CN1170052C - 护顶支架 - Google Patents

Abstract

一种用于煤矿综采工作面的顶基式护顶支架。采用宽式刚性整体顶梁(1)，其下悬挂4至6根液压立柱(2)，柱底有联合底座及推输送机千斤顶(3)，支架之间设导向杆(4)和推移千斤顶(5)，梁下有支架间距保持和调节装置(6)，顶梁下方四角有四个升位千斤顶(14)，可实现工作面快速带载移架。其优点是取消了四连杆机构，可显著降低支架的重量和造价，改善对顶板的支护性能。

Description

护顶支架

技术领域

本发明涉及煤矿井下综采工作面的支护设备液压支架。

背景技术

目前，综采工作面用的液压支架基本上都为底基式，即工作期间支架的底座不脱离底板，支架的降架、移架和支撑都以底板为基础，而且绝大多数均为宽体四连杆机机构液压支架。标准的支架中心距为1.5mm，采用板式刚性整体或铰接顶梁，刚性或半刚性底座。这类支架在工作期间要承受工作面顶底板之间的巨大剪刀，及顶梁相对与底座的各种弯矩和扭矩，强度要求很高。因此支架重量重，造价高，是综采设备初期投资高的主要原因。

支架的卸载，移动和支撑以顶板为基础，也即以相邻支架的顶梁为基础的顶基式支架目前很少使用。而且均为窄顶梁的组合支架。一般是由长条形顶梁、其下部悬挂的液压立柱、导轨或导向装置及推移千斤顶组合而成的，左右或前后两个单元为一组的支架。如滑移顶梁支架。两个单元互为支点，交替前移。组和组之间没有结构上的连系。这种支架稳定性差，移动速度慢，交替卸载，护顶效果不好。

发明内容

本发明的目的是提供一种不采用四连杆等支架稳定机构，使支架结构和受力状况大大简化的护顶支架。

本发明的目的还在于提供一种使工作面顶板受到宽式刚性顶梁的有效支护，并能实现快速带载移动的顶基式护顶支架。

附图说明

图1为护顶支架外形图。

图2为支架导向和推移装置——套管式导向杆和推移千斤顶布置图。

图3工作面支架双向隔架移动示意图。

图4为圆管(杆)式导向杆(空段在前)，滑块和推移千斤顶布置图。

图5为支架双向间距保持和调节装置和套管式导向杆、推移千斤顶布置示意图。

图6为支架间距保持和调节装置和圆管(杆)式导向杆、推移千斤顶布置示意图。

图7支架顶梁下液压立柱悬挂方式侧向示意图。(a)中厚煤层护顶支架，(b)厚煤层护顶支架，(c)简易护顶支架，(d)轻型护顶支架，(e)薄及中厚煤层“V”型护顶支架，(f)“X”型薄煤层护顶支架。

具体实施方式

1、采用宽体顶基式支架结构。即采用宽度比支架中心距(标准中心距为1.5m)，略小的板式刚性顶梁1，顶梁长度根据三机配套及控顶需要确定，顶梁下用铰接方法沿支架纵向分两排分布悬挂有4至6根液压立柱2；液压立柱底部设联合底座及与底座和输送机连接的推输送机千斤顶3；在顶梁的老塘侧设挡矸板13。支架移架时以两侧的导向推移装置为依托，采用抬底座前移。

用于中等稳定以上顶板的护顶支架，可采用无活动侧护板的整体刚性顶梁或前后铰接顶梁；对于中等稳定或不稳定顶板的护顶支架可采用有单侧或双侧活动侧护板的整体刚性顶梁或铰接顶梁。活动侧护板设弹簧筒和收回千斤顶。

液压立柱2上腔设液控单向阀，下腔设液控单向阀和安全阀，如结构需要立柱可以倒置。

2、全工作面的护顶支架按常规长壁综采工作面在上下顺槽之间排列，支架间距符合设计中心距的要求。

3、在每架支架之间，位置高度在顶梁的下方，设置导向推移装置，导向杆4在上，推移千斤顶5在下，一套导向推移装置，分别为相邻的两架支架服务。按工作面支架移架方向和顺序的不同，有三种导向推移装置：

(1)套管式导向杆和液控销连接推移千斤顶，可实现工作面双向顺序移架。套管式导向杆4由内管(杆)和带全长豁口的外管组成(见图2)，两侧与内管或外管连接的前后耳座分别与相邻两架支架的前后两组支架间距保持和调节装置6连接。在外管的下部，通过两端的连接板焊接有上下立轨，推移千斤顶的活塞杆端部及缸体两端上下设有滑槽，使活塞杆端部和缸体可在上下立轨中滑动，活塞杆端部和缸底各设一横向销孔(见图5)。和这一前一后销孔位置对应，在支架间距保持和调节装置两端的下方设有液控销12，移架时可根据需要分别与相邻两架的前后液控销12连接。工作面支架顺序移架时，导向杆的一侧为先移支架，另一侧则为后移支架，由于推移千斤顶5为常伸状态，故移架时应将先移支架的后液控销12***推移千斤顶的缸底销孔，而将后移支架的前液控销12***推移千斤顶的活塞杆销孔。待导向杆的两侧支架都完成移架动作以后方可将前后液控销收回。

(2)圆管(杆)式导向杆4、支架两侧对称布置滑块和固定连接推移千斤顶5。导向杆两侧分别有与相邻两架支架的前后支架间距保持和调节装置连接的前后滑块。工作面采用双向隔架移动方式时(见图3)，工作面支架分为隅数架和奇数架。若隅数架为先移支架，则隅数架两侧导向杆上的前后滑块在前，奇数架两侧导杆上的前后滑块在后。推移千斤顶为常伸状态时(见图4)，先移支架的后滑块16与缸体相连，后移支架的前滑块17与活塞杆相连；若导向杆的空段在前，则后移支架的后滑块18与导向杆的后端固定；若导向杆的空段在后，则导向杆的前端与先移支架的前滑块固定。

(3)圆管(杆)式导向杆、支架两侧非对称布置滑块和固定连接推移千斤顶，此方式适于工作面支架单向顺序移架，因此各个支架两侧滑块的设置不同，若支架左侧的前后滑块在前，支架的右侧的前后滑块在后，而且每支架都如此，则工作面的移架顺序是从右至左。推移千斤顶的连接方式同(2)。

如结构允许推移千斤顶也可为常缩状态，此时，联接方式需作相应改变。

3、支架间距保持和调节位置(见图5)

在支架顶梁下面与顶梁纵向轴线垂直一前一后设有两组支架间距保持和调节装置6。由销轴7、连接块8、组合油缸10(缸体隔开的双向推油缸)、连接筒9、两端的伸缩杆11和前后滑块等组成。此装置被卡在顶梁下面两边的竖向滑槽内，其中部被顶梁上有一对长孔的耳座和销轴7固定。

工作面所有支架间的导向和推移装置通过各个支架的支架间距保持和调节装置6，而连成一个整体。此装置的间距保持装置一般是在移架到位以后，操作组合油缸10中的距离保持油缸伸出，使两侧的导轨之间保持设定间距，保证支架的顶梁能顺利移架，待相邻支架移架到位撑紧顶板后卸载。

按组合油缸的数量分，在装置两边各有一个组合油缸的称为双向间距保持和调节装置；而只有一侧有组合油缸，另一侧为固定长度的为单向间距保持和调节装置(见图6)。

组合油缸10中的调节油缸平时为常缩状态，在活塞杆腔设有液控单向阀，当需要实现支架横向移动时使用。有两个组合油缸的，可实现本架操作双向调节；若只有一个组合油缸的，本架只可进行一个方向的调节，若要实现另一方向的调节，则要借助邻架的调节油缸，实行邻架操作。

4、位置保持和顶梁抬升装置

此装置处于顶梁下面两边前后的4个升位千斤顶14，分别被安装在顶梁两边下面一前一后的竖向滑槽中间，其下端固定在支架间距保持和调节装置6的两端，上部探入顶梁和顶梁内部的耳座连接。千斤顶14的上下腔设有液控单向阀。在支架支撑顶板时，本千斤顶可保持导向杆和间距保持装置6的位置高底；在支架卸载提底座的同时，4个升位千斤顶14同时升起顶梁1托住顶板，此时操作推移千斤顶即可实现带载移架(见图1、图5、图6)。

5、输送机推移和支架复位装置

这是指悬挂在立柱下部的联合底座及与联合底座后部横架联接的推输送机千斤顶3。在支架支撑顶板的情况下本千斤顶用作推移输送机，在支架移架时与顶梁两侧工作的推移千斤顶同时收缩，可辅助支架移架和立柱复位。对于工作面两端的首架支架，此千斤顶可与顶梁一侧的推移千斤顶5配合完成支架沿底板移动。

简单的护顶支架可不设联合底座和每架的推输送机千斤顶，改用设置立柱底盘和隔多架支架下部设一个推输送机千斤顶的方法，将千斤顶与立柱根部柔性连接。为增加立柱的稳定性、防止摇幌，可在立柱之间的适当位置上设置非刚性连接件，也可采用立柱复位千斤顶或复位装置。

与现有技术相比本发明护顶支架有下列优点：

1、取消了支架的四连杆机构，使支架不再承受顶底板之间的巨大剪刀和各种弯矩、扭矩，简化了支架的结构和受力状态，使支架的主要受力部件大为减少，因此可从根本上大幅度降低支架的重量和造价。由此，可显著降低综采设备的初期投资。

2、采用宽式板型整体刚性顶梁，移架时有升位千斤顶托住顶梁，顶梁两边有推移千斤顶，可实现较理想的提腿快速带载移架，保持顶板的完整性，有效改善对顶板的支护性能。特别有利于对中等稳定以下顶板的支护。

3、用于中等稳定以上顶板工作面的护顶支架，可不设活动侧护板，采用双向隔架顺序移架方式，支架顶梁之间采用圆管(杆)式导向杆、支架两侧对称布置滑块和固定连接推移千斤顶方式，不仅可进一步加快移架速度，并有利于进一步简化支架结构和降低造价。

4、每架支架有4根或4根以上的立柱，立柱上下腔设有液控闭锁装置，设有联合底座或柱间柔性连接装置，使支架本身具有一定的稳定性，便于采取措施，实行支架的整体运输和安装，降低运输费用和安装时间。

5、支架基本结构可用于其它用途的支架，如放顶煤支架、铺网支架；在顶梁后部设放煤尾梁和放煤装置可形成护顶式放顶煤支架；在支架下部设铺网装置可形成护顶式铺网支架。也可简化这类支架的结构和受力状况。

Claims (8)

1、一种护顶支架，由顶梁(1)、液压立柱(2)、联合底座及推输送机千斤顶(3)、导向杆(4)、推移千斤顶(5)、支架间距保持和调节装置(6)、升位千斤顶(14)、挡矸板(13)组成；其特征在于：顶梁(1)下部分布悬挂有4至6根液压立柱(2)，在液压立柱底部设有联合底座及与底座和输送机连接的推输送机千斤顶(3)，在每个支架之间设有导向杆(4)和导向杆下部的推移千斤顶(5)，导向杆(4)前后与两侧顶梁下一前一后横向布置的两组支架间距保持和调节装置(6)相连，将工作面各个支架间的导向装置连成一个整体；在支架间距保持和调节装置两端与顶梁之间设有位置保持和顶梁抬升装置：4个升位千斤顶(14)。

2、如权利要求1所述的护顶支架，其特征在于：支架之间的导向推移装置可以是(1)套管式导向杆和液控销连接推移千斤顶；或(2)圆管(杆)式导向杆、支架两侧对称布置滑块和固定连接推移千斤顶；或(3)圆管(杆)式导向杆、支架两侧非对称布置滑块和固定连接推移千斤顶。

3、如权利要求1或2所述的护顶支架，其特征在于：支架间距保持和调节装置可以是双向支架间距保持和调节装置；或单向支架间距保持和调节装置。

4、如权利要求1所述的护顶支架，其特征在于：可采用联合底座和推输送机千斤顶作为推输送机，辅助移架和液压立柱的复位装置；或者采用立柱底盘和隔多架支架设一个推输送机千斤顶的方式；或者在立柱之间设非刚性连接件，采用立柱复位千斤顶或复位装置。

5、如权利要求1所述的护顶支架，其特征在于：可采用无活动侧护板的整体刚性顶梁或铰接顶梁，也可采用单侧或双侧活动侧护板的整体刚性顶梁或铰接顶梁。

6、如权利要求1所述的护顶支架，其特征在于：支架的中心距为1.5mm；也可为1.25或1.75m。

7、如权利要求1所述的护顶支架，其特征在于：本支架的结构可用于放顶煤支架和铺网支架：在顶梁后部设放煤尾梁和放煤装置，可形成护顶式放顶煤支架；或者在支架下部设铺网装置，可形成护顶式铺网支架。

8、如权利要求1所述的护顶支架，其特征在于：液压立柱可以倒置悬挂。

Images