專利名稱：履帶式全液壓超前支護(hù)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種使用于煤礦井下煤巷炮掘使用的自行履帶行走式超前支護(hù)機(jī)，隸屬于錨噴支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其屬于超前支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國煤礦煤巷掘進(jìn)有綜合機(jī)械化掘進(jìn)法(簡稱綜掘)和鉆眼爆破掘進(jìn)法(簡稱炮掘)。在煤礦錨網(wǎng)支護(hù)施工中使用的超前支護(hù)主要分在綜掘巷道中使用的超前支護(hù)和在炮掘巷道中使用的超前支護(hù)。煤巷掘進(jìn)過程中的臨時(shí)支護(hù)，是保證安全生產(chǎn)，提高掘進(jìn)效率的一個(gè)重要因素，臨時(shí)支護(hù)的護(hù)頂效果直接關(guān)系到頂板安全效果。只有操作簡單、方便、安全可靠的臨時(shí)支護(hù)方法，在生產(chǎn)過程中才能被有效的使用，才能在確保安全高效的前提下，節(jié)約成本，提高單日推進(jìn)度。1.國外煤礦支護(hù)現(xiàn)狀由于國外產(chǎn)煤大國現(xiàn)開采煤層賦存條件決定其巷道頂板條件好、巷道斷面大，巷道掘進(jìn)設(shè)備為配套頂板錨桿機(jī)的連采機(jī)和掘進(jìn)機(jī)，支護(hù)形式較為單一，采用大跨距高強(qiáng)度、高預(yù)拉力錨桿全長錨固。實(shí)行一次性永久支護(hù)基本無臨時(shí)支護(hù)的概念。采用以上掘錨設(shè)備和支護(hù)工藝，因頂板條件好，不易發(fā)生較大的頂板沉降和變形，則僅在頂板錨桿機(jī)司機(jī)位置處安設(shè)一塊護(hù)頂板，保護(hù)人員的安全。到目前為止尚未見到國外有關(guān)綜掘臨時(shí)支護(hù)裝置的相關(guān)報(bào)道。2.國內(nèi)臨時(shí)支護(hù)現(xiàn)狀目前我國推行錨桿支護(hù)的綜掘巷道，由于巷道圍巖多為中等穩(wěn)定和不穩(wěn)定狀況，頂板較破碎，支護(hù) 形式為多種聯(lián)合支護(hù)。因巷道斷面小，在綜掘施工巷道中支護(hù)機(jī)具大多配備風(fēng)動(dòng)單體錨桿鉆機(jī)，鉆進(jìn)效能低、占用輔助時(shí)間長。由于掘錨速度慢，為避免空頂時(shí)間長引起頂板發(fā)生沉降離層和變形均采用臨時(shí)支護(hù)。臨時(shí)支護(hù)方式多采用多條前探梁沿巷道方向懸掛在頂板已支護(hù)錨桿上探至空頂區(qū)，對頂板起到護(hù)頂作用，防止冒頂造成人身傷亡事故。該支護(hù)方式缺點(diǎn)在于: 前探梁對空頂區(qū)的支護(hù)為被動(dòng)支護(hù)，沒有初撐力，安全性差?！蚯疤搅号c頂板為點(diǎn)或線接觸，不能對空頂區(qū)進(jìn)行有效保護(hù)。@操作過程復(fù)雜，人工移動(dòng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，臨時(shí)支護(hù)速度慢、效率低。 操作人員必須進(jìn)入空頂區(qū)架設(shè)作業(yè)，存在極大的安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，能夠滿足煤巷炮掘空間需要，實(shí)現(xiàn)炮掘巷道掘進(jìn)中臨時(shí)支護(hù)機(jī)械化，縮短超前支護(hù)的時(shí)間，能加快掘進(jìn)速度，同時(shí)為錨桿支護(hù)作業(yè)提供安全保障的履帶式全液壓超前支護(hù)設(shè)備。本履帶式全液壓超前支護(hù)設(shè)備，包括機(jī)架，機(jī)架下部設(shè)置的液壓驅(qū)動(dòng)履帶式行走機(jī)構(gòu)，主要由多級套筒嵌套組成的主臂，驅(qū)動(dòng)主臂的各級套筒伸縮的第一液壓驅(qū)動(dòng)裝置；主要由多級套筒嵌套組成的支撐臂，驅(qū)動(dòng)支撐臂的各級套筒伸縮的第二液壓驅(qū)動(dòng)裝置；主臂的下端鉸接在機(jī)架前部，主臂上端與護(hù)頂梁的后端鉸接，在護(hù)頂梁與主臂上部之間鉸接有驅(qū)動(dòng)護(hù)頂梁翻轉(zhuǎn)的調(diào)平油缸；在機(jī)架與主臂下部之間鉸接有驅(qū)動(dòng)主臂翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)油缸；支撐臂設(shè)置在機(jī)架后部；液壓驅(qū)動(dòng)履帶式行走機(jī)構(gòu)、第一液壓驅(qū)動(dòng)裝置、第二液壓驅(qū)動(dòng)裝置、調(diào)平油缸、翻轉(zhuǎn)油缸均與液壓總成通過液壓管路相連。本實(shí)用新型的有益效果:煤巷炮掘作業(yè)時(shí)，本設(shè)備停放于迎頭后部一定距離的位置。掘進(jìn)作業(yè)完成要進(jìn)行錨桿支護(hù)時(shí)，設(shè)備移位至迎頭，進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)作業(yè)。支護(hù)作業(yè)時(shí)，支撐臂向上伸出至與頂板可靠接觸；將網(wǎng)鋪設(shè)于護(hù)頂梁上；主臂前翻并向前向上展開，將護(hù)頂梁連同網(wǎng)送至空頂處并與頂板可靠接觸；工人至護(hù)頂梁下部進(jìn)行錨桿作業(yè)。本設(shè)備的優(yōu)點(diǎn):該裝備能夠快速進(jìn)入空頂作業(yè)，能及時(shí)進(jìn)行護(hù)頂作業(yè)，縮短超前支護(hù)的時(shí)間，同樣，可以縮短錨網(wǎng)支護(hù)的綜合施工時(shí)間，提高錨網(wǎng)支護(hù)速度，進(jìn)一步提高掘進(jìn)速度。同時(shí)本設(shè)備機(jī)械化程度高，可減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率。全液壓驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力單一，適于煤礦井下作業(yè)。行走方式為履帶式，能夠方便快捷的實(shí)現(xiàn)自移位行走。設(shè)備后部設(shè)置有起到后支撐作用的支撐臂機(jī)構(gòu)，防止支護(hù)機(jī)作業(yè)時(shí)傾翻。主臂、支撐臂均采用套筒伸縮結(jié)構(gòu)，作業(yè)時(shí)可以伸出；不作業(yè)時(shí)可以收回，縮小體積。上述的履帶式全液壓超前支護(hù)設(shè)備，護(hù)頂梁包括一個(gè)主框架，主臂上端與主框架的后端鉸接；主框架的前部和左右兩側(cè)各設(shè)置有可相對于主框架伸縮移動(dòng)的前托架、左托架和右托架。它還包括驅(qū)動(dòng)前托架、左托架和右托架相對于主框架伸縮移動(dòng)的擴(kuò)展油缸，擴(kuò)展油缸與液壓總成通過液壓管路相連。護(hù)頂梁采用這樣可以向前方和左右兩側(cè)擴(kuò)展式結(jié)構(gòu)，在擴(kuò)展后護(hù)頂面積更大。上述的履帶式全液壓超前支護(hù)設(shè)備，主臂包括外方套、中方套和內(nèi)方套；外方套的下端鉸接在機(jī)架前部，外方套與翻轉(zhuǎn)油缸相鉸接；相對于外方套軸向移動(dòng)的中方套位于外方套內(nèi)，相對于中方套軸向移動(dòng)的內(nèi)方套位于中方套內(nèi)；內(nèi)方套上端與護(hù)頂梁的后端鉸接，在護(hù)頂梁與內(nèi)方套上部之間鉸接調(diào)平油缸。上述的履帶式全液壓超前支護(hù)設(shè)備，支撐臂包括支撐筒體、中套筒、內(nèi)套筒；支撐筒體固定在機(jī)架后部；相 對于支撐筒體軸向移動(dòng)的中套筒位于支撐筒體內(nèi)，相對于中套筒軸向移動(dòng)的內(nèi)套筒位于中套筒內(nèi)。

圖1本設(shè)備在支護(hù)狀態(tài)示意圖。圖2是護(hù)頂梁的展開狀態(tài)示意圖。圖3是護(hù)頂梁的收回狀態(tài)示意圖。圖4主臂的示意圖。圖5是本設(shè)備在收回狀態(tài)的主視圖。圖6是本設(shè)備在收回狀態(tài)的左視圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1所示履帶式全液壓超前支護(hù)設(shè)備，主要包括機(jī)架1、液壓驅(qū)動(dòng)履帶式行走機(jī)構(gòu)2、主臂3、支撐臂4、翻轉(zhuǎn)油缸5、第一液壓驅(qū)動(dòng)裝置包括外油缸6和內(nèi)油缸、第二液壓驅(qū)動(dòng)油缸7、護(hù)頂梁8、調(diào)平油缸10、液壓總成11。參見圖4，主臂3包括外方套31、中方套32、內(nèi)方套33。外方套31的下端鉸接在機(jī)架前部，驅(qū)動(dòng)主臂翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)油缸5分別與機(jī)架和外方套鉸接。相對于外方套軸向移動(dòng)的中方套位于外方套內(nèi)，相對于中方套軸向移動(dòng)的內(nèi)方套位于中方套內(nèi)。驅(qū)動(dòng)內(nèi)方套相對于中方套軸向移動(dòng)的內(nèi)油缸(位于內(nèi)方套和中方套內(nèi)部，未示出)分別與內(nèi)方套32、中方套32相連。驅(qū)動(dòng)中方套相對于外方套軸向移動(dòng)的外油缸6分別與外方套31、中方套32相連。支撐臂4包括支撐筒體41、中套筒42、內(nèi)套筒43。支撐筒體固定在機(jī)架后部；相對于支撐筒體軸向移動(dòng)的中套筒位于支撐筒體內(nèi)，相對于中套筒軸向移動(dòng)的內(nèi)套筒位于中套筒內(nèi)。驅(qū)動(dòng)內(nèi)套筒相對于中套筒軸向移動(dòng)、中套筒相對于支撐筒體軸向移動(dòng)的第二液壓驅(qū)動(dòng)油缸7分別與支撐筒體41、中套筒42相連。參見圖2、3，護(hù)頂梁8包括一個(gè)主框架81，前托架82可相對于主框架前后移動(dòng)的設(shè)置在主框架的前部，左托架83可相對于主框架左右移動(dòng)的設(shè)置在主框架的左側(cè)，右托架84可相對于主框架左右移動(dòng)的設(shè)置在主框架的右側(cè)，驅(qū)動(dòng)前托架相對于主框架前后移動(dòng)的前擴(kuò)展油缸(未示出)連接在主框架與前托架之間，驅(qū)動(dòng)左托架相對于主框架左右移動(dòng)的左擴(kuò)展油缸(未示出)連接在主框架與左托架之間，驅(qū)動(dòng)右托架相對于主框架左右移動(dòng)的右擴(kuò)展油缸(未示出)連接在主框架與右托架之間。內(nèi)方套上端與主框架的后端鉸接；驅(qū)動(dòng)護(hù)頂梁翻轉(zhuǎn)的調(diào)平油缸10兩端分別與主框架下部和內(nèi)方套上端鉸接。液壓總成11設(shè)置在機(jī)架上。液壓總成11通過液壓管路分別與液壓驅(qū)動(dòng)履帶式行走機(jī)構(gòu)、外油缸、內(nèi)油缸、第二液壓驅(qū)動(dòng)油缸、調(diào)平油缸、翻轉(zhuǎn)油缸、前擴(kuò)展油缸、左擴(kuò)展油缸、右擴(kuò)展油缸相連，向它們提供液壓油。本設(shè)備的工作過程:煤巷炮掘 作業(yè)時(shí)，設(shè)備停放于迎頭后部一定距離的位置。掘進(jìn)作業(yè)完成要進(jìn)行錨桿支護(hù)時(shí)，設(shè)備移位至迎頭，進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)作業(yè)。如I所示，支護(hù)作業(yè)時(shí)，支撐臂伸出至與支護(hù)完成區(qū)12的頂板可靠接觸；護(hù)頂梁展開，將網(wǎng)鋪設(shè)于護(hù)頂梁上；主臂前翻并展開，將護(hù)頂梁連同網(wǎng)送至空頂處并與待支護(hù)區(qū)13頂板可靠接觸；工人至護(hù)頂梁下部進(jìn)行錨桿作業(yè)。護(hù)頂梁是與頂板直接接觸和支護(hù)的部件，為框架式結(jié)構(gòu)，護(hù)頂梁為可擴(kuò)展式，由主體部、前托架、左托架、右托架等四部分組成。設(shè)備工作時(shí)，前、左、右擴(kuò)展油缸分別帶動(dòng)前托架、左托架和右托架伸出。護(hù)頂梁的展開狀態(tài)如圖2所示，收回狀態(tài)如圖3所示。主臂的作用是將護(hù)頂梁向前送至空頂處貼合頂板，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，由多層套筒嵌套組成，各級均可無級伸縮，實(shí)現(xiàn)主臂長度的可調(diào)節(jié)。當(dāng)設(shè)備收回時(shí)，主臂完全收回至最短，使其與護(hù)頂梁貼合至主機(jī)上部。主臂與機(jī)架之間鉸接，并通過翻轉(zhuǎn)油缸的伸縮，帶動(dòng)主臂向前翻出和向后翻回。主臂與護(hù)頂梁通過調(diào)平油缸連接，調(diào)平油缸伸縮帶動(dòng)護(hù)頂梁的向上和向下翻轉(zhuǎn)以使護(hù)頂梁緊密貼合頂板。設(shè)備上設(shè)有防止傾翻的支撐臂機(jī)構(gòu)，支撐臂在支護(hù)作業(yè)時(shí)支撐于巷道頂板，防止由于負(fù)載導(dǎo)致設(shè)備的傾翻，保持設(shè)備的穩(wěn)定。設(shè)備不工作時(shí)，外油缸6、內(nèi)油缸、第二液壓驅(qū)動(dòng)油缸7完全縮回，翻轉(zhuǎn)油缸5和調(diào)平油缸10共同協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，使護(hù)頂梁收回至主機(jī)的上部，收回狀態(tài)如5、6所示。本設(shè)備中，外油缸6、內(nèi)油缸、第二液壓驅(qū)動(dòng)油缸7、主臂3、支撐臂4等屬于現(xiàn)有技術(shù)，不再詳細(xì)描述。[0031]該技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn):1.本設(shè)備是一種自移履帶行走式超前支護(hù)機(jī)，能夠方便快捷的實(shí)現(xiàn)自移位行走。2.采用液壓技術(shù)和履帶行走技術(shù)解決臨時(shí)支護(hù)機(jī)械化問題，能實(shí)現(xiàn)炮掘巷道掘進(jìn)中臨時(shí)支護(hù)機(jī)械化，能加快掘進(jìn)速度，同時(shí)為錨桿支護(hù)作業(yè)提供安全保障。3.本設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊體積小，適用于煤礦井下巷道，滿足煤巷炮掘空間需要，實(shí)現(xiàn)快速行走，提聞掘進(jìn)速度。4.護(hù)頂梁采用可擴(kuò)展式，護(hù)頂面積大。5.設(shè)有后支撐機(jī)構(gòu)，防止支護(hù)機(jī)作業(yè)時(shí)傾翻。6.本設(shè)備具有適用于煤巷炮掘使用的可靠護(hù)頂支撐系統(tǒng)，該支撐系統(tǒng)采用伸縮主臂、伸縮支撐臂和框架伸展式護(hù)頂梁結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)和體積小巧，重量輕，可將護(hù)頂梁及時(shí)送入迎頭,及時(shí)護(hù)頂,減少頂板裸露時(shí)間。本設(shè)備是一種適用于煤礦井下煤巷炮掘使用的自行履帶行走式超前支護(hù)機(jī)，與裝煤設(shè)備以及錨桿鉆機(jī)一起使用，能可靠地完成前探支護(hù)作業(yè)，確保炮掘掘進(jìn)安全。主要實(shí)現(xiàn)煤巷炮掘巷道超前支護(hù)機(jī)械化，提高煤巷炮掘錨網(wǎng)支護(hù)施工的安全性，提高煤巷炮掘掘錨速度，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率。本設(shè)備支護(hù)面積大，在頂板條件允許下，可實(shí)現(xiàn)一掘多錨，減少掘進(jìn)循環(huán)，從而減少錨桿機(jī)拖進(jìn)拖出的輔助時(shí)間，而且其支護(hù)速度快，從而進(jìn)一步加快掘錨速度。該設(shè)備能夠快速進(jìn)入空頂區(qū)，及時(shí)進(jìn)行護(hù)頂作業(yè)，縮短超前支護(hù)的時(shí)間，同樣，可以縮短錨網(wǎng)支護(hù)的綜`合施工時(shí)間，提高錨網(wǎng)支護(hù)速度，進(jìn)一步提高掘進(jìn)速度。
權(quán)利要求1.履帶式全液壓超前支護(hù)設(shè)備，包括機(jī)架，機(jī)架下部設(shè)置的液壓驅(qū)動(dòng)履帶式行走機(jī)構(gòu)，主要由多級套筒嵌套組成的主臂，驅(qū)動(dòng)主臂的各級套筒伸縮的第一液壓驅(qū)動(dòng)裝置；主要由多級套筒嵌套組成的支撐臂，驅(qū)動(dòng)支撐臂的各級套筒伸縮的第二液壓驅(qū)動(dòng)裝置；其特征是:主臂的下端鉸接在機(jī)架前部，主臂上端與護(hù)頂梁的后端鉸接，在護(hù)頂梁與主臂上部之間鉸接有驅(qū)動(dòng)護(hù)頂梁翻轉(zhuǎn)的調(diào)平油缸；在機(jī)架與主臂下部之間鉸接有驅(qū)動(dòng)主臂翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)油缸；支撐臂設(shè)置在機(jī)架后部；液壓驅(qū)動(dòng)履帶式行走機(jī)構(gòu)、第一液壓驅(qū)動(dòng)裝置、第二液壓驅(qū)動(dòng)裝置、調(diào)平油缸、翻轉(zhuǎn)油缸均與液壓總成通過液壓管路相連。
2.如權(quán)利要求1所述的履帶式全液壓超前支護(hù)設(shè)備，其特征是:護(hù)頂梁包括一個(gè)主框架，主臂上端與主框架的后端鉸接；主框架的前部和左右兩側(cè)各設(shè)置有可相對于主框架伸縮移動(dòng)的前托架、左托架和右托架。
3.如權(quán)利要求2所述的履帶式全液壓超前支護(hù)設(shè)備，其特征是:它還包括驅(qū)動(dòng)前托架、左托架和右托架相對于主框架伸縮移動(dòng)的擴(kuò)展油缸，擴(kuò)展油缸與液壓總成通過液壓管路相連。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的履帶式全液壓超前支護(hù)設(shè)備，其特征是:主臂包括外方套、中方套、內(nèi)方套；外方套的下端鉸接在機(jī)架前部，并與翻轉(zhuǎn)油缸相鉸接；相對于外方套軸向移動(dòng)的中方套位于外方套內(nèi)，相對于中方套軸向移動(dòng)的內(nèi)方套位于中方套內(nèi)；內(nèi)方套上端與護(hù)頂梁的后端鉸接，在護(hù)頂梁與內(nèi)方套上部之間鉸接調(diào)平油缸。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的履帶式全液壓超前支護(hù)設(shè)備，其特征是:支撐臂包括支撐筒體、中套筒、內(nèi)套筒；支撐筒體固定在機(jī)架后部；相對于支撐筒體軸向移動(dòng)的中套筒位于支撐筒體內(nèi)，相對 于中套筒軸向移動(dòng)的內(nèi)套筒位于中套筒內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，能夠滿足煤巷炮掘空間需要，實(shí)現(xiàn)炮掘巷道掘進(jìn)中臨時(shí)支護(hù)機(jī)械化，縮短超前支護(hù)的時(shí)間，能加快掘進(jìn)速度，同時(shí)為錨桿支護(hù)作業(yè)提供安全保障的履帶式全液壓超前支護(hù)設(shè)備。它包括機(jī)架，液壓驅(qū)動(dòng)履帶式行走機(jī)構(gòu)，由多級套筒嵌套組成的主臂，驅(qū)動(dòng)主臂伸縮的第一液壓驅(qū)動(dòng)裝置；由多級套筒嵌套組成的支撐臂，驅(qū)動(dòng)支撐臂伸縮的第二液壓驅(qū)動(dòng)裝置；主臂的下端鉸接在機(jī)架前部，主臂上端與護(hù)頂梁的后端鉸接，在護(hù)頂梁與主臂上部之間鉸接有調(diào)平油缸；在機(jī)架與主臂下部之間鉸接有翻轉(zhuǎn)油缸；支撐臂設(shè)置在機(jī)架后部；液壓驅(qū)動(dòng)履帶式行走機(jī)構(gòu)、第一液壓驅(qū)動(dòng)裝置、第二液壓驅(qū)動(dòng)裝置、調(diào)平油缸、翻轉(zhuǎn)油缸均與液壓總成通過液壓管路相連。
文檔編號E21D23/04GK203097920SQ20132010777
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者徐鎖庚, 胡林, 孫玉萍, 魏群, 石修燈, 張小強(qiáng) 申請人:煤炭科學(xué)研究總院南京研究所