CN106837396B - 一种适用于巷道超前支护的组合式支架 - Google Patents

Abstract

一种适用于巷道超前支护的组合式支架。它是包括金属摩擦支柱、液压支柱、顶钢帽和底钢座，金属摩擦支柱和液压支柱均固定连接在顶钢帽和底钢座之间，液压支柱位于中部，多个金属摩擦支柱均布于液压支柱的四周，金属摩擦支柱配合采用金属销子限定伸缩高度。本发明既能及时主动支撑顶板，又具有增阻快、工作阻力大、承载稳定及可缩性的特点；这种组合式支架集金属摩擦支柱与单体液压支柱的优点于一体，抗折弯能力强，避免了单一支柱支护顶板时的压杆失稳问题；还具有成本低、加工便捷、对地质条件适应性强、使用和维护简单方便且操作灵活等特点。

Description

一种适用于巷道超前支护的组合式支架

技术领域

本发明涉及一种适用于煤矿井下工作面超前段支护所需的支架结构，尤其是一种适用于巷道超前支护的组合式支架。

背景技术

煤矿回采过程中，工作面推进产生的超前支承压力不可避免，在超前支承压力的影响下，煤岩体会出现不同程度的矿山压力显现，要控制工作面两巷超前段内顶板离层下沉、断裂破碎，实际生产中通常对超前段进行加强支护，目前常用的支护手段有单体液压支柱和液压支架。

采用单体支柱支护超前段时，由于单体支柱属于单一杆件，其本身抗折弯能力弱，在煤层底板较软的条件下，由于单体支柱底面积较小，很容易穿底，既影响了支柱的工作质量，又给回柱工作带来了困难。在煤层倾角较大时支设困难、易发生支柱倾倒事故，既不利于顶板管理，又存在安全隐患。

采用液压支架支护超前段时，迈步移架对顶板反复支撑，顶板多次循环挤压和卸载，导致顶板破裂、碎冒，不利于超前段的顶板管理。

因此，对超前段顶板的加强支护，不仅要求支柱有较高的初撑力与工作阻力，而且要通过合理的力学支护结构，将支柱支撑力合理地作用于顶板。

现有一种两架一组巷道超前支架，其结构采用主架和副架组合形成一套两架一组的超前组合支架，具体工作过程是两套自移式超前支架交替迈步前行，虽然也很好地解决了超前支架的移架难题，但同时存在以下不足之处：1)、支架的布置较为集中，支架的体积较大，如果采用巷道两帮各布置一部支架，支架的空间占比较大，尤其是在工作面运输平巷中更为突出，对巷道有限的断面布置提出了更高的要求，通风的风阻增大；2)、此超前支架交替迈步前行，迈步移架对顶板反复支撑，顶板多次循环挤压和卸载，导致顶板破裂、碎冒，不利于超前段的顶板管理；3)、该支架的支撑结构主要采用液压支柱支承，制造成本较高，当顶板压力较大时液压阀泄压，导致支架后期增阻不足，顶板变形增大；4)、该超前组合支架采用一体化结构，对巷道的坡度和转向适应性不高。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种适用于巷道超前支护的组合式支架，既能及时主动支撑顶板，又具有增阻快、工作阻力大、承载稳定及可缩性的特点，抗折弯能力强，结构简单，制造方便，经济适用性强，可伸缩性好，工人劳动强度低，能对工作面超前段提供较好支护效果。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括金属摩擦支柱、液压支柱、顶钢帽和底钢座，金属摩擦支柱和液压支柱均固定连接在顶钢帽和底钢座之间，液压支柱位于中部，多个金属摩擦支柱均布于液压支柱的四周，金属摩擦支柱配合采用金属销子限定伸缩高度。

本发明相比现有技术的有益效果体现如下：

1、该组合式支架由4根金属摩擦支柱和1根液压支柱通过底座和顶钢帽相互铰接形成稳定的整体结构，具有很强的自稳能力与抗弯折能力，避免了单一支柱的压杆失稳问题；四个金属摩擦支柱均匀布置在液压杆周围，实现均匀承载；

2、该组合式支架能够及时主动支撑顶板，工作阻力大、承载稳定，在顶板压力较大和顶板变形大的超前段，金属摩擦支柱的增阻较快，承压后对顶板的支撑力较大，可对超前段顶板提供较大的支护阻力，顶板维护效果好；

3、组合支架的升架与降架由组合支架中部的液压支柱的升降牵引完成，实现了支架的及时升架。由于该组合支架不需要频繁移架，避免了迈步式支架频繁支撑顶板造成的顶板破坏，其支架操作简单，减轻工人劳动强度；

4、该组合式支架还具有成本低、加工便捷、对地质条件适应性强、使用和维护简单方便且操作灵活等特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个实施例在回收状态下的结构示意图。

图2是图1中I—I处的剖视图。

图3是本发明一个实施例在支护状态下的结构示意图。

图4是本发明一个实施例中金属摩擦支柱的结构示意图。

图5是本发明一个实施例中液压支柱的结构示意图。

图中，1、2、3、4、金属摩擦支柱，5、液压支柱，6、顶钢帽，7、底钢座，8、金属销子，1-1、2-1、3-1、4-1、金属摩擦杆件活柱，1-2、2-2、3-2、4-2、金属摩擦杆件柱筒，5-1、液压杆件活柱，5-2、液压杆件柱筒。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

图1至图5示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，如图1-图3中的一种适用于巷道超前支护的组合式支架，包括金属摩擦支柱1，2，3，4、液压支柱、顶钢帽6和底钢座7，金属摩擦支柱1，2，3，4、和液压支柱5均固定连接在顶钢帽6和底钢座7之间，液压支柱5位于中部，四个金属摩擦支柱1，2，3，4、均布于液压支柱5的四周，但金属摩擦支柱的数量不限于本实施例的四个，还可以是其他数量的多个，金属摩擦支柱1，2，3，4、配合采用金属销子8限定伸缩高度。

组合支架支设前必须用注液枪冲洗液压支柱5的注液阀体，防止煤粉进入液压支柱内腔，用注液枪把阀门和注液口清洗干净，无粉尘杂物后，再把注液枪与三用阀联结起来，开始供液，联接时注意注液枪的锁紧套一定要与三用阀联接好。通过液压泵站的压力使液压支柱5的液压杆件活柱5-1牵引金属摩擦支柱1，2，3，4、的金属摩擦杆件活柱1-1，2-1，3-1，4-1一同升起，液压杆件活柱5-1接顶后，继续供液4～5秒，再切断液源，并将金属销子8打紧至金属摩擦支柱1，2，3，4、的金属摩擦柱筒内，以限定住金属摩擦支柱1，2，3，4、的高度，以保证支架液压支柱5和金属摩擦支柱1，2，3，4、初撑力达到要求，使其具有足够支撑能力和承载均匀。随着回采工作面不断向前推进，超前段组合式支架移架时，使用手动液压千斤顶或者机械降柱器先拆除金属摩擦支柱1，2，3，4上的金属销子8，对金属摩擦杆件活柱1-1，2-1，3-1，4-1卸载，再对液压杆件活柱5-1进行放液卸载，液压杆件活柱5-1牵引摩擦杆件活柱一同下降至最低高度，整体移架。

参见图4，所金属摩擦支柱1，2，3，4包括构金属摩擦杆件活柱1-1，2-1，3-1，4-1和金属摩擦杆件柱筒1-2，2-2，3-2，4-2，金属摩擦杆件活柱1-1，2-1，3-1，4-1的端部铰接在顶钢帽6的下表面，金属摩擦杆件柱筒1-2，2-2，3-2，4-2的端部通过螺栓螺母连接在底钢座7之上。

参见图5，所述液压支柱5包括液压杆件活柱5-1和液压杆件柱筒5-2，液压杆件活柱5-1的端部铰接于顶钢帽6的下表面，液压杆件柱筒5-2通过螺栓螺母安装在底钢座7上。

作为实施例的一种优选设计，所述顶钢帽6和底钢座7均采用钢性钢板制作而成。这样金属摩擦支柱1，2，3，4和液压支柱5的工作阻力可以较为均匀的作用在超前段顶底板，钢性钢板的底钢座7加大了组合式支柱的底面积，减小了支柱产生的底板比压，防止支柱穿底。

本发明实施例中，金属摩擦支柱1，2，3，4的金属摩擦杆件活柱1-1，2-1，3-1，4-1与顶钢帽6铰接，以及液压支柱5的液压杆件活柱5-1与顶钢帽6铰接，都用于使支架能够适应顶板岩层不同的角度变化；金属摩擦支柱1，2，3，4的金属摩擦杆件柱筒1-2，2-2，3-2，4-2和液压支柱5的液压杆件柱筒5-2都通过螺栓螺母等可拆卸的连接方式安装在底钢座7上，可使安装工作及拆卸检修方便，益于回收利用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种适用于巷道超前支护的组合式支架，其特征是：包括金属摩擦支柱(1，2，3，4)、液压支柱(5)、顶钢帽(6)和底钢座(7)，金属摩擦支柱(1，2，3，4)和液压支柱(5)均固定连接在顶钢帽(6)和底钢座(7)之间，液压支柱位于中部，多个金属摩擦支柱均布于液压支柱(5)的四周，金属摩擦支柱(1，2，3，4)配合采用金属销子(8)限定伸缩高度。

2.根据权利要求1所述的一种适用于巷道超前支护的组合式支架，其特征是：所金属摩擦支柱(1，2，3，4)包括构金属摩擦杆件活柱(1-1，2-1，3-1，4-1)和金属摩擦杆件柱筒(1-2，2-2，3-2，4-2)，金属摩擦杆件活柱(1-1，2-1，3-1，4-1)的端部铰接在顶钢帽(6)的下表面，金属摩擦杆件柱筒(1-2，2-2，3-2，4-2)的端部通过螺栓螺母连接在底钢座(7)之上。

3.根据权利要求1所述的一种适用于巷道超前支护的组合式支架，其特征是：所述液压支柱(5)包括液压杆件活柱(5-1)和液压杆件柱筒(5-2)，液压杆件活柱(5-1)的端部铰接于顶钢帽(6)的下表面，液压杆件柱筒(5-2)通过螺栓螺母安装在底钢座(7)上。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种适用于巷道超前支护的组合式支架，其特征是：所述顶钢帽(6)和底钢座(7)均采用钢性钢板制作而成。