專利名稱：半卸載交替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤礦井下工作面支護(hù)設(shè)備，特別涉及一種極薄煤層開采無(wú)人工作
面的機(jī)械化支護(hù)設(shè)備。
背景技術(shù)：
根據(jù)我國(guó)煤層厚度劃分，厚度0. 8 1. 3m屬于薄煤層，小于0. 8m屬于極薄煤層。 我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量大且賦存多樣化，其中薄與極薄煤層的可采儲(chǔ)量約為60多億噸，約占全國(guó)煤 炭總儲(chǔ)量的19%，而產(chǎn)量只占總產(chǎn)量的10.4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于儲(chǔ)量所占的比例，并且產(chǎn)量的比 重還有進(jìn)一步下降的趨勢(shì)。薄煤層的開采問題越來(lái)越突出，已是無(wú)法回避的現(xiàn)實(shí)問題。長(zhǎng) 期以來(lái)，由于薄煤層開采困難、效率低、成本高、工作環(huán)境差，所以薄煤層尤其是極薄煤層的 開采和支護(hù)問題一直未能得到很好地解決。 近年來(lái)，隨著厚及中厚煤層儲(chǔ)量的減少和資源的日趨貧乏，薄及極薄煤層開采和 支護(hù)已經(jīng)引起各煤炭生產(chǎn)企業(yè)的高度重視。 一些礦井，在薄煤層及極薄煤層開采方面做了 大量開拓創(chuàng)新性的研究試驗(yàn)工作，取得了較為豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在礦井儲(chǔ)量日趨枯竭的情 況下，延長(zhǎng)了礦井服務(wù)年限，提高了資源回收率，創(chuàng)造了較好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。隨著煤炭 開采歷史的延長(zhǎng)，中厚煤層和薄煤層已經(jīng)越來(lái)越少，開采極薄煤層(0.35m 0.6m)的煤礦將 越來(lái)越多。 由于受煤層高度條件的限制，傳統(tǒng)的方法開采極薄煤層，其支護(hù)方式有兩種一是 坑木支護(hù)，二是單體液壓支柱支護(hù)。這兩種支護(hù)方式都存在以下缺陷工人必須進(jìn)入采煤工 作面操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全狀況差，勞動(dòng)效率低，支護(hù)強(qiáng)度低；并且第二種方式需要附設(shè)電 纜，設(shè)立固定、能滿足防爆要求的乳化液液壓泵站，敷設(shè)長(zhǎng)距離的液壓管路，增加了設(shè)備的 初期投資，加大了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種半卸載交替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架。
其技術(shù)解決方案是 —種半卸載交替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架，包括
手動(dòng)液壓站和支護(hù)系統(tǒng)； 手動(dòng)液壓站包括油箱、活動(dòng)柱塞缸體和壓力表等組成，油箱通過管路與油泵吸油 口連接，油泵出油口通過管路與梭閥相連通，梭閥通過管路與三位四通換向閥的第一油口 相連通，三位四通換向閥的第二油口通過管路與液壓缸的大腔連通，三位四通換向閥的第 三油口通過管路與液壓缸的小腔連通，三位四通換向閥的第四油口通過管路與油箱連通；
支護(hù)系統(tǒng)包括包括前支護(hù)架、后支護(hù)架，前支護(hù)架包括前頂梁、前液壓立柱和前底 座，前液壓立柱設(shè)置在前頂梁和前底座之間，前液壓立柱的支撐桿與前頂梁相連接，前液壓 立柱的缸體與前底座相連接；后支護(hù)架包括后頂梁、后液壓立柱和后底座，后液壓立柱設(shè)置 在后頂梁和后底座之間，后液壓立柱的支撐桿與后頂梁相連接，后液壓立柱的缸體與后底
3座相連接； 其中，前液壓立柱的大腔通過第一管路與梭閥和三位四通換向閥之間的管路相連 通，第一管路上設(shè)置有第一截止閥，第一截止閥和前液壓立柱之間的管路上還設(shè)置有第二 截止閥和第一泄壓安全閥，第二截止閥與油箱相連通，泄壓安全閥與油箱相連通，用來(lái)限定 最高壓力，來(lái)適應(yīng)頂板礦壓變化和保護(hù)立柱；后液壓立柱的大腔通過第二管路與梭閥和三 位四通換向閥之間的管路相連通，第二管路上設(shè)置有第三截止閥，第三截止閥和后液壓立 柱之間的管路還設(shè)置有第四截止閥和第二泄壓安全閥，第四截止閥與油箱相連通，第二泄 壓安全閥與油箱相連通，用來(lái)限定最高壓力，來(lái)適應(yīng)頂板礦壓變化和保護(hù)立柱；上述液壓缸 的支撐桿與前底座相連接，液壓缸的缸體與后底座相連接。 上述梭閥與三位四通換向閥之間的管路通過帶單向閥的快速接頭相連接。 上述油泵采用雙柱塞手動(dòng)泵，在油箱的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置可拆卸式手動(dòng)搖柄，可一人
或二人同時(shí)操作。 上述前頂梁與前液壓立柱采用鉸接結(jié)構(gòu)，前液壓立柱與前底座采用鉸接結(jié)構(gòu)；后
頂梁與后液壓立柱采用鉸接結(jié)構(gòu)，后液壓立柱與后底座采用鉸接結(jié)構(gòu)。 上述前液壓立柱和后液壓立柱采用2級(jí)伸縮立柱。 上述前液壓立柱和后液壓立柱內(nèi)部設(shè)置有拉簧。 上述前支護(hù)架的煤壁側(cè)設(shè)置有橡膠擋煤簾。 本發(fā)明的有益技術(shù)效果是 在極薄煤層中，前、后支護(hù)架在推進(jìn)過程中交替推進(jìn)，沒有空頂時(shí)間，確保了頂板 的安全支護(hù)，杜絕了頂板事故的發(fā)生；采用機(jī)械化支護(hù)，實(shí)現(xiàn)了短壁工作面內(nèi)無(wú)人作業(yè)，改 善了施工人員的勞動(dòng)環(huán)境，降低了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，前、后頂梁和前、后底座分別與前、 后液壓立柱相鉸接，能適用不平的底板和頂板；采用2級(jí)伸縮立柱，能夠滿足極薄煤層的需 要，采用雙柱塞手動(dòng)泵，具有流量大、操作手柄往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，可實(shí)現(xiàn)兩次排油；手動(dòng)操作不 需要電源，對(duì)設(shè)備沒有防爆要求等優(yōu)點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖，一種半卸載交替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架，包括
手動(dòng)液壓站和支護(hù)系統(tǒng)； 手動(dòng)液壓站包括油箱1，油箱1通過管路與雙柱塞手動(dòng)泵2連接，雙柱塞手動(dòng)泵2 通過管路與梭閥3相連通，梭閥3通過帶單向閥的快速接頭13管路與三位四通換向閥4的 第一油口 41相連通，三位四通換向閥4的第二油口 42通過管路與液壓缸5的大腔連通，三 位四通換向閥4的第三油口 43通過管路與液壓缸5的小腔連通，三位四通換向閥4的第四 油口 44通過管路與油箱連通； 支護(hù)系統(tǒng)包括包括前支護(hù)架6和后支護(hù)架7，前支護(hù)架6包括前頂梁61、前液壓立 柱62和前底座63，前頂梁61和前底座63長(zhǎng)三米，前頂梁61和前底座63之間設(shè)置三根高為0. 35-0. 6米的二級(jí)伸縮的前液壓立柱62，前液壓立柱62的支撐桿與前頂梁61相鉸接， 前液壓立柱62的缸體與前底座63相鉸接；后支護(hù)架7包括后頂梁71、后液壓立柱72和后 底座73，后頂梁71和后底座73長(zhǎng)三米，后頂梁71和后底座73之間設(shè)置三根高為0. 35-0. 6 米的二級(jí)伸縮的后液壓立柱72，后液壓立柱72的支撐桿與后頂梁71相鉸接，后液壓立柱 72的缸體與后底座73相鉸接； 其中，前液壓立柱62的大腔通過第一管路8與梭閥3和三位四通換向閥4之間的 管路相連通，第一管路上設(shè)置有第一截止閥81，第一截止閥81和前液壓立柱62之間的管路 上還設(shè)置有第二截止閥82和第一泄壓安全閥11 ，第二截止閥82與油箱相連通，第一泄壓安 全閥11與油箱相連通；后液壓立柱72的大腔通過第二管路9與梭閥3和三位四通換向閥 4之間的管路相連通，第二管路9上設(shè)置有第三截止閥91，第三截止閥91和后液壓立柱72 之間的管路還設(shè)置有第四截止閥91和第二泄壓安全閥12，第四截止閥91與油箱相連通，第 二泄壓安全閥12與油箱相連通；上述液壓缸5的支撐桿與前底座63相鉸接，液壓缸5的缸 體與后底座73相鉸接。 為了順利實(shí)現(xiàn)降架，前液壓立柱內(nèi)部設(shè)置有拉簧64，后液壓立柱內(nèi)部設(shè)置有拉簧 74。 為防止爆破對(duì)前液壓立柱產(chǎn)生影響，前支護(hù)架的煤壁側(cè)設(shè)置有橡膠擋煤簾(圖中 未示出)。 本發(fā)明所述的半卸載交替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架工作循環(huán)如下
1)、降前支護(hù)架當(dāng)完成煤炭爆破任務(wù)，工作面煤炭運(yùn)出后，打開截止閥82，前液 壓立柱62腔內(nèi)的液體回到油箱，前頂梁在自身重力和前拉簧拉力作用下，實(shí)現(xiàn)降架，關(guān)閉 截止閥82 ; 2)、推前支護(hù)架在前支護(hù)架完成降架后，使三位四通換向閥4右位工作，反復(fù)搖 動(dòng)雙柱塞手動(dòng)泵3，由于液壓缸5的支撐桿與前底座相連，液壓缸5的缸體與后底座相連，而 后支護(hù)架處于支撐狀態(tài)，在液壓力作用下液壓缸5支撐桿運(yùn)動(dòng)把前支護(hù)架推出一個(gè)步距；
3)、升前支護(hù)架前支護(hù)架推移到位后，手動(dòng)操縱三位四通換向閥4中位工作，打 開截止閥81，反復(fù)搖動(dòng)雙柱塞手動(dòng)泵3操縱手柄，使前頂梁上升接觸頂板，當(dāng)達(dá)到初撐力 后，關(guān)閉截止閥81。當(dāng)頂板來(lái)壓達(dá)到設(shè)定的安全閥調(diào)定壓力時(shí)安全閥起作用而讓壓；
4)、降后支護(hù)架當(dāng)前支護(hù)架完成升架后，打開截止閥92后液壓立柱72腔內(nèi)的液 體回到油箱，后頂梁71在自身重力和后拉簧拉力作用下，實(shí)現(xiàn)降架，關(guān)閉截止閥92;
5)、推后支護(hù)架在后支護(hù)架完成降架后，使三位四通換向閥4左位工作，反復(fù)搖 動(dòng)雙柱塞手動(dòng)泵上的手柄，由于液壓缸5的缸體與后底座73相連，而前支護(hù)架處于支撐狀 態(tài)，在液壓力作用下液壓缸拉動(dòng)后支護(hù)架把后支護(hù)架拉進(jìn)一個(gè)步距； 6)、升后支護(hù)架后支護(hù)架推移到位后使三位四通換向閥4中位工作，打開截止閥 91，反復(fù)搖動(dòng)雙柱塞手動(dòng)泵3操縱手柄，使后頂梁接觸頂板，當(dāng)達(dá)到初撐力后，關(guān)閉截止閥 91，停止搖動(dòng)操縱手柄。當(dāng)頂板來(lái)壓達(dá)到設(shè)定的安全閥調(diào)定壓力時(shí)安全閥起作用而讓壓。
7)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，執(zhí)行1)_6)的動(dòng)作過程。 開采極薄煤層時(shí)，在極薄煤層原走向長(zhǎng)壁工作面的基礎(chǔ)上，沿煤層走向每隔8m打 一切眼，形成若干個(gè)8m的短壁面，然后自上而下仰采。工作面采用本發(fā)明所述的半卸載交 替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架，沿8m寬度上布置兩架。
權(quán)利要求
半卸載交替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架，其特征在于包括手動(dòng)液壓站和支護(hù)系統(tǒng)；手動(dòng)液壓站包括油箱，油箱通過管路與油泵吸油口連接，油泵出油口通過管路與梭閥相連通，梭閥通過管路與三位四通換向閥的第一油口相連通，三位四通換向閥的第二油口通過管路與液壓缸的大腔連通，三位四通換向閥的第三油口通過管路與液壓缸的小腔連通，三位四通換向閥的第四油口通過管路與油箱連通；支護(hù)系統(tǒng)包括包括前支護(hù)架、后支護(hù)架，前支護(hù)架包括前頂梁、前液壓立柱和前底座，前液壓立柱設(shè)置在前頂梁和前底座之間，前液壓立柱的支撐桿與前頂梁相連接，前液壓立柱的缸體與前底座相連接；后支護(hù)架包括后頂梁、后液壓立柱和后底座，后液壓立柱設(shè)置在后頂梁和后底座之間，后液壓立柱的支撐桿與后頂梁相連接，后液壓立柱的缸體與后底座相連接；其中，前液壓立柱的大腔通過第一管路與梭閥和三位四通換向閥之間的管路相連通，第一管路上設(shè)置有第一截止閥，第一截止閥和前液壓立柱之間的管路上還設(shè)置有第二截止閥和第一泄壓安全閥，第二截止閥與油箱相連通，第一泄壓安全閥與油箱相連通；后液壓立柱的大腔通過第二管路與梭閥和三位四通換向閥之間的管路相連通，第二管路上設(shè)置有第三截止閥，第三截止閥和后液壓立柱之間的管路還設(shè)置有第四截止閥和第二泄壓安全閥，第四截止閥與油箱相連通，第二泄壓安全閥與油箱相連通；上述液壓缸的支撐桿與前底座相連接，液壓缸的缸體與后底座相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半卸載交替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架，其特征在于所述油泵采用雙柱塞手動(dòng)泵，在油箱的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置可拆卸手動(dòng)搖柄。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半卸載交替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架，其特征在于所述前頂梁與前液壓立柱采用鉸接結(jié)構(gòu)，前液壓立柱與前底座采用鉸接結(jié)構(gòu)；后頂梁與后液壓立柱采用鉸接結(jié)構(gòu)，后液壓立柱與后底座采用鉸接結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半卸載交替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架，其特征在于所述前液壓立柱和后液壓立柱采用2級(jí)伸縮立柱。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的半卸載交替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架，其特征在于所述前液壓立柱和后液壓立柱內(nèi)部設(shè)置有拉簧。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半卸載交替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架，其特征在于所述前支護(hù)架的煤壁側(cè)設(shè)置有橡膠擋煤簾。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半卸載交替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架，其特征在于所述梭閥與三位四通換向閥之間的管路通過帶單向閥的快速接頭相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種半卸載交替推進(jìn)式極薄煤層液壓支架，屬于礦井安全支護(hù)設(shè)備領(lǐng)域，包括手動(dòng)液壓站和支護(hù)系統(tǒng)；支護(hù)系統(tǒng)包括前支護(hù)架和后支護(hù)架，手動(dòng)液壓站為前支護(hù)架和后支護(hù)架提供初撐力和推進(jìn)所需的力。在極薄煤層中，前、后支護(hù)架在推進(jìn)過程中交替推進(jìn)，沒有空頂時(shí)間，確保了頂板的安全支護(hù)，杜絕了頂板事故的發(fā)生；采用機(jī)械化支護(hù)，實(shí)現(xiàn)了短壁工作面內(nèi)無(wú)人作業(yè)，改善了施工人員的勞動(dòng)環(huán)境，降低了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)E21D23/04GK101793158SQ20101011299
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者呂潤(rùn)松, 宋志安, 宋玉鳳, 徐恩虎, 王文馨 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)