的侧面，这样既保证了架间距，又不致使支架后部向下滑移。

本实用新型的工作面布置及工作方式：（见图5）

工作面成伪俯钭直线式布置，即上部超前，下部滞后，为满足靠自重下放采煤机的要求，伪钭倾角为45°～55°（见图1）。工作面支护顶板的支架数量的多少视工作面的长短而定，每架支架均由铰接横梁39（图2中的22）连接在一起，在工作面组成一排与煤壁平行的布置方式，其伪钭倾角可以根据需要来确定。支架的所有动作由液压总成控制。

在各支架上倾钭布置的挡矸板34（图2中的6）组成一道连续屏障，并对采空区冒落矸石实行分段拦截，形成矸石充填隔离带（见图1），把采空区与工作区分开。矸石隔离带对液压支架具有保护作用，以防外力对液压支架直接冲击，改善受力状态。在工作区的两组支架衔接处可以看到采空区岩石滑陷和冒落的情况，而岩石又不会窜到工作区。挡矸板34为串叠式，其伸缩范围可以适应煤层厚度的变化，对工作区实现安全掩护。

顶梁11和底座21在立柱38（图2中的13）的作用下对工作面煤层顶底板进行支护，当顶板下沉时立柱38的安全伐开启，保证支架在一定的工作阻力下工作。采煤机割煤驶过后，前梁15在前梁千斤顶14的作用下立即伸出对新裸露的顶板进行支护。采煤机沿底板或煤壁下放时，连接在一起的铰接横梁39在推移千斤顶37（图3中的20）的作用下向前推出，把采煤机推向煤壁一侧，实现斜切进刀。

当支架逐一向前移进时，液压支架上的后顶梁8和转架17的侧面分别支承于相邻下架的调顶千斤顶36（图3中的19）和调架千斤顶35（图3中的18）上面，并沿其滑行，使支架准确就位。调顶千斤顶36和调架千斤顶35可保持相邻两架之间的间距，防止支架下滑及倾翻。

一支架工作循环完成，整工作面支架的推进见急倾斜煤层液压支架移架顺序循环图（图6），n表示工作面支架数量或循环次数。支架自下而上逐一向前推进，移架步骤是：

a.铰接横梁39在推移千斤顶37的作用下同时向前推出；

b.前梁15在前梁千斤顶16作用下180°拆回；

c.缩回置于支架上的调架千斤顶35和调顶千斤顶36；

d.挡矸板34在挡矸板千斤26作用下缩回；

e.支架立柱38卸荷，使顶梁11离开工作面煤层顶板；

f.支架推移千斤顶37缩回，支架在其拖动下向前移进一个步距；

g.调架千斤顶35和调顶千斤顶36伸出，并对相邻上架进行支撑；

h.支架立柱38伸出，支撑工作面煤层顶底板；

i.挡矸板千斤顶26伸出，使挡矸板34撑紧在工作面煤层顶底板上，防止窜矸；

本实用新型的优点：

1 倾斜布置的挡矸板34，可拦截采空区滑落的部分矸石，承受动载荷冲击，改善支架工况。同时把采空区与工作面隔绝，能有效地防止矸石窜入工作面。

2 支架由铰接横梁39连接一起，在急倾斜煤层工作面有效防止支架整体下滑，节省大量调架和支护时间。

3 支架的前梁4对新裸露的顶板即刻支护，减少空顶时间和避免空顶作业，最大限度保证工作人员的生产安全。

4 支架结构紧凑，布局合理，操作简便，省时省力，利于提高劳动效率。

5 支架重量轻，采用装配式结构，易于在工作面组装、拆卸、维护和运输。

Claims (3)

1、一种急倾斜煤层液压支架，其特征是支架的结构由挡矸板、滑轴、后顶梁、侧臂、连杆、顶梁、液压总成、立柱、前梁千斤顶、前梁、挡矸梁、转架、调架千斤顶、调顶千斤顶、推移千斤顶、底座、铰接横梁所组成，支架的挡矸板由上支撑板、下支撑板、导向杆、挡矸板千斤顶、挡矸板Ⅰ、挡矸板Ⅱ、挡矸板Ⅲ等构成，基准架的防滑部分由滑座、千斤顶、锚链等构成。

2、按权利要求1所述一种急倾斜煤层液压支架，其特征是顶梁、立柱、底座连接呈倒梯形结构，侧臂、连杆（2个）和底座组成四连杆机构。

3、按权利要求1所述一种急倾斜煤层液压支架，其特征是挡矸板与顶梁呈一定夹角，挡矸板上部与滑轴一端销连接，滑轴的另一端与后顶梁滑动连接，后顶梁由销轴固定在顶梁上；挡矸板下部与挡矸梁的一侧销连接，挡矸梁的另一侧与转架固定连接。

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