CN110424996A - 一种无反复支撑自移式超前支护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无反复支撑自移式超前支护装置及其对巷道进行支护与循环自移的工艺流程，其主体结构包括第一支撑梁、第二支撑梁、支撑立柱、立柱滑移装置、顶梁托移装置、立柱托移装置、滑移轨道、侧推千斤顶，由一个第一支撑梁、一个第二支撑梁、一个或多个支撑立柱、一个或多个立柱滑移装置、一个或多个侧推千斤顶可以组成一个相对独立的支撑架，由多个相对独立的支撑架可以形成支撑架组，实现对工作面前方较大范围的巷道顶板进行支护。本发明解决了工作面运输顺槽狭小支护空间超前支护区域的无反复支撑与循环自移支护，具有体积小、支护效率高、支护与搬移工艺简单等显著优点。

Description

一种无反复支撑自移式超前支护装置

技术领域

本发明涉及一种煤矿用工作面运输巷道超前支护装置，尤其涉及一种能够实现对巷道顶板无反复支撑破坏，且具有自动搬移功能的超前支护装置。

背景技术

《煤矿安全规程》(2016版)第九十七条规定：采煤工作面所有安全出口与巷道连接处超前压力影响范围内必须加强支护，且加强支护的巷道长度不得小于20m。目前，针对巷道超前支护区域的支护装置主要有三种类型：单体液压支柱、迈步自移式超前液压支架、单元式超前液压支架。由于采用单体液压支柱存在工人劳动强度大、支护面积小、支护效率低等问题，这种支护方式在条件较好的矿区正逐步被超前液压支架替代；采用迈步自移式超前液压支架虽然能够降低工人的劳动强度，但存在对巷道顶板进行反复支撑破坏、移动速度慢等问题，并且由于工作面运输巷道内需要布置转载机、破碎机、设备列车等设备，导致运输巷道内可以放置超前支护装置的空间非常狭小，传统迈步自移式超前液压支架体积较大，在支护、移动过程中非常容易与上述设备发生干涉，适应性较差；单元式超前液压支架虽然具有对巷道顶板无反复支撑、支护强度高、支护工艺简单等优点，但由于工作面运输巷道内可以放置超前支护装置的空间非常狭小，传统单元式超前液压支架一般需要借助辅助设备进行搬移，工作面运输巷道难以提供足够的搬移空间。

目前，由于国内外尚无高效、灵活的工作面超前支护装置，导致许多工作面被迫仍然采用单体液压支柱进行支护，工人劳动强度大、危险系数高、支护效率低；西部矿区部分煤层赋存条件较优越的工作面尝试采用自移式超前支护装置，但传统自移式超前液压支架的使用效果均不理想。申请号为201410757835.1的专利公开了一种无反复支撑连续支护的超前液压支架，采用后架变前架的方式解决对巷道顶板反复支撑的问题，但这种支护装置自身就需要占用较大的空间，且这种超前支护装置后架变前架的移动方式需要更大的转换空间，难以适用于工作面运输巷道；申请号为200910075084.4的专利公开了一种自循环式超前液压支架，但这种支架需要特殊的车辆进行搬移，难以适用于工作面运输巷道；申请号为201810229488.3的专利公开了一种循环自移式巷道超前液压支架，但这种支护***需要在两端部布置辅助悬挂支架，辅助悬挂支架对顶板岩层仍然存在反复支撑，且由于支架的运输路线与立柱不能布置在一条线上，因此，超前液压支架的支护及搬移过程需要大量的人力劳动，且具有一定的危险性。

发明内容

针对现有超前液压支架难以满足工作面运输巷道空间狭小、快速自移、对巷道顶板岩层无反复支撑破坏等要求，本发明提供一种能够实现在较小空间内进行无反复支撑、快速循环自移的巷道超前支护装置，解决了现有技术对巷道顶板存在反复支撑破坏、难以适应狭小空间、难以自动循环自移、操作复杂等问题，具体通过以下技术方案实现：

本发明提供一种无反复支撑自移式超前支护装置，包括：第一支撑梁、第二支撑梁、支撑立柱、立柱滑移装置、顶梁托移装置、立柱托移装置、滑移轨道、侧推千斤顶；

所述第一支撑梁与第二支撑梁铰接；

所述支撑立柱与立柱滑移装置铰接；

所述立柱滑移装置可以在第一支撑梁、第二支撑梁上移动，从而带动支撑立柱移动；

所述侧推千斤顶的两端分别与第一支撑梁、第二支撑梁铰接，侧推千斤顶通过进行伸、缩动作，使第一支撑梁与第二支撑梁发生相对旋转；

所述顶梁托移装置可以在第二支撑梁上移动；

所述立柱托移装置可以载着支撑立柱在滑移轨道上移动；

由一个所述的第一支撑梁、一个所述的第二支撑梁、一个或多个所述的支撑立柱、一个或多个所述的立柱滑移装置、一个或多个侧推千斤顶可以组成一个相对独立的支撑架，由多个相对独立的支撑架可以形成支撑架组，实现对工作面前方较大范围的巷道顶板进行支护。

进一步的，所述的第一支撑梁包括第一支撑梁滑移箱体、第一支撑梁筋板、第一支撑梁铰接箱体、第一支撑梁铰接座、第一支撑梁支护板。

更进一步的，所述的第二支撑梁包括第二支撑梁滑移箱体、第二支撑梁筋板、第二支撑梁铰接箱体、第二支撑梁铰接座、第二支撑梁支护板、顶梁托移装置滑移箱体。

再进一步的，所述立柱滑移装置包括滚轮、托板、支撑板、支撑立柱铰接耳板；

所述滚轮可以在第一支撑梁滑移箱体、第二支撑梁滑移箱体上滚动。

再进一步的，所述顶梁托移装置包括顶梁托移滚轮、第一滑动箱体、第二滑动箱体、托移箱体；

所述第一滑动箱体与托移箱体为固定连接；

所述第二滑动箱体与托移箱体为固定连接。

一种采用上述无反复支撑自移式超前支护装置进行巷道支护与循环自移的工艺流程，其特征在于，包括如下步骤：

S001，根据工作面超前支护范围，以第二支撑梁靠巷道煤帮侧的布置方式，将每一个相对独立的支撑架布置在工作面超前支护区域内，同时将顶梁托移装置安装在顶梁托移装置滑移箱体上，并根据支护范围要求铺设多个滑移轨道；

S002，将顶梁托移装置移动至待搬移的支撑架位置，并让托移箱***于第二支撑梁的下方，收缩支撑立柱，当第二支撑梁的顶梁托移装置滑移箱体完全嵌入托移箱体，且支撑立柱离开巷道底板时，则停止收缩支撑立柱；

S003，利用立柱滑移装置带动支撑立柱由第一支撑梁移动至第二支撑梁位置，同时移动立柱托移装置，使立柱托移装置位于支撑立柱下方，此时，适当升高支撑立柱，使支撑立柱与立柱托移装置完全接触，并使第一支撑梁与巷道顶板近似平行；

S004，收缩侧推千斤顶，使第一支撑梁与第二支撑梁发生相对旋转，当第一支撑梁支护板与第二支撑梁支护板处于近似垂直位置时，停止收缩侧推千斤顶；

S005，同时驱动顶梁托移装置、立柱托移装置，沿工作面推进方向，将待搬移的支撑架搬移至工作面推进方向前方的待支护位置；

S006，伸出侧推千斤顶，使第一支撑梁与第二支撑梁发生相对旋转，当第一支撑梁支护板与第二支撑梁支护板处于平行状态时，停止伸出动作；

S007，适当收缩支撑立柱，利用立柱滑移装置带动支撑立柱由第二支撑梁移动至第一支撑梁的支护位置；

S008，伸出支撑立柱，使支撑立柱先与巷道底板接触，然后再对巷道顶板进行支护，完成一个相对独立的支撑架的搬移工作；

S009，将顶梁托移装置、立柱托移装置沿工作面推进方向的反方向，移动至下一个待搬移的独立的支撑架位置；

S010，重复上述S001～S009的相关动作，完成对下一个待搬移的独立支撑架的搬移与支护动作，实现巷道支护与独立支撑架的循环自移。

附图说明

图1为本发明一种无反复支撑自移式超前支护装置结构示意图；

图2为一个相对独立的支撑架结构示意图；

图3为一个相对独立的支撑架的侧视图；

图4为顶梁托移装置结构示意图；

图5为立柱托移装置与滑移轨道连接示意图；

图6为第一支撑梁结构示意图；

图7为第二支撑梁结构示意图；

图8为第一支撑梁与第二支撑梁连接示意图；

图9为立柱滑移装置结构示意图；

图10为立柱托移装置结构示意图；

图11为滑移轨道结构示意图；

图12为无反复支撑自移式超前支护装置支护示意图（与工作面推进方向垂直的巷道剖面）

图13为无反复支撑自移式超前支护装置支护示意图（沿工作面推进方向的巷道剖面）；

图14为处于搬移状态的单个支撑架示意图；

图15为支撑架搬移前的支护状态示意图（与工作面推进方向垂直的巷道剖面）；

图16为支撑架搬移前的支护状态示意图（沿工作面推进方向的巷道剖面）；

图17为支撑架搬移至待支护位置后的支护状态示意图（沿工作面推进方向的巷道剖面）；

图18为无反复支撑自移式超前支护装置进行巷道支护与循环自移的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本实施例提供一种无反复支撑自移式超前支护装置，如图1-5所示，主要包括：第一支撑梁1、第二支撑梁2、支撑立柱3、立柱滑移装置4、顶梁托移装置5、立柱托移装置6、滑移轨道7、侧推千斤顶8；所述第一支撑梁1与第二支撑梁2铰接；所述支撑立柱3与立柱滑移装置4铰接；所述立柱滑移装置4可以在第一支撑梁1、第二支撑梁2上移动，从而带动支撑立柱3移动；所述顶梁托移装置5可以在第二支撑梁2上移动；所述立柱托移装置6可以载着支撑立柱3在滑移轨道7上移动。

其中，由一个第一支撑梁1、一个第二支撑梁2、一个或多个支撑立柱3、一个或多个立柱滑移装置4、一个或多个侧推千斤顶8，可以组成一个相对独立的支撑架，对巷道顶板岩层进行支护；多个相对独立的支撑架便可以形成支撑架组，对较大范围的巷道顶板进行支护。

具体的，由于立柱滑移装置4主要是带动支撑立柱3进行移动，所以支撑立柱3的数量与立柱滑移装置4的数量相同。

在其中一个实施例中，所述第一支撑梁1包括第一支撑梁滑移箱体11、第一支撑梁筋板12、第一支撑梁铰接箱体13、第一支撑梁铰接座14、第一支撑梁支护板15，见图6所示。

所述第二支撑梁2包括第二支撑梁滑移箱体21、第二支撑梁筋板22、第二支撑梁铰接箱体23、第二支撑梁铰接座24、第二支撑梁支护板25、顶梁托移装置滑移箱体26，见图7所示。

所述第一支撑梁1与第二支撑梁2通过第一支撑梁铰接座14、第二支撑梁铰接座24进行铰接，侧推千斤顶8的两端分别与第一支撑梁1、第二支撑梁2铰接，侧推千斤顶8通过进行伸、收动作，可以使第一支撑梁1与第二支撑梁2发生相对旋转，见图8所示。

所述立柱滑移装置4包括滚轮41、托板42、支撑板43、支撑立柱铰接耳板44，如图9所示，所述滚轮41可以在第一支撑梁滑移箱体11、第二支撑梁滑移箱体21上滚动，支撑板43用于将支撑立柱3的支撑力传递给第一支撑梁1，实现对巷道顶板岩层的有效支护，支撑立柱铰接耳板44与支撑立柱3铰接，从而带动支撑立柱3移动。

具体的，当支撑立柱3对支撑板43施加支护力时，支撑板43与第一支撑梁滑移箱体11紧密接触，同时滚轮41与第一支撑梁滑移箱体11脱离，实现对巷道顶板岩层的有效支护；当支撑立柱3收缩与巷道底板脱离时，则支撑板43与第一支撑梁滑移箱体11脱离，滚轮41与第一支撑梁滑移箱体11接触，从而可以实现立柱滑移装置4带动支撑立柱3进行移动。

所述顶梁托移装置5包括顶梁托移滚轮51、第一滑动箱体52、第二滑动箱体53、托移箱体54，如图4所示。所述第一滑动箱体52与托移箱体54为固定连接，所述第二滑动箱体53与托移箱体54为固定连接。

具体的，当对一个相对独立的支撑架进行搬移时，支撑立柱3收缩，此时，第二支撑梁2则落在托移箱体54上，通过顶梁托移滚轮51在顶梁托移装置滑移箱体26上滚动，从而实现对一个相对独立的支撑架进行搬移。

所述立柱托移装置6包括立柱托移架61、立柱托移滚轮62，见图10所示。

所述滑移轨道7包括滑移底托板71、立柱托移轨道72，见图11所示。

具体的，当对一个相对独立的支撑架进行搬移时，由于运输巷道中间的部分空间被转载机、破碎机、设备列车等占据，导致运输巷道的搬移空间非常狭窄，支护装置只能布置在巷道的两侧；为了实现搬移过程中被搬移的相对独立的支撑架与其他处于支护状态的支撑架不发生干涉，顶梁托移装置滑移箱体26必须布置在靠近巷道的巷帮侧；由于一个相对独立的支撑架的重心并不在顶梁托移装置滑移箱体26处，因此，仅利用顶梁托移装置5对一个相对独立的支撑架进行搬移势必会发生倾斜，且顶梁托移装置5的强度也难以满足对一个相对独立的支撑架进行支撑，因此，将支撑立柱3收缩后放置于立柱托移架61上，从而平衡支撑架的重量，同时利用顶梁托移装置5、立柱托移装置6实现对一个相对独立的支撑架进行搬移。

利用所述的无反复支撑自移式超前支护装置进行巷道支护与循环自移的工艺流程，如图12-18所示，主要包括以下步骤：

S001，基于工作面超前支护范围，以第二支撑梁2靠巷道煤帮侧的布置方式，见图12所示，将每一个相对独立的支撑架布置在工作面超前支护区域内，同时将顶梁托移装置5安装在顶梁托移装置滑移箱体26上，并根据支护范围要求铺设多个滑移轨道7，如图13所示；

S002，随着工作面的推进，沿工作面推进方向对每一个相对独立的支撑架进行循环移动；首先，将顶梁托移装置5移动至待搬移的支撑架位置，并让托移箱体54位于第二支撑梁2的下方，收缩支撑立柱3，此时，第一支撑梁1、第二支撑梁2下降，当第二支撑梁2的顶梁托移装置滑移箱体26完全嵌入托移箱体54，且支撑立柱3离开巷道底板时，则停止收缩支撑立柱，此时，支撑板43与第一支撑梁滑移箱体11脱离，滚轮41与第一支撑梁滑移箱体11接触，立柱滑移装置4可以带动支撑立柱3进行移动；

S003，利用立柱滑移装置4带动支撑立柱3由第一支撑梁1移动至第二支撑梁2位置，同时移动立柱托移装置6，使立柱托移装置6位于支撑立柱3的下方，此时，适当升高支撑立柱3，使支撑立柱3与立柱托移装置6完全接触，并使第一支撑梁1与巷道顶板近似平行；

S004，收缩侧推千斤顶8，使第一支撑梁1与第二支撑梁2发生相对旋转，当第一支撑梁支护板与第二支撑梁支护板处于近似垂直位置时，停止收缩侧推千斤顶，见图14-16所示，此时，完成了待搬移的支撑架的搬移准备工作；

S005，同时驱动顶梁托移装置5、立柱托移装置6，沿工作面推进方向，将待搬移的支撑架搬移至工作面推进方向前方的待支护位置，如图17所示；

S006，伸出侧推千斤顶8，使第一支撑梁1与第二支撑梁2发生相对旋转，当第一支撑梁1的第一支撑梁支护板15与第二支撑梁2的第二支撑梁支护板25处于平行状态时，停止伸出动作；

S007，适当收缩支撑立柱3，利用立柱滑移装置4带动支撑立柱3由第二支撑梁2移动至第一支撑梁1的支护位置；

S008，伸出支撑立柱3，使支撑立柱3先与巷道底板接触，然后再对巷道顶板进行支撑，完成一个相对独立的支撑架的搬移工作；

S009，将顶梁托移装置5、立柱托移装置6沿工作面推进方向的反方向，移动至下一个待搬移的独立的支撑架位置；

S010，重复上述S001～S009的相关动作，完成对下一个待搬移的独立的支撑架的搬移与支护动作，实现巷道支护与独立支撑架的循环自移。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

本发明提出的一种无反复支撑自移式超前支护装置，解决了狭小支护空间工作面超前支护区域的无反复支撑与循环自移支护，具有体积小、支护效率高、支护与搬移工艺简单等显著优点。

Claims (6)

1.一种无反复支撑自移式超前支护装置，其特征在于，包括：第一支撑梁、第二支撑梁、支撑立柱、立柱滑移装置、顶梁托移装置、立柱托移装置、滑移轨道、侧推千斤顶；

所述第一支撑梁与第二支撑梁铰接；

所述支撑立柱与立柱滑移装置铰接；

所述立柱滑移装置可以在第一支撑梁、第二支撑梁上移动，从而带动支撑立柱移动；

所述侧推千斤顶的两端分别与第一支撑梁、第二支撑梁铰接，侧推千斤顶通过进行伸、缩动作，使第一支撑梁与第二支撑梁发生相对旋转；

所述顶梁托移装置可以在第二支撑梁上移动；

所述立柱托移装置可以载着支撑立柱在滑移轨道上移动；

由一个所述的第一支撑梁、一个所述的第二支撑梁、一个或多个所述的支撑立柱、一个或多个所述的立柱滑移装置、一个或多个所述的侧推千斤顶可以组成一个相对独立的支撑架，由多个相对独立的支撑架可以形成支撑架组，实现对工作面前方较大范围的巷道顶板进行支护。

2.根据权利要求1所述的无反复支撑自移式超前支护装置，其特征在于，所述的第一支撑梁包括第一支撑梁滑移箱体、第一支撑梁筋板、第一支撑梁铰接箱体、第一支撑梁铰接座、第一支撑梁支护板。

3.根据权利要求1所述的无反复支撑自移式超前支护装置，其特征在于，所述的第二支撑梁包括第二支撑梁滑移箱体、第二支撑梁筋板、第二支撑梁铰接箱体、第二支撑梁铰接座、第二支撑梁支护板、顶梁托移装置滑移箱体。

4.根据权利要求1所述的无反复支撑自移式超前支护装置，其特征在于，所述立柱滑移装置包括滚轮、托板、支撑板、支撑立柱铰接耳板；

所述滚轮可以在第一支撑梁滑移箱体、第二支撑梁滑移箱体上滚动。

5.根据权利要求1所述的无反复支撑自移式超前支护装置，其特征在于，所述顶梁托移装置包括顶梁托移滚轮、第一滑动箱体、第二滑动箱体、托移箱体；

所述第一滑动箱体与托移箱体为固定连接；

所述第二滑动箱体与托移箱体为固定连接。

6.一种采用权利要求1～5中任一项所述的无反复支撑自移式超前支护装置进行巷道支护与循环自移的工艺流程，其特征在于，包括如下步骤：

S001，根据工作面超前支护范围，以第二支撑梁靠巷道煤帮侧的布置方式，将每一个相对独立的支撑架布置在工作面超前支护区域内，同时将顶梁托移装置安装在顶梁托移装置滑移箱体上，并根据支护范围要求铺设多个滑移轨道；

S002，将顶梁托移装置移动至待搬移的支撑架位置，并让托移箱***于第二支撑梁的下方，收缩支撑立柱，当第二支撑梁的顶梁托移装置滑移箱体完全嵌入托移箱体，且支撑立柱离开巷道底板时，则停止收缩支撑立柱；

S003，利用立柱滑移装置带动支撑立柱由第一支撑梁移动至第二支撑梁位置，同时移动立柱托移装置，使立柱托移装置位于支撑立柱下方，此时，适当升高支撑立柱，使支撑立柱与立柱托移装置完全接触，并使第一支撑梁与巷道顶板近似平行；

S004，收缩侧推千斤顶，使第一支撑梁与第二支撑梁发生相对旋转，当第一支撑梁支护板与第二支撑梁支护板处于近似垂直位置时，停止收缩侧推千斤顶；

S005，同时驱动顶梁托移装置、立柱托移装置，沿工作面推进方向，将待搬移的支撑架搬移至工作面推进方向前方的待支护位置；

S006，伸出侧推千斤顶，使第一支撑梁与第二支撑梁发生相对旋转，当第一支撑梁支护板与第二支撑梁支护板处于平行状态时，停止伸出动作；

S007，适当收缩支撑立柱，利用立柱滑移装置带动支撑立柱由第二支撑梁移动至第一支撑梁的支护位置；

S008，伸出支撑立柱，使支撑立柱先与巷道底板接触，然后再对巷道顶板进行支护，完成一个相对独立的支撑架的搬移工作；

S009，将顶梁托移装置、立柱托移装置沿工作面推进方向的反方向，移动至下一个待搬移的独立的支撑架位置；

S010，重复上述S001～S009的相关动作，完成对下一个待搬移的独立支撑架的搬移与支护动作，实现巷道支护与支撑架的循环自移。