專利名稱：巷道掘進交錯式支護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦山開采中巷道掘進作業(yè)的支護裝置，特別是一種采用機械化的手段與綜掘機配合作業(yè)進行現(xiàn)場及時支護的巷道掘進交錯式支護裝置，主要用于對巷道掘進作業(yè)的剛剛暴露的頂板及輔助鋪網(wǎng)和打錨桿等的及時機械化支護，掩護綜掘機在巷道一定區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)連續(xù)支護作業(yè)。屬于礦山機械制造及應用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前的礦山開采，尤其是煤礦的井エ開采中，巷道的掘進作業(yè)是所有其他作業(yè)的先決條件。隨著綜合機械化掘進機(簡稱“綜掘機”)的普遍使用，巷道掘進的效率較傳統(tǒng)的“打眼放炮”作業(yè)方式有了很大提高。但是，受巷道頂板巖石條件影響，普遍采用的掘進エ藝 是一般掘進I 2米時就停機，用錨桿、錨索或棚梁等進行人エ臨時支護，然后再開機掘進I 2米，如此循環(huán)作業(yè)。這種斷斷續(xù)續(xù)的循環(huán)作業(yè)效率很低，使得掘進作業(yè)無法發(fā)揮綜掘機的優(yōu)勢。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，即使是中、大型煤礦井下巷道掘進時的綜掘機開機率也不足30%，亦即有超過三分之ニ的時間都用于了人工臨時支護。其根本原因就是現(xiàn)有的巷道掘進支護手段落后，缺少能夠掩護綜掘機正常掘進，并同時對掘進剛暴露的巷道頂板進行臨時支護的安全設備。巷道掘進已經(jīng)成為制約很多煤礦企業(yè)生產(chǎn)的瓶頸，據(jù)國內(nèi)、外相關(guān)資料報導，目前尚無此類安全設備或技術(shù)的成熟應用。盡管我國自上世紀九十年代以來，也陸續(xù)出現(xiàn)了一些致カ于解決這ー問題的方案，但是無論從其設計原理上，還是從應用實踐上都反映出這些方案過于理論化，遠不能適應現(xiàn)場的實際需要?，F(xiàn)有的掘進作業(yè)支護裝置可以大致分為三類第一類是在現(xiàn)有掘進機上作些改動，將臨時支護裝置與綜掘機合為一體，達到連續(xù)作業(yè)的目的，如專利公告號為CN2782932Y的“綜掘迎頭液壓前探臨時支護裝置”、公開號為CN1987046A的“支護型連續(xù)掘進機”、公告號為CN2204334Y的“一種機掘工作面的前探支護”、公開號為CN101029570A的“掘進工作面超前支護裝置”、公告號為CN200964858Y的“掘、護、錨一體化掘進設備”等。這些與綜掘機固定在一起的支護裝置，雖然在某種程度上解決了行走問題，但是綜掘機在掘進過程中產(chǎn)生的巨大震動也將通過支護裝置直接作用于所支護的巷道頂板，加速其破壞，同時與綜掘機截割搖臂或機身的固定也容易因振動而產(chǎn)生各種故障；另外，該結(jié)構(gòu)的支護面積及有效支護空間小，不能實現(xiàn)對掘進巷道的全斷面支護，仍然要依靠間歇性的人工作業(yè)，存在一定的安全隱患。第二類是采用平行間隔設置的棚梁加支腿(多為液壓支柱)，移動采用邁步自移或循環(huán)移架的結(jié)構(gòu)如專利公告號為CN2133672Y的“掘進工作面臨時支架”、公告號為CN2142883Y的“掘進用柔性頂梁臨時支護”、公告號為CN2189645Y的“掘進頭臨時支護特種液壓支架”、公告號為CN2851578Y的“用于巷道掘進工作面的可縮支架”等。以上專利均屬于采用“滑移”頂梁的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的支架均應用在普通綜掘工作面中作為ー種簡易支架，對于礦壓不大、地質(zhì)條件較簡單的煤層有一定適用性。該結(jié)構(gòu)通常將兩個并列布置的頂梁通過側(cè)面的連接副并列地連接在一起，頂梁下與単體支柱相連，単體支柱直接作用在底板上。這種結(jié)構(gòu)形式的支架依靠布置在兩個并列頂梁之間或位于頂梁底部的推移千斤頂，相互推拉頂梁前行，但是它的移動必須借助與之相鄰的支架頂梁或其他橫向機構(gòu)進行滑移。這些支護裝置主要存在的問題一是不能很好地解決移架后重新支護時的支架穩(wěn)定性問題；二是遇有巷道起伏或底板較軟時，這類結(jié)構(gòu)往往會發(fā)生移架支護困難，支腿“扎底”的問題；三是無法解決掘進機最前端的及時支護問題，很難對掘進頭剛暴露的頂板進行有效的及時支護。第三類則是采用多個單元支架的結(jié)構(gòu)形式，如專利公告號為CN100365244C的“用于巷道掘進工作面的液壓支架”提出的插接形式，為支架的穩(wěn)定和支護及移動提供了有利條件，但是這種插接的結(jié)構(gòu)形式，使得支架整體較寬，不利于架間綜掘機的布置，二者配合作業(yè)以及行走也受一定影響，且如該專利所述，永久支護仍需在支架的前端進行，沒有從根本上改變綜掘機的作業(yè)模式。而專利公告號為CN2890341Y的“掘進液壓支護支架”的技術(shù)方案是為解決“炮掘”工作面而設計的，無法與綜掘機進行配套作業(yè)。專利公告號為CN1035025C的“掘進工作面前配套支架”中提出的由多個單元支架前后拼接，組成整套支架的結(jié)構(gòu)形式，試圖對巷道頂板和兩幫實現(xiàn)全封閉的支護，但在實際應用中發(fā)現(xiàn)，該支架結(jié)構(gòu)存在著支護和移動的穩(wěn)定性無法保證，在井下狹窄的巷道空間內(nèi)安裝、拆卸和維修不便等 不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種巷道掘進交錯式支護裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的支護手段落后、移架困難、需要停機作業(yè)、效率低等問題，其結(jié)構(gòu)設計合理，支護和移動穩(wěn)定，裝卸和維護方便，安全可靠，完全符合現(xiàn)場及時支護的使用條件，較好地滿足井下巷道支護與綜掘機進行配套作業(yè)的要求，實現(xiàn)對巷道掘進工作面剛剛暴露頂板的及時機械化支護，能夠輔助鋪網(wǎng)和打錨桿等巷道永久支護作業(yè)，并掩護綜掘機實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。顯著提高巷道頂板的支護質(zhì)量和掘進作業(yè)效率。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是該巷道掘進交錯式支護裝置包括通過銷軸鉸接在橫梁底部的作為支撐的液壓立柱及由橫梁和順梁組成的梁架，其技術(shù)要點是所述梁架包括主梁架和輔梁架，主梁架是由主前、后橫梁及與相互鉸接的主前、后順梁連接在一起組成的框架，輔梁架是由輔前、后橫梁及與相互鉸接的輔前、后順梁連接在一起組成的框架；輔前、后橫梁的側(cè)部設置輔助打錨桿裝置，主梁架的主前順梁前端與進行鋪網(wǎng)工作的前梁組件鉸接，并利用鉸接在主前順梁與前梁組件之間的前梁液壓缸驅(qū)動前梁組件繞主前順梁前端的鉸接軸的軸線轉(zhuǎn)動，主梁架的主前橫梁與輔梁架的輔后橫梁之間鉸接移架液壓缸，按照主梁架、輔梁架的順序，通過連接桿分別將鉸接在主前、后橫梁和輔前、后橫梁底部的液壓立柱，兩兩一組連接在一起，利用移架液壓缸分別交錯驅(qū)動主梁架或輔梁架同步移動。所述輔前、后橫梁的側(cè)部設置輔助打錨桿裝置，輔助打錨桿裝置的滑軌與輔前橫梁或輔后橫梁固定連接，鉸接在滑軌上的升降液壓缸的活塞桿端組裝有滑塊，組裝有頂錨桿機的連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)鉸接在滑塊上，滑塊在升降液壓缸的帶動下沿滑軌升降移動。組裝在所述輔前、后橫梁側(cè)部的輔助打錨桿裝置上的頂錨桿機，沿連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)前部連桿的長度方向移動或繞連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)中部的鉸接軸轉(zhuǎn)動，或隨連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)整體連桿繞滑塊的鉸接軸轉(zhuǎn)動。
同步移動的所述液壓立柱的連接桿上設置幫錨桿機。所述主前、后橫梁及輔前、后橫梁的兩端分別設置側(cè)向調(diào)整機構(gòu)。本發(fā)明具有的顯著特點和優(yōu)勢在于由于本發(fā)明是采用分組框架構(gòu)成的交錯式支護結(jié)構(gòu)，即由主前、后橫梁及與相互鉸接的主前、后順梁連接在一起組成主梁架，由輔前、后橫梁及與相互鉸接的輔前、后順梁連接在一起組成輔梁架，所以其結(jié)構(gòu)設計合理，支護和移動穩(wěn)定，在巷道掘進過程中互為支撐，通過移架液壓缸相互推拉行走，并保證在主、輔梁架的移動過程中有一組框架始終處于接頂狀態(tài)，實現(xiàn)連續(xù)的對頂板的支撐支護；顯著提高巷道頂板的支護質(zhì)量，消除了傳統(tǒng)掘進工作面工人直接在暴露的頂板下高危作業(yè)的風險。因采用上述結(jié)構(gòu)的機械化支護和自移方式，與綜掘機或其他掘進作業(yè)方式相配合，裝卸和維護方便，安全可靠，在實現(xiàn)足夠強度支護的同吋，不影響正常的掘進作業(yè)。 這種與綜掘機相獨立的作業(yè)方式，既能提高綜掘機一次開機連續(xù)掘進的時間和步距，將原來掘進作業(yè)的小循環(huán)、頻繁交換作業(yè)エ種，改變?yōu)殚L距離、大循環(huán)，減少不同エ序交替準備時間；而且利用輔前、后橫梁的側(cè)部設置的輔助打錨桿裝置，鉸接在主梁架的主前順梁前端的前梁組件進行鋪網(wǎng)工作，能夠輔助鋪網(wǎng)和打錨桿等巷道永久支護作業(yè)，其適應角度變化范圍大，靈活性強，對掘進工作面實施了有效的超前臨時支護，并掩護綜掘機實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。因此，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的支護手段落后、移架困難、需要停機作業(yè)、效率低等問題，完全符合現(xiàn)場及時支護的使用條件，較好地滿足井下巷道支護與綜掘機進行配套作業(yè)的要求，實現(xiàn)對巷道掘進工作面剛剛暴露頂板的及時機械化支護，避免了作業(yè)裝置的重復搬運，提高掘進作業(yè)效率。


圖I是本發(fā)明的ー種具體結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖I的俯視 圖3是圖2沿A — A線的剖視 圖4是圖3中的側(cè)向調(diào)整機構(gòu)的局部放大結(jié)構(gòu)示意 圖5是圖3中的輔助打錨桿裝置的放大結(jié)構(gòu)示意 圖6是圖5的俯視圖。圖中序號說明1前梁組件、2輔前橫梁、3主前順梁、4輔前順梁、5主前橫梁、6主后順梁、7輔后順梁、8輔后橫梁、9主后橫梁、10前梁液壓缸、11移架液壓缸、12液壓立柱、13連接桿、14幫錨桿機、15輔助打錨桿裝置、16頂錨桿機、17側(cè)向調(diào)整機構(gòu)、18側(cè)推液壓缸、19側(cè)板、20連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)、21升降液壓缸、22滑軌、23滑塊、24布網(wǎng)輥。
具體實施例方式根據(jù)圖I 6詳細說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。該巷道掘進交錯式支護裝置包括通過銷軸鉸接在橫梁底部的作為支撐的液壓立柱12及由多個橫梁和順梁組成的梁架等件。其中梁架包括主梁架和輔梁架。主梁架是由主前橫梁5、主后橫梁9及與相互鉸接的主前順梁
3、主后順梁6連接在一起組成的框架。輔梁架是由輔前橫梁2、輔后橫梁8及與相互鉸接的輔前順梁4、輔后順梁7連接在一起組成的框架。在輔前橫梁2、輔后橫梁8的側(cè)部設置輔助打錨桿裝置15，主梁架的主前順梁3前端與進行鋪網(wǎng)工作的前梁組件I鉸接，并利用鉸接在主前順梁3與前梁組件I之間的前梁液壓缸10驅(qū)動前梁組件I繞主前順梁3前端的鉸接軸的軸線轉(zhuǎn)動。主梁架的主前橫梁5與輔梁架的輔后橫梁8之間鉸接移架液壓缸11，按照主梁架、輔梁架的順序，通過連接桿13分別將鉸接在主前橫梁5、主后橫梁9底部的液壓立柱12和輔前橫梁2、輔后橫梁8底部的液壓立柱12，兩兩一組連接在一起，利用移架液壓缸11分別交錯驅(qū)動每組液壓立柱12支撐的主梁架同步移動或輔梁架同步移動。為了能夠更好地輔助鋪網(wǎng)和打錨桿等巷道永久支護作業(yè)，在輔前橫梁2、輔后橫梁8的側(cè)部設置輔助打錨桿裝置15。該輔助打錨桿裝置15的滑軌22與輔前橫梁2或輔后橫梁8固定連接，鉸接在滑軌22上的升降液壓缸21 的活塞桿端組裝有滑塊23，組裝有頂錨桿機16的連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)20鉸接在滑塊23上，滑塊23在升降液壓缸21的帶動下沿滑軌22升降移動。組裝在輔前、后橫梁2、8側(cè)部的輔助打錨桿裝置15上的頂錨桿機16，可以沿連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)前部連桿的長度方向移動，可以繞連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)20中部的鉸接軸轉(zhuǎn)動，也可以隨連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)20整體連桿繞滑塊23的鉸接軸轉(zhuǎn)動。同步移動的液壓立柱12的連接桿13上設置幫錨桿機14。主前、后橫梁5、9及輔前、后橫梁2、8的兩端分別設置側(cè)向調(diào)整機構(gòu)17。因上述前梁組件I與主梁架上各主前順梁3鉸接，故可以進行輔助鋪網(wǎng)作業(yè)。連接桿13分別連接支撐輔前橫梁2和輔后橫梁8的液壓立柱12，以及支撐主前橫梁5和主后橫梁9的液壓立柱12，使液壓立柱12按主、輔梁架的順序形成兩兩一組的形式，利用移架液壓缸11分別交錯驅(qū)動每組液壓立柱12支撐的主梁架同步移動或輔梁架同步移動，以方便移架。為了輔助打錨桿等作業(yè)，提高掘進巷道永久支護效率，通過輔助打錨桿裝置15上的連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)20的頂錨桿機16，對巷道頂板上多個位置進行錨桿的安設，連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)20及頂錨桿機16的升降則由升降液壓缸21來實現(xiàn)。在連接桿13上設置存放幫錨桿機14的結(jié)構(gòu)，避免了作業(yè)時幫錨桿機14在工作面的重復搬運。為了保證主、輔梁架的平穩(wěn)移架，通過側(cè)向調(diào)整機構(gòu)17上的側(cè)推液壓缸18和側(cè)板19對主、輔梁架進行前移時的調(diào)偏。由于液壓立柱12和各液壓缸的動作是由乳化液泵站提供動力，為便于巷道布置并簡化操作，頂錨桿機16及幫錨桿機14也采用以乳化液為動力的方式。該巷道掘進交錯式支護裝置工作時，在既定位置按照上述結(jié)構(gòu)連接方式和

安裝布置好后，默認初始狀態(tài)為液壓立柱12升起，分別支撐主梁架和輔梁架，前梁液壓缸10為伸出狀態(tài)，移架液壓缸11、升降液壓缸21和側(cè)推液壓缸18均處于收回狀態(tài)。調(diào)整液壓立柱12使各順梁與巷道頂板接實，綜掘機駛?cè)胫ёo裝置內(nèi)，開始進行巷道掘進作業(yè)。綜掘機掘進一段距離之后，收回與主前橫梁5和主后橫梁9相連的液壓立柱12，使整個主梁架從頂板脫離開(此時輔梁架仍支撐著頂板)，收回前梁液壓缸10，將聯(lián)好的網(wǎng)經(jīng)過布網(wǎng)輥24掛在前梁組件I上；移架液壓缸11伸出，推動整個主梁架前移，在前移過程中，伸出前梁液壓缸10，以抬起前梁組件1，以便進行自動鋪網(wǎng)作業(yè)；移到位后，升起與主梁架相連的液壓立柱12，使主梁架支撐住頂板。綜掘機繼續(xù)掘進一段距離后，收回與輔前橫梁2和輔后橫梁8相連的液壓立柱12，使整個輔梁架從頂板脫離開(此時主梁架仍支撐著頂板)；移架液壓缸11收回，拉動整個輔梁架向前移；移到位后，升起與輔梁架相連的液壓立柱12，使輔梁架與頂板接實。
重復上述步驟連續(xù)掘進數(shù)米后，將綜掘機后退，通過安設在輔助打錨桿裝置15上的頂錨桿機16，以及安設在連接桿13上的幫錨桿機14，開始對頂板以及巷道兩幫進行永久支護；永久支護作業(yè)完畢之后，綜掘機拖拽皮帶前行，準備進行下一工作循環(huán)
權(quán)利要求
1.一種巷道掘進交錯式支護裝置，包括通過銷軸鉸接在橫梁底部的作為支撐的液壓立柱及由橫梁和順梁組成的梁架，其特征在于所述梁架包括主梁架和輔梁架，主梁架是由主前、后橫梁及與相互鉸接的主前、后順梁連接在一起組成的框架，輔梁架是由輔前、后橫梁及與相互鉸接的輔前、后順梁連接在一起組成的框架；輔前、后橫梁的側(cè)部設置輔助打錨桿裝置，主梁架的主前順梁前端與進行鋪網(wǎng)工作的前梁組件鉸接，并利用鉸接在主前順梁與前梁組件之間的前梁液壓缸驅(qū)動前梁組件繞主前順梁前端的鉸接軸的軸線轉(zhuǎn)動，主梁架的主前橫梁與輔梁架的輔后橫梁之間鉸接移架液壓缸，按照主梁架、輔梁架的順序，通過連接桿分別將鉸接在主前、后橫梁和輔前、后橫梁底部的液壓立柱，兩兩一組連接在一起，利用移架液壓缸分別交錯驅(qū)動主梁架或輔梁架同步移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的巷道掘進交錯式支護裝置，其特征在于所述輔前、后橫梁的側(cè)部設置輔助打錨桿裝置，輔助打錨桿裝置的滑軌與輔前橫梁或輔后橫梁固定連接，鉸接在滑軌上的升降液壓缸的活塞桿端組裝有滑塊，組裝有頂錨桿機的連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)鉸接在滑 塊上，滑塊在升降液壓缸的帶動下沿滑軌升降移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的巷道掘進交錯式支護裝置，其特征在于組裝在所述輔前、后橫梁側(cè)部的輔助打錨桿裝置上的頂錨桿機，沿連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)前部連桿的長度方向移動或繞連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)中部的鉸接軸轉(zhuǎn)動，或隨連桿回轉(zhuǎn)機構(gòu)整體連桿繞滑塊的鉸接軸轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的巷道掘進交錯式支護裝置，其特征在于同步移動的所述液壓立柱的連接桿上設置幫錨桿機。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的巷道掘進交錯式支護裝置，其特征在于所述主前、后橫梁及輔前、后橫梁的兩端分別設置側(cè)向調(diào)整機構(gòu)。
全文摘要
一種巷道掘進交錯式支護裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的支護手段落后、移架困難、需要停機作業(yè)、效率低等問題，包括作為支撐的液壓立柱及由橫梁和順梁組成的梁架，其技術(shù)要點是梁架包括主梁架和輔梁架，其輔前、后橫梁的側(cè)部設置輔助打錨桿裝置，主前順梁前端與前梁組件鉸接，主前橫梁與輔后橫梁之間鉸接移架液壓缸，液壓立柱通過連接桿組裝在一起同步移動。其結(jié)構(gòu)設計合理，支護和移動穩(wěn)定，裝卸和維護方便，安全可靠，完全符合現(xiàn)場及時支護的使用條件，實現(xiàn)對巷道掘進工作面剛剛暴露頂板的及時機械化支護，能夠輔助鋪網(wǎng)和打錨桿等巷道永久支護作業(yè)，并掩護綜掘機實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。顯著提高巷道頂板的支護質(zhì)量和掘進作業(yè)效率。
文檔編號E21D23/18GK102654060SQ201210161859
公開日2012年9月5日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者曹偉, 曹樹祥, 楊宏光, 王榮亮, 符大利, 胡宇 申請人:遼寧天安礦山科技有限公司