CN102877872B - 重型大采高全防护大倾角长壁综放工作面自动控制支护设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重型大采高全防护大倾角长壁综放工作面自动控制支护设备，工作面处设有多架中间支架，中间支架的两侧分别依次设有过渡支架和排头支架，上顺槽和下顺槽内分别设有超前支架，下顺槽处横向与排头支架对齐的位置设有一组端头支架；相邻两架支架的顶梁之间连接有防倒装置；相邻两架支架的底座的前端和后端之间分别连接有调架装置；下侧支架的顶梁与上侧支架的底座之间连接有斜拉防倒装置；支架的底座的前端和后端与前溜和后溜之间分别连接有前溜防滑装置和后溜防滑装置；排头支架和端头支架的底座的一侧分别设有辅助推移机构；支架架内人行道两侧设有刚性扶手和架间脚踏板；支架的前立柱间设有伸缩防护网。支架的工作阻力大于7000KN，能适用于工作面的长度大于200米、倾角大于50°、煤层厚度大于1.8米的大采高全防护大倾角长壁综放工作面。

Description

重型大采高全防护大倾角长壁综放工作面自动控制支护设备

技术领域

本发明涉及一种综放工作面支护设备，尤其涉及一种重型大采高全防护大倾角长壁综放工作面自动控制支护设备。

背景技术

目前，煤矿井下大倾角工作面均为短工作面，一般不超过100～150米；大倾角综采设备配套参数多为SGZ800，工作阻力不超过6500KN，工作阻力越大，支架的重量越大，下滑力越大，设备所受弯扭力越大，设备的设计和防倒防滑难度越大；大倾角放顶煤支架应用的最大角度均未超过48度；大倾角综采工作面多采用仅工作面支护或工作面加端头支护；大倾角综采工作面多采用邻架手动控制。

上述现有技术的缺点是：难以适用于大采高全防护大倾角长壁综放工作面。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于大采高全防护大倾角长壁综放工作面的重型大采高全防护大倾角长壁综放工作面自动控制支护设备。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的重型大采高全防护大倾角长壁综放工作面自动控制支护设备，包括多架支架，工作面处设有多架中间支架，中间支架的两侧分别依次设有1至2架过渡支架和2至4架排头支架，上顺槽和下顺槽内分别设有2至4组超前支架，每组超前支架包括并排设置的两架超前支架，下顺槽处横向与排头支架对齐、纵向与超前支架对齐的位置设有一组端头支架；

所述一组端头支架包括并排设置的两架端头支架，其中远离工作面的端头支架设有四根后立柱、四根中立柱、两根前立柱，靠近工作面的端头支架设有四根后立柱、四根中立柱；

所述工作面的长度大于200米、倾角大于50°、煤层厚度大于1.8米，所述支架的支护高度大于1.8米、工作阻力大于7000KN；

相邻两架支架的顶梁之间连接有防倒装置；

相邻两架支架的底座的前端和后端之间分别连接有调架装置；

下侧支架的顶梁与上侧支架的底座之间连接有斜拉防倒装置；

支架的底座的前端和后端与前溜和后溜之间分别连接有前溜防滑装置和后溜防滑装置；

排头支架和端头支架的底座的一侧分别设有辅助推移机构；

支架架内人行道两侧设有刚性扶手和架间脚踏板；

支架的前立柱间设有伸缩防护网。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的重型大采高全防护大倾角长壁综放工作面自动控制支护设备，能适用于工作面的长度大于200米、倾角大于50°、煤层厚度大于1.8米的大采高全防护大倾角长壁综放工作面。

附图说明

图1为本发明实施例提供的重型大采高全防护大倾角长壁综放工作面自动控制支护设备的平面布置示意图；

图2为本发明实施例中中间支架的结构示意图；

图3为本发明实施例中排头支架的结构示意图；

图4a为本发明实施例中靠近工作面的端头支架的结构示意图；

图4b为本发明实施例中远离工作面的端头支架的结构示意图；

图4c为本发明实施例中一组端头支架的平面布置示意图；

图5a为本发明实施例中三架超前支架的侧面结构示意图；

图5b为本发明实施例中三架超前支架的平面结构示意图；

图6为本发明实施例中相邻两架支架的顶梁之间的防倒装置的结构示意图；

图7为本发明实施例中相邻两架支架的底座的前端和后端之间的调架装置的结构示意图；

图8为本发明实施例中下侧支架的顶梁与上侧支架的底座之间的斜拉防倒装置的结构示意图；

图9为本发明实施例中支架的底座的前端和后端与前溜和后溜之间的前溜防滑装置和后溜防滑装置的结构示意图；

图10为本发明实施例中排头支架的底座的结构示意图；

图11为本发明实施例中端头支架的辅助推移机构的结构示意图；

图12为本发明实施例中前立柱间的伸缩防护网的结构示意图；

图13为本发明实施例中支架架内人行道两侧的刚性扶手和架间脚踏板的结构示意图。

图中：1、中间支架，2、过渡支架，3、排头支架，4、端头支架，5、超前支架，6、后立柱，7、中立柱，8、前立柱，9、防倒装置，10、调架装置，11、斜拉防倒装置，12、前溜防滑装置，13、后溜防滑装置，14、，15、辅助推移机构，16、伸缩防护网，17、刚性扶手，18、架间脚踏板。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的重型大采高全防护大倾角长壁综放工作面自动控制支护设备，其较佳的具体实施方式是：

包括多架支架，工作面处设有多架中间支架，中间支架的两侧分别依次设有1至2架过渡支架和2至4架排头支架，上顺槽和下顺槽内分别设有2至4组超前支架，每组超前支架包括并排设置的两架超前支架，下顺槽处横向与排头支架对齐、纵向与超前支架对齐的位置设有一组端头支架；

所述一组端头支架包括并排设置的两架端头支架，其中远离工作面的端头支架设有四根后立柱、四根中立柱、两根前立柱，靠近工作面的端头支架设有四根后立柱、四根中立柱；

所述工作面的长度大于200米、倾角大于50°、煤层厚度大于1.8米，所述支架的支护高度大于1.8米、工作阻力大于7000KN；

相邻两架支架的顶梁之间连接有防倒装置；

相邻两架支架的底座的前端和后端之间分别连接有调架装置；

下侧支架的顶梁与上侧支架的底座之间连接有斜拉防倒装置；

支架的底座的前端和后端与前溜和后溜之间分别连接有前溜防滑装置和后溜防滑装置；

排头支架和端头支架的底座的一侧分别设有辅助推移机构；

支架架内人行道两侧设有刚性扶手和架间脚踏板；

支架的前立柱间设有伸缩防护网。

所述刚性扶手为L型，材质为不锈钢材质，两端设有橡胶堵，L端朝向倾斜面的下侧，固定于支架内人行通道的两侧的立柱上。

具体实施例：

一、工作面配套设备，如图1所示，包括：

采煤机：MG450/1020-WD；

前后刮板机：SGZ960/1400刮板输送机；

转载机：SZZ1000/400；

破碎机：PLM3000；

皮带机自移机尾：DY1200；

转载机自移装置：MY800；

中间支架：ZF8600/18/35D放顶煤液压支架（延伸产品ZF10000/18/35D）；

过渡支架：ZFG8600/18/35D过渡液压支架（延伸产品ZFG10000/18/35D）；

排头支架：ZFP8800/20/36D排头液压支架（延伸产品ZFG11000/18/35D）；

端头支架：ZT20000/21/38（1组2架）；

上、下顺槽的超前支架：ZT8670/23/35型巷道支架。

二、设备应用地点：

神华宁煤集团枣泉煤矿（延伸产品神华宁煤集团羊场湾煤矿）；

地质条件：煤层平均厚度3.8m，平均倾角51°，最大倾角55°，工作面顺槽为异形巷道；

工作面长度：255米；

工作面走向长度：1200米；

产量：350万吨/年。

三、工作面布置及其特点：

1、工作面及上下顺槽全防护；

2、重型支架大配套参数；

3、异形巷道端头与超前支护；

4、大倾角长壁综放自动控制工作面。

四、先进性：

1、工作面长255米的长壁工作面。

2、配套设备参数大、工作阻力大，超过6500KN。工作阻力越大，支架的重量越大，下滑力越大，设备所受弯扭力越大，设备的设计和防倒防滑难度越大。

3、适应工作面倾角50度以上。

4、工作面、顺槽全防护，包括中间、过渡、排头、端头及超前支架，且巷道为异形巷道。

5、采用电液控自动控制。

6、工作面日产达10000吨以上，为目前大倾角工作面国内外最高产量。

四、采取措施：

1、全套的防倒防滑装置：相邻顶梁相连的防倒装置，底座前后的调架装置，斜拉防倒装置，前后溜得防滑装置，双千斤顶双导杆底调装置；

2、机头设置稳定的锚固站。排头支架和端头支架的高稳定性是全工作面的基础和依靠；

3、先进有效的侧推装置。侧护板的宽度不低于600mm，侧护板加加强筋，调高侧护板的刚性，侧推装置为双侧可单独控制的形式，侧推装置加装双液控双向锁，可保证支架的左右扶持力；

4、顶梁上设置π型钢梁座，用以应急时扶架之用。

5、防护措施：

1）前立柱之间设置架前可伸缩挡矸网；

2）每十架加装机道挡矸装置和架间挡矸装置；

3）架前设置刚性挡矸板；

4）根据需要，机道和架间可随时安装卷帘式防护网；

6、辅助推移机构：

1）排头支架设置辅助推移机构；

2）端头支架设置辅助推移机构；

7、人性化机构：

1）架内人行道两侧设置刚性扶手；

2）架间设置架间脚踏板；

五、具体结构形式：

1、支架总装结构：

中间支架，如图2所示，具体参数如下表：

排头支架，如图3所示，具体参数如下表：

端头支架，如图4a、4b、4c所示，

具体参数如下表：

超前支架，如图5a、5b所示，具体参数可根据实际需要选择。

2、防倒防滑装置：

相邻顶梁相连的防倒装置，如图6所示，将相邻支架的顶梁连接；

底座前、后的调架装置，如图7所示，分别设于支架底座的前端和后端；

斜拉防倒装置，如图8所示，连接于下侧支架的顶梁与上侧支架的底座之间；

前、后溜的防滑装置，如图9所示，分别连接于支架的前、后端与前、后溜之间；

3、双千斤顶双导杆底调装置，如图10所示。

4、辅助推移机构：

1）排头支架设置辅助推移机构，如图10所示。

2）端头支架设置辅助推移机构，如图11所示。

5、前立柱间设有伸缩防护网，如图12所示。

6、架内人行道两侧设置刚性扶手和架间脚踏板，如图13所示：

扶手为L型，材质为不锈钢材质，梁端设有橡胶堵，L侧倾斜面下侧，以便于行人手握攀爬。扶手固定于架内人行通道的两侧：两前立柱的后侧和两后立柱的前侧。为安装于便于行人扶持的高度，采用管箍上焊接加高板的方式，将扶手连接座固定于立柱上。

7、刚性挡矸装置、大倾角支架双侧活动侧护板、π型防倒座等结构。

六、电液控制系统：

1、电液控制：

采用20功能20出口电液控换向阀，电液控制功能包括：前立柱升、降（2功能，2出口，2－DN20）；后立柱升、降（2功能，2出口，2－DN20）；拉架、推溜（2功能，2出口，2－DN20）；左侧护板千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；右侧护板千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；抬底座（1功能，1出口，1－DN10）；喷雾（1功能，1出口，1－DN10）；护帮千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；伸缩梁千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；前挡矸千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；上帮侧护板解锁（1功能，1出口，1－DN10）；拉后溜（1功能，1出口，1－DN10）。

电液控换向阀主进液P：DN25；主回液R：DN32。

2、手动控制：

手动控制功能包括：底调梁千斤顶；防倒/防滑千斤顶；尾梁千斤顶；插板千斤顶；行人通道侧挡矸千斤顶（10架一组），机道挡矸板千斤顶（10架一组）。

3、主要功能：

1）SAC型电液控制系统，能够完成支架要求电控的各种动作功能。

2）电控系统及电液控换向阀能够满足单台支架“降、移、升”循环时间不大于8秒；采煤机与支架联动，成组拉架时，8台支架一组，4台支架同时拉架，完成一个“降、移、升”工作循环时间不大于12.5秒的配套要求。

3）支架可实现成组程序自动控制，包括成组自动移架、成组自动推溜、成组自动伸护帮、成组自动收护帮、成组自动伸伸缩梁、成组自动收伸缩梁、成组自动拉后溜、成组自动伸前挡矸、成组自动收前挡矸。

4）支架可实现邻架电控的手动、自动操作，实现本架电磁阀按钮的手动操作。

5）配备红外线发射、接收装置，可与工作面采煤机实现联合自动动作。同时具有接收采煤机数字信号实现联动功能。在侧挡矸装置能够根据采煤工序及时手动操作执行相应动作的情况下，支架能满足与采煤机、刮板机进行自动割煤要求，在三角煤区域也能实现自动拉架。

6）对立柱的工作压力、推移千斤顶的行程、煤机的位置、方向进行监测，在井下电液控制主机上能够对上述信息进行显示和存储，能将数据传输至地面调度中心并显示。

7）支架电液控制系统本身信息及需要上传的其它综采设备（采煤机、刮板输送机、转载破碎机、乳化液泵站、语音通讯系统、组合开关等设备）信息能够通过井上下数据传输系统上传到地面并在井下和井上计算机上显示，接入到矿井自动化系统。

8）电液控制系统设有声音报警、急停、本架闭锁及故障自诊断显示功能，并能方便地进行人工手动操作，能够在线进行参数调整设定。

9）支架配备自动喷雾系统，由电液阀独立控制，实现架前自动辅助采煤机喷雾。

10）具备与采煤机配合进行全自动化的双向、单向、部分截深割煤功能。

11）电控系统为非主-从机型，当工作面控制系统与顺槽控制主机断开后，仍能完成各种操作功能和操作模式设置。

12）具备初撑力自动保持功能，补偿初撑力可调（不超过泵压）；具有带压移架功能。

13）电液控制系统具备工作面增加、减少支架后电液控制的扩展功能。

14）移架动作要求（单动作及自动动作时实现功能）：

（1）降柱（前后立柱同降），同时电液阀控制上帮侧护板解锁功能口供液，对上帮侧护板双液控双向锁泄压（在前后立柱单独降时实现同样功能），在降柱功能停止时，电液阀控制上帮侧护板解锁功能口停止供液。

（2）拉架，同时电液阀控制上帮侧护板解锁功能口供液，对上帮侧护板双液控双向锁泄压，在拉架功能停止时，电液阀控制上帮侧护板解锁功能口停止供液。

（3）升柱，同时电液阀控制上帮侧护板解锁功能口供液，对上帮侧护板双液控双向锁泄压（在前后立柱单独升柱时实现同样功能）。

（4）伸上帮侧护板（首采工作面为面对煤壁右侧侧护板）。

本发明的重型大采高全防护大倾角长壁综放工作面自动控制支护设备，可用于50°以上大倾角、工作面长度200～300米的自动控制长壁工作面，年产量超过300万吨，设有全套的安全防护装置、防倒防滑装置及人性化作业平台。是一种适应大倾角煤层的、大参数重型支护设备，适应长壁高产高效综放综采工作面的支护设备、综放综采工艺、安全防护技术及自动控制控制技术。

具体实施例的液压支架工作阻力10000kN，最低高度1.8米，最大高度3.5米，具有高稳定性、高强度、高抗扭性、高可靠性和高防护性能，设有全套的支架和运输机的防倒防滑装置，设有可单独控制的双侧活动侧护板，在机道和架间设有可伸缩式挡矸防护装置，架前设有刚性挡矸板和可调挡矸网，底座侧设有双千斤顶双导杆底调横梁，设有人性化的行人扶手和阶梯式脚踏板、辅助脚踏板等，能够适应50度以上大倾角大配套长壁综采综放高产高效工作面。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种重型大采高全防护大倾角长壁综放工作面自动控制支护设备，包括多架支架，其特征在于，工作面处设有多架中间支架，中间支架的两侧分别依次设有1至2架过渡支架和2至4架排头支架，上顺槽和下顺槽内分别设有2至4组超前支架，每组超前支架包括并排设置的两架超前支架，下顺槽处横向与排头支架对齐、纵向与超前支架对齐的位置设有一组端头支架；

所述一组端头支架包括并排设置的两架端头支架，其中远离工作面的端头支架设有四根后立柱、四根中立柱、两根前立柱，靠近工作面的端头支架设有四根后立柱、四根中立柱；

所述工作面的长度大于200米、倾角大于50°、煤层厚度大于1.8米，所述支架的支护高度大于1.8米、工作阻力大于7000KN；

相邻两架支架的顶梁之间连接有防倒装置；

相邻两架支架的底座的前端和后端之间分别连接有调架装置；

下侧支架的顶梁与上侧支架的底座之间连接有斜拉防倒装置；

支架的底座的前端和后端与前溜和后溜之间分别连接有前溜防滑装置和后溜防滑装置；

排头支架和端头支架的底座的一侧分别设有辅助推移机构；

支架架内人行道两侧设有刚性扶手和架间脚踏板；

支架的前立柱间设有伸缩防护网；

支架设有电液控制系统。

2.根据权利要求1所述的重型大采高全防护大倾角长壁综放工作面自动控制支护设备，其特征在于，所述刚性扶手为L型，材质为不锈钢材质，两端设有橡胶堵，L端朝向倾斜面的下侧，固定于支架内人行通道的两侧的立柱上。

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