專利名稱：具有影響冒落邊緣的放頂煤口的掩護支架的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種掩護支架，它具有連接掩護梁和底座的四連桿機構，連接底座和頂梁的液壓立柱，以及一個配置于頂梁的具有關閉系統的放頂煤口和一個置于頂梁側面的活動側護板。
這種掩護支架有不同的結構，主要用于井下硬煤開采。它用于使一個與運輸巷和回風巷大致成直角布置的工作面控頂區保持暢通，以便落煤和運輸煤炭。此外這個控頂區也需要用于通風，以保證任何時候可以使人員通行。為此目的掩護支架具有一個底座和一個頂梁，并通過液壓立柱將它的支撐住在頂板和底板之間，同時用一個掩護梁封閉住指向采空區的開口。該控頂區向煤壁仍保持敞開，因為在掩護支架立柱的前方以及立柱之間都必須保持有人行通道。這種掩護支架也用于井工開采的褐煤煤礦。同時也已知這種掩護支架的結構使其能夠用于同時采下位于頂梁上方的煤炭。根據DE-PS3107955的公布，在掩護梁上布置一個放頂煤口，因此在這范圍內由于頂板的松動而冒落下來的煤炭就能夠通過這放煤口而進入掩護支架的內部空間里。由此起要以適合的方式將支架拉向工作面運輸機。根據在掩護梁上配置放頂煤裝置所存在的問題，這種掩護支架已經按較老的專利19712310.4進行了進一步開發，此時對這種所謂組合掩護支架來說是這樣布置頂梁的，就是使煤炭有目的地滑入到工作面運輸機范圍內的通道里。已經證實難于應付的是，有時這冒落邊緣位于頂梁的后端，有時，也就是說在組合掩護支架時，又位于頂梁的前端，就是在煤壁范圍內。同時難于應付的是使頂煤和冒落矸石分開，因此往往使采落的煤炭被矸石混得很不潔凈。根據還沒有顧及到，運輸冒落矸石會對后配套運輸機帶來的問題；此外這些位于頂梁上的矸石對于礦工來說也是種危險。
因此本發明的任務是提出一種放頂煤掩護支架，它能使煤和冒落矸石更好地分離，并使整個支架具有良好的穩定性。
按本發明這個任務是通過以下方法來解決的放頂煤口布置在頂梁上，并且大致在頂梁的中部與關閉系統一起集成于頂梁內；同時頂梁的前部和后部是封閉的結構，并以全寬支撐頂板；而且在放煤口關閉的情況下中部的關閉系統也能支護住頂板。
這種結構的掩護支架的特點首先在于，冒落邊緣位于頂板上方放頂煤口開始處，也就是在最有利的位置上，同時冒落下來的煤就能夠有目的地通過開啟的放煤口流下，而不會存在冒落矸石緊陡而至并弄臟煤的危險。但至少對于操作工人來說可以提前了解到什么時候冒落矸石會一起進來，那么就可以關閉這放煤口，集成于頂梁內的關閉系統對此是最佳地適合的。頂梁的前、后部設計很緊湊，因此能夠有目的地支撐此處的頂板。在放煤口關閉狀態時確保了全長的支撐，這尤其是在支架緊跟移動時，也就是說在向前推移支架時證明為有利的。
按照本發明的合理結構設計，關閉系統包括一個帶有伸縮千斤頂的伸縮板，它們布置在頂梁里面可在頂梁的縱向方向上滑動。在縱向方向上可以滑動的伸縮板為側面導向，因而它不僅在封閉狀態時一起支撐頂板，而且也能夠通過一個相應布置的伸縮千斤頂而有目的地來回伸縮滑動，也就是避免了擺動過程，由于上面壓住了煤，在其壓力作用下這個擺動過程會受到阻礙的。關閉系統因此也正好適合于厚煤層，但是也適合于使用在中厚煤層，因為帶伸縮板的關閉系統所占用的位置少。
由放頂煤口放落的煤炭有目的地立即繼續被引入工作面運輸機，按照本發明這帶有伸縮千斤頂的伸縮板配置有滑槽狀的放煤板，從頂梁前端看這放煤板是鉸接吊掛在放煤口的后端，并且可以通過一個擺動千斤頂來操作。放煤板可以一直向下擺動，直到使得經放煤口放落的煤很快滑入工作面運輸機里，并由此處被運走。放煤板可以同時調整得足夠陡，以便即使潮濕的煤也能可靠地滑下，從而使放頂煤方法總是不會受阻礙。因為操作人員無須進行干預，因而總體來說操作人員也不會發生事故危險。操作人員可以以安全距離處來觀察放頂煤過程，而且在必要時通過操作放煤板使放煤過程進行，或者說加以影響。
如果頂梁是由主頂梁和折迭梁(也是護幫裝置)組成的話，那么集成于頂梁內的放煤口就能夠尤其很好地被實現。一種這樣的所謂剛性主頂梁既可容易地布置放煤口本身，也即伸縮板，又可容納伸縮千斤頂。按照另外一種結構形式特別合適的是，如果以頂梁前端看伸縮板的伸縮千斤頂布置在放煤口的前面。同時這種結構形式的優點是可以實現很短的頂梁，這是由于原本占去位置的伸縮千斤頂就可以相應地縮短主頂梁的長度。將伸縮千斤頂布置在它們不占用位置的地方，因而尤其可以不采用懸伸的頂梁。
按照一種另外的結構形式規定，頂梁包括一個主頂梁和布置于前面的鉸接伸縮梁和護幫裝置。這尤其適用于煤傾向于冒落的地方，從而通過鉸接伸縮梁和護幫裝置能夠使頂煤護住，一直到頂煤能夠經由放煤口放落為止，這樣最終在煤壁區也發生一定的卸載。通過鉸接伸縮梁可以使頂梁的全長加長大約600mm。對于這種結構來說，伸縮板的伸縮千斤頂從頂梁前端看它是布置在放煤口的后面，這就強制地使頂梁加長了，或者導致形成一種懸伸的頂梁。這就使頂梁的整個長度較長。
根據這種結構，尤其是具有剛性主頂梁的結構就可能放棄采用置于工作面運輸機下面的框架了。而寧可將底座設計成在工作面運輸機前面就終止的短底座，從而使這樣的掩護支架也適合于所謂的具有緊接的作用半徑和大展開的旋轉工作面開采。也可以設計裝入一種滑動的箱式推移裝置，因而也可以沒有問題地采用一種提底座千斤頂裝置。
另外尤其在剛性主頂梁時可以通過設計活動側護板使其在頂梁前端看為平行于主頂梁，因而可以實現對頂板的附加的支護，并因此實現一種通常的支護。活動側護板幾乎可以一直布置到頂梁前端，因此相應地使暴露的頂板面積減至最小。因而實現較好的穩定性。
早先已經指出，通過封閉頂梁或者主頂梁的后部就可能使煤與冒落矸石之間實現潔凈的分離。按照本發明從頂梁前端看使掩護梁布置在主頂梁的后端可以擺動，并且陡立地向下，這樣也能夠改善這種分離，或潔凈的分離。合理的是使掩護梁下傾小于40°-50°，從而使冒落矸石有目的地落在對于通過放煤口進行最佳的放頂煤所希望的位置。
通過放煤口而進入掩護支架內部空間的煤炭如前所述經過斜置的滑槽式或者滑動式的放煤板導入工作面運輸機。如果根據目標明確的設計使得配置于伸縮梁，或者布置在伸縮梁下方的放煤板可以下擺至大約60°傾角，那么這種放煤就尤其能夠實現了。根據由此可以達到的放煤板的有利的傾斜，煤就自動地滑行到工作面運輸機里。如果發生了堵卡，那么可以容易地通過擺動千斤頂使放煤板產生沖擊性的運動，從而消除這種堵卡。當放煤板抬高時，位于前排液壓立柱之前的第二人行道就可以由采煤機司機沒有問題地利用了。此外要求放煤板有一個有利的抬起位置，因為這樣可以使放煤板與放煤口之間的橫斷面變窄不明顯，因而即使在放煤口本身范圍內也不會產生堵卡。總之即使放煤板此時向下擺動較多也能保證在兩排液壓立柱，或者說四根立柱之間的最小行人通道。
在真正的主頂梁上的煤體的松動是通過以下途徑而變得有利的，就是梁頂或者說主頂梁在其縱向具有通長延伸的大梁。由于大梁在放煤口范圍內的局部擠壓而使煤體的松動有利，從而很大程度上可以不必對煤體進行爆破。
本發明的最大特點是提出了一種放頂煤支架，對這種支架來說煤炭是目標明確地在一個范圍內放落的，這個范圍使冒落邊緣不在主頂梁的起始處，或者說頂梁前端，也不在后端，而使其在放煤口范圍內。因而當放煤口，也就是說伸縮板被打開時，就能夠目標明確地將煤放落，同時實際上就使煤連續地經過布置于伸縮板下面的滑槽式放煤板而導引至工作面運輸機內。由于連續地放煤一般不會發生堵卡。而且一旦發生堵卡也可以通過擺動千斤頂使放煤板產生運動而排除。總的來看根據頂梁的結構可以使頂梁總體上很短，因此能使之適應各種不同的條件。尤其有利的是也可以采用一種短底座了，這也就使具有緊接作用半徑的旋轉工作面開采成為可能。總的來看所提出的這種掩護支架由于較好地使煤炭和冒落矸石分離開，提高了穩定性。如前所述，這種較好的分離首先是使冒落邊緣準確地位于主頂梁上的放煤口開始處而實現的。
本發明物的其它細節和優點見以下的說明和附圖，圖中所示為一種優選的實施例以及為此所需的各種細節和零部件。圖示為
圖1表示具有鉸接伸縮梁的掩護支架的側視圖；圖2表示按圖1掩護支架的正視圖；圖3表示底座的俯視圖；圖4表示一種具有很短頂梁的掩護支架的側視圖；圖5表示按圖4掩護支架的俯視圖。
圖1所示一種掩護支架1具有底座2，掩護梁3和與它們相連接的四連桿機構4。如通常一樣頂梁5和底座2是由液壓立柱6、7支撐。在圖1和圖4所示的實施型式中是指一種所謂的四柱掩護支架。這種架型的底座2下的比壓要小于兩柱掩護支架時的比壓，同時底板比壓峰值也遠在底座前端的后面。底座2有一個推移千斤頂8，它與工作面運輸機9通過箱形推移機構及運輸機連接裝置33相連接，從而使掩護支架能夠緊隨著移向工作面運輸機9。
在工作面運輸機9上面有一個滾筒采煤機導向運行，采煤機的滾筒19切割煤炭并且采煤機就在這工作面運輸機9上移動，從而能使煤炭運出。
在頂梁5的范圍內布置了一個放煤口11，它通過一個關閉系統12而可以開啟和關閉。頂梁5側面裝設了活動側護板13，在圖4特別所示的實施形式中，活動側護板13可以在頂梁5的縱向方向上一直伸至煤壁。對此以下還要作進一步的說明。
在圖1實施形式中真正的主頂梁18有一個鉸接伸縮梁14，它可以在頂梁5的縱向方向上，也就是在向著煤壁26的方向上滑動伸縮，以避免煤的冒落。對此也還補充地采用了護幫裝置15，這種裝置在向下伸轉狀態時尤其是用于相應地支撐住煤幫，從而使其不傾向于片幫，至少這種傾向被目標明確地阻礙了。
放煤口11位于主頂梁18的中部21，而前部20則有一個鉸接，通過此鉸接使鉸接伸縮梁14與本身的主頂梁18相連接。用標記為17的千斤頂來操作護幫裝置15。而千斤頂16則用于滑動伸縮這鉸接伸縮梁14。
如通常一樣，液壓主體6,7和6′,39支撐在底座2上。在頂梁5的范圍內有大梁36,37，這由圖2可見，這些大梁如圖1所示在頂梁5的某一段長度上延伸，但其結構為整體連續的。
對于圖1可見的具有鉸接伸縮梁14的結構形式，在主頂梁18的后部22裝設有伸縮千斤頂28用于伸縮板27，從而使頂梁5具有相應的長度。從頂梁前端31處看，伸縮千斤頂28布置在放煤口11的后面。由于采用了鉸接伸縮梁14以及為此所需的部件因而不可能再采取另外的布置方式。
圖2還指明了，整個掩護支架1撐緊布置在工作面24的頂板23和底板25之間，以便使由圖1和圖4可見的控頂區橫斷面保持敞開，并從而使得煤炭的開采成為可能。
借助于關閉系統12，也就是伸縮千斤頂28使放煤口11打開，用于將位于頂梁上方范圍內的煤炭放下。伸縮千斤頂28將伸縮板27在向著頂梁后端的方向上拉動，然后使煤炭進入掩護支架1的內部空間。此外放煤板29作成滑煤槽形式，通過相應的槽面和側面部分30用來使頂煤直接流入工作面運輸機9內。工作面運輸機9則用于使煤炭從工作面起運至巷道。放煤板29的傾斜角度由擺動千斤頂32來規定，可以達到小于60°，因此由于放煤板29的陡立就阻礙了煤炭的堵卡現象，尤其是在放煤口11的區域內。
圖3表示了底座2的俯視圖，同時指出了液壓立柱6,6′,7,39支撐的位置。用8表示推移千斤頂。在人行槽和箱式推移機構33的前面有一個聯接裝置，以便能夠連接推移千斤頂8和工作面運輸機9圖4所示的掩護支架1就總體結構來說相當于圖1所示的支架，只是此處實現了短的緊湊的主頂梁18；若是使伸縮千斤頂28布置在放煤口11的前面范圍內，那么這就尤其可以實現。圖4作了相應表示。通過這種方法實現了短的剛性的主頂梁18，這就使頂梁整體上很短。頂梁整體只是還補充有折迭梁15(護幫裝置)。折迭梁15通過千斤頂17來操作，也就是如圖所示向上擺動直至頂板，或者向下擺動。用38表示的機構即用于此。
按圖1所示的結構和首先也是按圖4所使用的底座2設計成了短底座34，如圖4所示，短底座34在工作面運輸機9的電纜槽前面即終止。底座通過推移千斤頂8或者說人行槽和箱形推移機構33與運輸機相連，因而能夠使整個支架1前移。圖4表示了推移千斤頂8完全裝入在短底座34里。
兩排液壓立柱6,6′,7和39支撐在底座2上，此外如圖2所示，也是對著大梁36,37。在大梁36,37之間就布置了可伸縮的伸縮板27，按圖4所示結構它是由一個伸縮千斤頂28來操作的，從頂梁前端31看，伸縮千斤頂28固定在放煤口11的前面。借助于擺桿40和千斤頂17，折迭梁可以一直伸出到超出主梁的水平面。
主梁8的后端35實際上在擺動鉸接41處終止，主梁18和掩護梁3與此擺動鉸接41可擺動地連接。相應穩定的掩護梁3用于掩護住內部空間，側護板42也相應地一直向下伸展，它局部地護住了四連桿機構4的連桿，而且用于使冒落矸石不會擠入空間區域內，也就是由掩護支架1所護住的區域內。
圖4表示了放煤板29處于開啟狀態，也就是處在下擺狀態，為此擺動千斤頂32相應多地收回。通過這開啟的放煤口11而放進來的頂煤可以直接流入工作面運輸機9。可以見到，放煤板29的端部件43直接連接在放煤口11的邊緣上，從而使煤炭均勻地滑溜出來。
可以見到，在此工作過程中有一個用于行人的輔助行人道45，即使在這時間通常不會有人通行。
若放頂煤結束，并通過伸縮千斤頂28使伸縮板27關閉了，那么就可以通過將擺動千斤頂32伸出使放煤板29擺高至虛線所示的位置。然后用于正常通行的真正的行人通道46就可以使用了。
考慮到完整性應該注意到，在放頂煤期間滾筒采煤機當然不在圖4所示的位置上工作，而是在離開此處的位置上。
圖5是頂梁頂蓋的俯視圖，此時可見，在此處所表示的封閉位置時保證了對頂板23的全長的支護，而且即使當放煤板打開時大梁36,37以及分別向兩側鄰接的掩護支架仍保持對頂板的支護，因而在所有位置上都保持了對頂板的最佳的支護。冒落邊緣位于放煤口11的起始處47，因而無論對于放入的煤炭材料，還是對于整個放頂煤過程來說都出現了有利的情況。但是尤其是通過冒落邊緣的這種目標明確的移置就可能順利地使煤炭與冒落矸石分開，從而在放頂煤時冒落矸石不會一起進入放煤口11的區域內。
相鄰支架用48表示，通過此處僅表示出的可活動側護板13從而在相鄰的掩護支架1,48之間僅保留一個很小的間隙。
所有列舉的特征，包括可以單獨由圖例得出的特征都是單獨地或者組合地看作為本發明本質的東西。
基準符號表基準符號 基準物體 基準符號基準物體1 掩護支架(整個單元) 25 底板2 底座 26 煤壁(煤幫)3 掩護梁 27 伸縮板4 連桿機構 28 伸縮板27的伸縮千斤5 頂梁 頂6 液壓立柱 29 放煤板7 液壓立柱 30 側板8 推移千斤頂 31 頂梁前端9 作面運輸機 32 擺動千斤頂10滾筒采煤機 33 行人槽和箱式推移機11放(頂)煤口 構12關閉系統 34 短底座13活動側護板 35 主頂梁18的后端14頂梁5的鉸接伸縮梁 36 大梁15護(煤)幫裝置=頂梁 37 大梁5的折迭梁 3816鉸接伸縮梁14的伸縮 39 液壓立柱用千斤頂 40 擺動桿17用于操作折迭梁15的 41 擺動鉸接千斤梁 42 側護板18頂梁5的主頂梁 43 放煤板29的終端件19滾筒采煤機10的滾筒 4420頂梁5的主頂梁18的 45 輔助行人道前部 46 行人通道21頂梁5的主頂梁18的 47 放煤口11的開始中部 48 掩護支架1的相鄰支22頂梁5的主頂梁18的 架后部23頂板24工作面運輸機
權利要求
1．掩護支架，它具有連接掩護梁(3)和底座(2)的四連桿機構(4)，連接底座(2)和頂梁(5)的液壓立柱(6,7)，還有一個配置于頂梁(5)的具有關閉系統(12)的放頂煤口(11)和置于頂梁側面的活動側護板(13)，其特征在于，放煤口(11)設于頂梁(5)，并大致在頂梁中部與關閉系統(12)一起集成于頂梁(5)里；同時頂梁(5)的前部(20)和后部(22)是封閉的，并以全寬支撐頂板(23)；而且在放煤口(11)關閉的狀態下，中部的關閉系統(12)也能支護住頂板(23)。
2．按權利要求1所述的掩護支架，其特征在于，關閉系統(12)有一個帶伸縮千斤頂(28)的伸縮板(27)，它位于頂梁(5)內，可在頂梁的縱向方向上滑動伸縮。
3．按前面權利要求之一所述的掩護支架，其特征在于，帶伸縮千斤頂(28)的伸縮板(27)配置了一個滑槽式放煤板(29)，從頂梁前端(31)看放煤板鉸接掛在放煤口(11)的后端并可由一個擺動千斤頂(32)來操作。
4．按前面權利要求之一所述的掩護支架，其特征在于，頂梁(5)由主梁(18)和護煤幫裝置構成。
5．按前面權利要求之一所述的掩護支架，其特征在于，頂梁(5)包括一個主梁(18)和布置在前面的鉸接伸縮梁(14)和護煤幫裝置(15)。
6．按前面權利要求之一所述的掩護支架，其特征在于，底座(2)作成在工作面運輸機(9)前就終止的短底座(34)。
7．按前面權利要求之一所述的掩護支架，其特征在于，從頂梁前端(31)看在主頂梁(18)的后端(35)處掩護梁(3)是可以擺動的，并且是陡立向下緊靠著布置的。
8．按權利要求7所述的掩護支架，其特征在于，掩護梁(3)的位置下傾小于40°-50°。
9．按前面權利要求之一所述的掩護支架，其特征在于，伸縮板(27)的伸縮千斤頂(28)從頂梁前端(31)看布置在放煤口(11)的前面。
10．按前面權利要求之一所述的掩護支架，其特征在于，配置于伸縮板(27)的或者說在其下方布置的放煤板(29)可以向下擺動至大約60°的傾角。
11．按前面權利要求之一所述的掩護支架，其特征在于，頂梁(5)或者說主頂梁(18)在其縱向方向上有貫通延伸的大梁。
全文摘要
掩護支架1具有一個布置于頂梁5中部的放頂煤口11,這個放煤口11具有一個通過伸縮千斤頂28操作的伸縮板27。頂梁5的前部20和后部22因而構成一個封閉的平面,而在放煤口11范圍內也有兩個大梁36、37平行地在放煤口11的側面延伸,因此在支撐安全性有利的情況下得出了冒落邊緣的最佳位置,也就是在放煤口11的范圍內。因此頂煤可以與冒落矸石無關地放入,同時在放煤口11處連接有一個滑槽式結構的放煤板29,它使煤直接陷入工作面運輸機9。
文檔編號E21D15/15GK1279340SQ99110110
公開日2001年1月10日 申請日期1999年6月30日 優先權日1999年6月30日
發明者K·弗斯特 申請人:薩爾技術股份有限公司