本發明屬于煤礦掘進工作面臨時支護技術領域,具體涉及一種煤礦掘進巷道可收縮式臨時支架。
背景技術:
煤炭目前是我國第一大能源,在現階段的能源結構中占約70%,且在今后很長一段時間內,煤炭在我國能源消耗中仍將占據極重要地位,因此,煤礦的高產高效和安全生產將直接影響到我國的國民經濟穩步發展。隨著技術的不斷發展,煤礦機械在綜合機械化開采中發揮了及其重要的作用。然而煤礦井下的支護問題一直是困擾煤炭行業高產高效、安全生產的重要問題。隨著綜合掘進工作面生產能力和推進速度的提高,掘進區范圍的日益加大,掘進巷道的機械化快速掘進和快速支護成為礦井高產高效、安全生產的關鍵技術之一。
我國綜掘工作面長期以來沒有采用臨時支護設施,大部分井下掘進工藝的現狀一般為掘進機截割一刀煤后停機,將掘進機撤出,工人攜錨網、錨桿、錨索及錨桿鉆機等物料設備進入前端,進行鋪網、打錨桿、錨索等永久支護作業。這其中掘進機工作時間僅需5-10分鐘,而永久支護作業時間長達20-30分鐘甚至更長時間,掘進機的開機率僅有25%左右,這就成為制約掘進機生產效率和掘進面推進速度的主要原因。另外,在掘進事故中,頂板事故約占80%,掘進工作面頂板事故所造成的死亡人數約占全國頂板事故總死亡人數的20%。這就提出了提高掘進效率以及保證掘進工作面的安全這兩大問題。
技術實現要素:
本發明的目的是提供一種煤礦井下掘進巷道臨時支護設備,用于解決掘進工作中由于掘、錨速度失衡而影響掘進效率的難題,提高巷道掘進速度的同時也增強了永久支護作業的安全性,從而保證煤礦高產、高效和安全生產。
為了解決上述問題,本發明采用以下技術方案:一種掘進巷道可收縮式臨時支架,其特殊之處在于:支架由頂梁、兩個伸縮頂梁、兩個輔助頂梁、兩個移架座、一組滑輪和軌道、兩個護幫板、兩個連接板、兩個輔助伸縮油缸、4個伸縮油缸、4個支撐立柱、4個護幫油缸組成;所述頂梁為箱式結構,中部有隔板將箱內分為左、右兩側,左、右兩箱內有兩道筋板,將左、右兩箱又分為前、中、后三箱;所述伸縮頂梁分為左右兩個,在頂梁左側的為左伸縮頂梁,右側的為右伸縮頂梁,都為下開面箱式結構,其上面、前面、后面和左、右端面包覆在頂梁外,可相對與頂梁左右滑動;所述輔助頂梁分為左右兩個,在頂梁左側的為左輔助頂梁,右側的為右輔助頂梁,都為箱式結構,嵌在頂梁隔板左、右兩側的中箱內,可相對與頂梁左右滑動;所述輔助伸縮油缸共有兩個,對稱設置在頂梁隔板兩側的中部兩個箱內,其液壓缸固定在頂梁內的中部隔板上,其活塞桿與兩個輔助頂梁的箱型結構外側蓋板鉸接;所述伸縮油缸共有4個,對稱設置在頂梁隔板兩側的前、后共4個箱內,其液壓缸固定在頂梁內的中部隔板上,其活塞桿與兩個伸縮頂梁的箱 型結構外側蓋板鉸接;所述移架座頂端通過焊接固定在輔助頂梁底部靠近巷道側幫的一側,頂梁、伸縮頂梁、輔助頂梁底部有開槽,供移架座左右移動;護幫油缸底部耳板與護幫板中部耳座鉸接,其活塞桿與頂梁下面兩端的耳座鉸接;所述支撐立柱頂端與伸縮頂梁底部鉸接,鉸接位置位于伸縮頂梁底板靠近巷道側幫的兩角;所述連接板一端與護幫板鉸接,另一端與支撐立柱底端鉸接;所述滑輪在頂梁下面中線位置順序排列,軌道放置在滑輪上,可以沿滑輪向巷道前方或后方滑動。所述連接板一邊帶有三角形限位擋塊,所述護幫板底部與連接板有限位擋塊的一邊鉸接,以保證連接板與護幫板的角度足夠大,支撐立柱油缸底部與連接板無限位擋塊的一邊鉸接。頂梁、兩個伸縮頂梁、兩個輔助頂梁上、下兩面設置兩排平行的錨桿鉆孔。
本發明的工作原理為:由若干臺支架在掘進巷道組成工作組,沿巷道順向布置,呈龍門式結構跨騎于巷道內的掘進機以及配套設備上,支撐頂板并保護巷道兩幫。隨掘進機向前掘進,工作組離巷道掘進面遠端支架進行收縮,減小其高度與寬度后,通過掛于軌道滑輪上的軌道及運輸滑輪吊起后,從支撐狀態下的其他支架下運送至工作組離巷道掘進面近端,重新展開來支撐頂板與兩幫。
本發明與目前巷道臨時支護相比,四個液壓缸、多段頂梁同時支撐頂板,支護強度高;通過護幫板與護幫油缸將護幫與護頂結合起來,支護效果優秀;支架可收縮后運輸,避免了頂板重復支護;其結構緊湊,布局合理,適合煤礦巷道不同類型的頂板、底板和側幫的情況。
附圖說明
圖1是本發明伸展狀態下的主體結構示意圖
圖2是本發明收縮狀態下的主體結構示意圖
圖3是本發明頂梁內部結構示意圖
圖4是本發明的正視圖
圖5是本發明的側視圖
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。
參見圖1~5,所述的支架由頂梁、伸縮頂梁、輔助頂梁、兩個移架座、一組滑輪和軌道、護幫板、兩個連接板、伸縮油缸、輔助伸縮油缸、支撐立柱、護幫油缸組成;所述頂梁為箱式結構,中部有隔板將箱內分為左、右兩側,左、右兩箱內有兩道筋板,將左、右兩箱分為前、中、后三箱,頂梁為鋼板焊接而成,箱型結構保證支撐強度,為支架的主要支撐部件;所述左伸縮頂梁、右伸縮頂梁為下開面箱式結構,其上面、前面、后面和左、右端面包覆在頂梁外,可相對與頂梁左右滑動,既起到支撐作用,又可以收縮減少體積;所述左輔助頂梁、右輔助頂梁為箱式結構,嵌在頂梁隔板左、右兩側的中箱內,可相對與頂梁左右滑動,用于帶動移架座向支架中間移動;所述伸縮油缸設置在頂梁隔板兩側的前、后4個箱內,其液壓缸固定在頂梁內的中部隔板上,其活塞桿固定在左伸縮頂梁、右伸縮頂梁的端面,用于伸展和收縮伸縮動頂梁;所 述輔助伸縮油缸設置在頂梁隔板兩側的中部兩個箱內,其液壓缸固定在頂梁內的中部隔板上,其活塞桿固定在左輔助頂梁、右輔助頂梁端面,用于伸展和收縮輔助伸縮頂梁;所述移架座頂端通過焊接固定在輔助頂梁底部靠近巷道側幫的一側,其作用是為支架收縮提供暫時的底座,頂梁、伸縮頂梁、輔助頂梁底部有開槽,供移架座左右移動;護幫油缸底部耳板與護幫板中部耳座鉸接,其活塞桿與頂梁下面兩端的耳座鉸接,其與立柱油缸,多段式頂梁呈三角形穩定結構;所述4個支撐立柱頂端在兩個伸縮頂梁前后兩端靠近巷道側幫的一側與其鉸接,立柱底端有擋板,提高了接觸巷道底板的面積,擋板下有錐形結構,用于釘入巷道底板使支架不會滑動;所述連接板一端與護幫板鉸接,另一端與立柱底端鉸接;所述軌道滑輪設置在頂梁下面中線的兩端軌道放置在滑輪上,可以沿滑輪向巷道前方或后方滑動;所述連接板一邊帶有三角形限位擋塊,所述護幫板底部與連接板有限位擋塊的一邊鉸接,以保證連接板與護幫板的角度足夠大,支撐立柱油缸底部與連接板無限位擋塊的一邊鉸接;頂梁、左伸縮頂梁、右伸縮頂梁、左輔助頂梁、右輔助頂梁上、下兩面設置兩排平行的錨桿鉆孔。
以支架展開支護為初始狀態,其收縮過程分以下3個步驟:
1.調節支架兩個輔助伸縮油缸使其收縮,帶動左、右輔助伸縮頂梁由左右兩側向頂梁中間滑動至指定位置,同時兩個輔助伸縮頂梁帶動與其焊接的移架座向支架重劍移動至指定位置。
2.調節支架4個支撐立柱、4個護幫油缸使其收縮,多段式頂梁下降與頂板分離,移架座也同時下降,當移架座下降到底部接觸到巷道底板時,移架座起到支撐作用,繼續調節后支架4個支撐立柱、4個護幫油缸使其收縮,帶動支撐立柱與底板分離。
3.調節支架4個伸縮油缸、4個護幫油缸使其收縮,帶動兩個伸縮頂梁由左右兩側向頂梁中間滑動至指定位置,即完成支架收縮過程,支架收縮至最小的體積。
以支架收縮至最小為初始狀態,其展開支護過程分以下3個步驟:
1.調節支架4個伸縮油缸、4個護幫油缸使其伸長,帶動兩個伸縮頂梁由頂梁中間向左右兩側滑動至指定位置。
2.調節支架4個支撐立柱、4個護幫油缸使其伸長,帶動支撐立柱底端接觸到巷道底板,此時支撐立柱起到支撐作用,繼續調節支架4個支撐立柱、4個護幫油缸使其伸長,帶動多段式頂梁上升直至其與巷道頂板接觸,移架座此時也與地面分離。
3.調節支架兩個輔助伸縮油缸使其伸長,帶動左、右輔助伸縮頂梁由頂梁中間向左右兩側滑動至指定位置,同時兩個輔助伸縮頂梁帶動與其焊接的移架座向支架中間移動至指定位置,空出了支架下的空間供掘進機作業,即完成支架的展開過程。