專利名稱：急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架及安裝伸縮回撤方法
急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架 及安裝伸縮回撤方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種主要用于煤礦急傾斜煤層回采支護的純掩護巷式液壓支架，該支架 是由掩護頂梁、支架腳、擋矸板、液壓支柱組成。本發(fā)明還涉及該支架的安裝、伸縮、 回撤方法。背景技術：
目前有些礦井在開采2——6米的中厚煤層時仍是采用的八字形掩護支架回采原煤。 如重煤天府礦業(yè)公司磨礦現開采的急傾斜中原煤層使用的i'.回采支護仍是八字形掩護 支架。該支架從問世至今已有近三十年的歷史了，從最初的木制平板支架到現在的八字 形支架其實質基本相同，也就是原平板支架是一段木制的梁，現在的八字形支架是用一 段型鋼將其兩端焊接一小段傾斜型鋼，在回采工作面用鋼繩連接構成整體的平板或八字 形掩護支架；該支架的長度也就是該支架的支護寬度，是根據該煤層最大最小厚度的綜 合情況確定的。該支架一經制成其幾何形狀就固定死了，自身的長短是不能進行伸縮的。 在回采過程中，當煤層厚度大于該支架時不但要丟失煤炭降低回采率而且該支架容易出 現磕頭，也就是支架頂板端蓋在煤壁上，此時如底溝深度不夠或工作人員操作不當，避 讓不及就會發(fā)生安全事故，當煤層厚度小于該支架一定程度時容易產生翹腳，該頂板暴 露并且沒有得到很好的支護，因此，極易產生冒落，人身傷亡事故時有發(fā)生，甚至支架 扭轉、截短支架等也時有發(fā)生影響生產的正常進行。
本人設計的申請?zhí)枮?00500106089的急傾斜煤層房式伸縮掩護支架，該支架是一 種支撐式掩護支架，由該機械或液壓伸縮支柱對頂、底板直接起支撐作用，所以該支架 伸縮范圍的大小是由該伸縮支柱伸縮量的大小決定的，而該伸縮量的大小又是由該伸縮 支柱的缸體的最小長度決定的，而該缸體的最小長度又是由該煤層的最小厚度決定的， 因此該缸體的最小長度限定該內柱、中柱、活柱或加長段的伸縮量，因此這種由機械或 液壓伸縮支柱對頂、底板直接起支撐作用的掩護支架的使用范圍受到限制，也就是達不 到如1. 5—6米的3倍以上的伸縮范圍。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種急傾斜煤層頂、底板支架腳式掩護體與掩護頂 梁及假頂組成的頂梁掩護體三方共同支護采空區(qū)冒落矸石，三方全封閉而又具有1.5—6 米等3倍以上伸縮范圍的純掩護巷式液壓支架。本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種減 少鋪設巷高、寬度，也就是用如2.8米的巷道來安裝伸縮范圍為1.5—6米的急傾斜煤 層純掩護巷式液壓支架的安裝方法。本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種利用采空區(qū)壓 力實施急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架的伸縮方法。本發(fā)明要解決的技術問題是提供一 種急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架的回撤方法。
為實現急傾斜煤層頂、底板支架腳式掩護體與掩護頂梁三方共同支護采空區(qū)冒落矸 石，三方全封閉及在回采過程中可以利用采空區(qū)壓力進行轉動伸縮將剛暴露的頂、底板 擋入采空區(qū)而對頂、底板不直接起支撐作用的又具有1. 5—6米等3倍以上的大伸縮范 圍的純掩護巷式液壓支架的目的。本發(fā)明的純掩護巷式液壓支架，是由掩護頂梁、支架 腳、擋矸板、液壓支柱組成。該支架的掩護梁為一種箱式結構，兩側面有3—4對固定 的連接座，背面有園形擋條；該支架的支架腳為一種箱式結構，同時也是液壓支柱的油 箱，兩側面有4對固定的連接座，正面有固定的液壓支柱的連接座、連接油口；該支架 的擋矸板是由兩塊矩形鋼板及連接件組成，其中一塊平板鋼板一側面放入另一塊鋼板的 一側面槽形中，并分別通過與連接件用銷軸連接構成一種兩側面有4對平行兩側面的連 接頭的可以上下活動變寬變窄的活動擋矸板；該箱式支架腳位于該支架的兩邊分別與掩 護頂梁的兩端及液壓支柱的兩端均采用銷軸連接構成一種梯形液壓支架，該支架兩邊的 箱式支架腳具有以各自的連接銷軸為園心，向外轉動該支架變寬、高度變矮，向內轉動 該支架變窄高度由矮變高，因此該支架的伸縮不是直線伸縮而是一種轉動伸縮，而該伸 縮行為只在該支架的下落過程中才能實施；該活動擋矸板分別—與梯形液壓支架兩邊的 支架腳用銷軸連接構成一種支架腳式掩護體并在該回采工作面形成一條由頂、底板支架 腳式掩護體與掩護頂梁掩護體三方共同支護采空區(qū)冒落矸石的三方全封閉的在回采時 可以利用采空區(qū)壓力進行轉動伸縮將剛暴露的頂、底板擋入采空區(qū)而且對頂、底板不直 接起支撐作用的純掩護巷式液壓支架。該支架的最小支護寬度也就是掩護頂梁的長度是 由該煤層的最小厚度來確定的，當掩護頂梁的長度一經確定后該支架的最大支護寬度是 由該支架腳的長度確定的，如當該支架處于最大寬度時該支架的最小傾角不得小于30 度時，掩護頂梁的長度為1米時支架腳的長度為1.5米其伸縮范圍為1一3. 6米，支架
腳的長度為2米時其伸縮范圍為1一4.5米，掩護頂梁的長度為1.5米時支架腳的長度 為2.6米，其伸縮范圍為1.5—6米。用該方法可以制作各種不同規(guī)格的純掩護巷式液 壓支架。
為實現減少鋪設巷的高、寬度也就是用較小的鋪設巷來鋪設3倍以上的大伸縮支架 的目的。如1.5—6米伸縮范圍的純掩護巷式液壓支架用八字形支架的鋪設方法來鋪設 安裝，該鋪設巷的寬度要在2.5米或7米以上，凈高度加墊層要在4.6米或3米以上， 在煤層掘這么大的巷道不但不安全而且也不現實。本發(fā)明的急傾斜煤層純掩護巷式液壓 支架的安裝方法，包括把掩護頂梁作為單獨的平板掩護支架在較小的鋪設巷內進行1.5 一6米的純掩護巷式液壓支架的鋪設、安裝，步驟如下，首先在鋪設巷內挖一條底溝， 然后底溝上面鋪設掩護頂梁，然后掩護頂梁上面鋪設假頂、墊層，在放頂工作完成后進 入底溝內進行第二步安裝工作，其步驟如下，沿走向用托梁將掩護頂梁頂板端托住并用 立柱將托梁兩端撐住，然后安裝頂板支架腳，然后用同樣的方法安裝底板支架腳，然后 在頂、底板支架腳之間安裝液壓支柱，然后撤出立柱、托梁安裝頂、底板支架腳之間的 活動擋矸板、液壓單向閥、濾油器、手動安全閥。
為實施急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架利用采空區(qū)壓力進行伸縮的目的。本發(fā)明的 急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架的伸縮方法，當該支架需要伸出變寬時而該支架腳的傾 斜程度還不夠也就是采空區(qū)的壓力對該支架腳還沒有形成足夠的蹬力時借助杠桿的作 用利用采空區(qū)的壓力實施其伸出，其步驟如下，用杠桿斜撐在該支架腳的下端并以該杠 桿的下腳為園心，在采空區(qū)壓力的作用下對該支架腳的下腳邊采空該支架即邊下落伸 出，同時液壓支柱也同步伸出并且在液壓單向閥的作用下該液壓支柱不能自動縮回；然 后用同樣的方法使另一邊支架腳也伸出至需要的寬度，在采空區(qū)壓力對該支架形成足夠 的蹬力后也可以不借助杠桿的作用直接利用該蹬力實施伸出；當該支架需回縮時，因該 支架的寬度無論處于何位置，其采空區(qū)的下壓力始終大于該支架腳的蹬力對頂、底板產 生的摩擦阻力，此時只需打開手動安全閥的回油通路該支架腳即擦頂下落回縮。
本發(fā)明的純掩護巷式液壓支架的回撤方法，包括下述步驟，該支架在接近終采線時 將兩邊的支架腳逐漸收攏使兩邊掩護體上面的矸石被擋入掩護頂梁上面，在兩邊支架腳 全部收攏該支架處于最窄位置時，頂板支架腳要緊貼頂板、底板支架腳也要緊貼底板或 完整煤壁，然后撤出液壓單向閥、濾油器、手動安全閥，然后撒出頂、底板支架腳之間 的活動擋矸板，然后下落支架使假頂木梁擱在斜撐支柱上，掩護頂梁擱在沿走向木梁上，
然后撤出液壓支柱及頂、底板支架腳，最后撒除掩護頂梁。
本發(fā)明的急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架，在回采工作面形成一條頂梁、頂板、底 板三方全封閉的掩護巷道不但具有較大的回采空間、良好的通風條件，而且還提供了強 有力的安全保障及正規(guī)循環(huán)作業(yè)的條件。本發(fā)明的急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架由 頂、底板支架腳式掩護體與掩護頂梁、掩護體三方共同支護采空區(qū)冒落矸石的合理支護 方式，相對于該煤層支撐掩護式或類似的液壓支架簡化了結構，改變了受力狀況，提高 了支護強度，降低了制造技術要求，從而降低了制造成本，并且還具有1一4.5米、1.5 一6米等大伸縮范圍直接提高回采率，增加回采效益。本發(fā)明的急傾斜煤層純掩護巷式 液壓支架的安裝方法，減少鋪設巷的高寬度，如用2.8米的巷道鋪設安裝伸縮范圍為1.5 —6米等的純掩護液壓支架，不但提高了鋪設、放頂的安全可靠性而且還提高了鋪設進 度、生產效益、也節(jié)約了人力物力。本發(fā)明的急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架利用采空 區(qū)的壓力實施伸縮的方法，節(jié)約了集中液壓泵站及輔助液壓設施的初期投資，及在使用 過程中的維護人力物力從而還降低了使用成本，而伸縮效果相同。該急傾斜煤層純掩護 巷式液壓支架還為機械化落煤創(chuàng)造了支護條件。
圖1所示急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架的主視圖。 圖2所示該純掩護巷式液壓支架的活動擋矸板示意圖。
圖3所示該純掩護巷式液壓支架的掩護頂梁在鋪設巷內底溝上面的鋪設示意圖。 圖4所示是沿圖3中A—A線剖視圖，反映該純掩護巷式液壓支架的掩護頂梁之間 的連接。
圖5所示該純掩護巷式液壓支架在底溝內的安裝斷面示意圖，反映托梁、立柱架設 位置及頂、底板支架腳、液壓支架的安裝、液壓單向閥、濾油器、手動安全閥的位置。
圖6所示是沿圖5B—B線剖視圖，反映該純掩護巷式液壓支架沿走向的托梁、立柱 架設位置及支架腳與活動擋奸板的連接。
圖7所示該純掩護巷式液壓支架借助杠桿利用采空區(qū)壓力實施伸出示意圖。
圖8所示該純掩護巷式液壓支架回撤斷面示意圖，反映斜撐支柱、擱置木梁的架設 位置。
圖9所示是沿圖8C—C線剖視圖，反映斜撐支柱、擱置木梁沿走向的架設位置。
具體實施方式
圖3、圖4所示，首先在鋪設巷內沿走向掘出一條底溝10，底溝上面鋪設掩護頂梁 1，掩護頂梁相互之間各自用連接座1 *1通過與連接件8用銷軸9連接；掩護頂梁上面 沿走向鋪設木梁11，該木梁11橫向前后排要錯開一架的位置，該木梁11的長度要覆蓋 三架以上，并落在被擋條1么擋住，下面用元釘或園鋼一端固定在該木梁11上，另一端 被掩護頂梁1擋??；然后木梁11上面鋪設金屬網12.笆折13等防塵物并用元絲將其固 定在一起構成整體假頂，圖5、圖6所示進入地溝10內沿走向用托梁15將掩護頂梁1 頂板端托住并用立柱16將托梁15兩端撐住，然后安裝頂板支架腳2其下腳要放在0. 2 米深的腳窩里；然后用同樣的方法安裝底板支架腳2，然后在頂、底板支架腳2之間安 裝液壓支柱4，然后撤出托梁15、立柱16安裝頂、底板支架腳2之間的活動擋矸板3; 最后安裝液壓單向閥17、濾油器18、手動安全魄19。
圖7所示，用杠桿20將該支架腳2下端斜撐住，并以該杠桿20的下腳為園心，對 該支架腳2進行回采，此時在采空區(qū)壓力的作用下該支架腳2邊下落邊伸出；用同樣的 方法也可以使另一邊的支架腳2也伸出至需要的寬度，在該支架腳2伸出時液壓支柱4 也同步伸出并且在液壓單向閥的作用下該支架不能自動縮回；當該支架需要回縮時打開 手動安全閥19的回油通路該支架在采空區(qū)壓力作用下即擦頂下落回縮。根據需要該純 掩護巷式液壓支架也可以使用專門的液壓泵站供給液壓并通過控制系統實施伸縮。
圖8、圖9所示，該支架在接近回采終采線時，首先將該支架兩邊的支架腳2逐漸 收攏使該支架兩邊掩護體上面的矸石被擋入掩護頂梁1上面；在該支架兩邊的支架腳2 收攏處于最窄位置時頂板支架腳2要貼住頂板，底板支架腳2貼住底板或完整煤壁；然 后撤出液壓單向閥17、濾油器18、手動安全閥19，然后再撤出頂、底板支架腳2之間 的活動擋矸板3及連接件8;然后在接近掩護頂梁1及頂、底板支架腳2空隙中沿走向 平行架設兩根斜撐支柱21將頂、底板撐住，再往下間隔一定距離對應斜撐支柱21架設 兩根斜撐支柱22，然后再沿走向在斜撐支柱22上擱置2—3根木梁23;然后下落支架 使假頂木梁11擱在斜撐支柱21上，掩護頂梁擱在木梁23上，然后再撒出液壓支柱4 及頂、底板支架腳2，最后撤出掩護頂梁1。
權利要求
1、一種急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架，是由掩護頂梁(1)支架腳 (2)擋矸板(3)、液壓支柱(4)組成，該支架的掩護頂梁(1)在鋪設巷內沿走向用活動連接挨個連在一起構成一個整體的掩護頂梁(1)掩護體，包括假頂，其特征在于所述掩護頂梁(1)為一種箱式結構，兩側面有3-4對固定連接座(1·1)，背面有擋條(1·2)；所述支架腳(2)為一種箱式結構，同時也是液壓支柱(4)的油箱，兩側面有4對固定的連接座(2·1)，正面有固定的液壓支柱(4)的連接座(2·2)、油口(2·3)；所述擋矸板(3)是由兩塊矩形鋼板中的一塊平板鋼板(3·2)一側面放入另一塊鋼板(3·1)一側面的槽形中，并分別通過與連接件(3·3)用銷軸(3·4)連接構成一種兩側面有4對連接頭(3·5)并可以變寬變窄的活動擋矸板(3)；所述的支架腳(2)位于該支架的兩邊分別與所述的掩護頂梁(1)的兩端及液壓支柱(4)的兩端用銷軸(5)及銷軸(6)連接構成一種由液壓支柱(4)控制的該支架腳(2)可以圍繞各自的連接銷軸(5)為園心進行轉動變寬、變窄，并且該支架腳的長度確定該支架的最大支護寬度的梯形液壓支架；所述的活動擋矸板(3)分別與該工作面所有的梯形液壓支架兩邊的支架腳(3)用銷軸(7)連接構成一種支架腳(2)式掩護體與掩護頂梁(1)掩護體三方共同支護采空區(qū)冒落矸石并可以利用采空區(qū)壓力進行轉動伸縮將剛暴露的頂、底板擋入采空區(qū)而且對頂、底板不直接起支撐作用的急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架。
2、 一種實施權利要求1所述的急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架的安裝方法，包 括把掩護頂梁(1)作為一種單獨的平板掩護支架在較小的鋪設巷內進行鋪設安裝， 其步驟如下，首先在鋪設巷內掘出一條底溝(10)然后在底溝上面按一定間距鋪設 掩護頂梁(1)，掩護頂梁(1)之間安裝連接件(8)，然后在掩護頂梁(1)上面鋪 設假頂，假頂上面鋪設墊層(14)，然后在放頂工作完成后進入底溝(10)內進行第 二步安裝工作，其特征在于還包括下述幾個步驟，沿走向用托梁(15)將掩護頂 梁(1)頂板端托住并用立柱(16)將托梁(15)兩端撐住，然后安裝頂板支架腳(2)， 然后用同樣的方法安裝底板支架腳(2)，然后在頂、底板支架腳(2)之間安裝液壓 支柱(4)，然后分別在該支架兩邊各自的支架腳(2)之間安裝活動擋矸板(3)，最 后撤出立柱(16)托梁(15)，安裝液壓單向閥(17)、濾油器(18)、手動安全閥(19)。
3、 一種使用權利要求2所述的急傾斜煤層巷式液壓支架的伸縮方法，可以采用 專門的液壓泵站供給的液壓并通過液壓控制系統實施該支架的伸縮，也可以利用采 空區(qū)的壓力實施該支架的伸縮，其特征在于是按照下述歩驟進行的，當該支架需要伸出時用杠桿(20)斜撐在該支架腳(2)的下端并以該杠桿(20)的下腳為園心 在采空區(qū)壓力的作用下對該支架腳(2)的下腳邊采空即該支架腳即邊下落邊伸出， 同時液壓支柱(4)也同步伸出并在液壓單向閥(17)的作用下該支架不能自動縮回， 用同樣的方法也可以使另一邊的支架腳(2)伸出至需要的寬度；當采空區(qū)的壓力對該支架腳(2)形成足夠的蹬力時也可以直接利用采空區(qū)壓力實施伸出；當該支架腳 (2)需要回縮時只需打開手動安全閥(19)的回油通路，此吋該支架腳(2)在采 空區(qū)壓力作用下即擦頂下落回縮。
4、 一種使用權利要求1至3中任何一項所述的急傾斜煤層掩護巷式液壓支架的 回撤方法，包括在接近掩護頂梁(1)及頂、底板支架腳(2)的空隙中沿走向架設 兩根平行的斜撐支柱(21)將頂、底板撐住，然后再往下間隔一定的距離對應斜撐 支柱(21)再架設兩根斜撐支柱(22)，其特征在于還包括下述步驟，該支架在接 近回采終采線時將兩邊的支架腳(2)逐漸收攏使兩邊支架腳(2)式掩護體上面的 矸石被擋入掩護頂梁(1)上面，當頂、底板支架腳(2)完全收攏該支架處于最窄 位置時，頂板支架腳(2)貼住頂板、底板支架腳貼住底板或完整煤壁；然后撤出液 壓單向閥(17)、濾油器(18)、手動安全閥(19)，然后再撤除頂、底板支架腳(2) 各自之間的活動擋矸板及掩護頂梁(1)的連接件(8);然后下落支架使假頂木梁(11) 擱在斜撐支柱(21)上，掩護頂梁(1)擱在木梁23上，然后撤出液壓支柱(4)及 頂、底板支架腳(2)，最后撤出掩護頂梁(1)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由掩護頂梁、支架腳、擋矸板、液壓支柱組成的急傾斜煤層純掩護巷式液壓支架及安裝伸縮回撤方法。該支架是一種由兩邊支架腳式掩護體與掩護頂梁三方共同支護采空區(qū)冒落矸石并可以利用采空壓力進行轉動伸縮將剛暴露的頂、底板擋入采空區(qū)而對頂、底板不直接起支撐作用并具有1.5-6米等大伸縮液壓支架。該支架把掩護頂梁作為平板掩護支架在鋪設巷內底溝上面進行鋪設，然后在地溝內進行支架腳、擋矸板、液壓支柱的安裝，解決了用2.8米的巷道安裝1.5-6米的夜壓支架。該支架利用采空區(qū)的壓力實施伸縮的方法，在相同效果的情況下節(jié)約了專門液壓泵站等初期投資及使用維護成本。該支架也為機械化落煤創(chuàng)造了支護條件。
文檔編號E21D17/01GK101100947SQ20071009257
公開日2008年1月9日 申請日期2007年8月13日 優(yōu)先權日2007年8月13日
發(fā)明者李長生 申請人:李長生