CN110953009A - 一种巷道临时加强支护液压组合支架及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种巷道临时加强支护液压组合支架及其操作方法，其技术方案为：前端头架、后端头架、推拉千斤顶、悬吊梁和n个中间架，前端头架、后端头架和中间架为门式支架，门式支架包括顶梁、底座和立柱；立柱顶端与顶梁铰接、底端与底座铰接；前端头架、后端头架与其相邻中间架的顶梁分别通过推拉千斤顶连接，连接于推拉千斤顶两端的顶梁下方设有吊环；悬吊梁从吊环中穿过，且悬吊梁一端与从端头架向前或向后数的第三个中间架铰接；当n大于等于3时，相邻两个奇数中间架顶梁间、相邻两个偶数中间架顶梁间分别用连杆连接为一体。本发明能够实现对巷道顶板、两帮和底板的同时支护，迈步自移，能够较好适应巷道走向的角度变化，支撑稳定性好。

Description

一种巷道临时加强支护液压组合支架及其操作方法

技术领域

本发明涉及巷道支护领域，尤其涉及一种巷道临时加强支护液压组合支架及其操作方法。

背景技术

巷道临时加强支护，尤其是采面顺槽的超前支护是现有机械化采煤工作面用人最多、职工劳动强度最大，工作环境最恶劣、安全威胁最严重的工作，超前支护问题一直是困扰国内外煤矿安全生产的难题，随着煤矿开采深度的不断延深，矿压、冲击地压问题越来越严重，采煤工作面顺槽和施工巷道需要临时性加强支护的强度和范围越来越大，巷道临时加强支护工作量更大，用人更多，特别是胶带顺槽和掘进巷道，巷道内有转载机、破碎机、掘进机和皮带运输机等大型设备，空间狭窄，巷道临时加强支护更难，研究解决这个区域可靠的临时性加强支护方式，实现机械化、自动化，尽可能减少施工作业人员显得尤为迫切。

现有巷道临时加强支护形式主要有钢棚、单体液压支柱、迈步自移超前支护液压支架、门式防冲支架、墩式防冲支架、单元支架、顺巷道支护的滑移支架等。其中，钢棚、单体支柱支护，支护强度低、职工劳动强度大、用人多、效率低；沿巷道走向支护的液压超前支架尽管支护强度高，但反复支撑压坏巷道锚杆锚索易造成顶板松动破坏，为防止破坏锚杆锚索支护；门式防冲支架能够对巷道围岩全方位支护、支护强度高、稳定性好，但安装、撤除和搬运都比较困难，且难以实现机械化，用人多，支架受冲击载荷直接作用发生变形后虽然能够使巷道保住一定的空间，但变形后的支架只能动火切割撤除，因此，未得到推广应用；墩式防冲支架和单元支架是近年来推广应用较多的新型支护方式，特别是单元支架支护可实现前支后回，避免超前支护反复支撑压坏巷道锚杆锚索，但是，现有墩式防冲支架和单元支架支撑稳定性差，搬运难，移架作业用人多、劳动强度大；现有顺巷道支护的滑移支架由于顶梁是沿着巷道方向，不能适应巷道角度变化，接顶效果差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种巷道临时加强支护液压组合支架及其操作方法，能够实现对巷道顶板、两帮和底板的同时支护，能够较好适应巷道走向的角度变化，支撑稳定性好。

本发明采用下述技术方案：

一种巷道临时加强支护液压组合支架，包括前端头架、后端头架、n(n为自然数)个中间架、推拉千斤顶、悬吊梁和连杆，所述前端头架、后端头架和中间架均是沿巷道横向支撑围岩的门式支架，且分别包括顶梁、底座和两侧的立柱；所述立柱的顶端与顶梁铰接、底端与底座铰接；

前端头架、后端头架与其相邻中间架的顶梁分别通过沿走向设置的推拉千斤顶连接，连接于推拉千斤顶两端的顶梁下方设有吊环；所述悬吊梁从吊环中穿过，且悬吊梁一端与从端头向前或向后开始数的第三架铰接；当n大于等于3时，相邻两个奇数中间架顶梁间、相邻两个偶数中间架顶梁间分别用两个连杆连接为一体；通过推拉千斤顶推前或拉后，实现每组奇数中间架与偶数中间架的交替迈步前移；当n小于等于2(此时中间架间无连杆连接方式)时，中间架降下来以后从悬吊梁上向前滑动。

进一步的，所述中间架分为若干组，每组首架为上一组尾架，每组首架与相邻架间通过悬吊梁相连，所述悬吊梁从吊环中穿过，且悬吊梁一端与从首架向后开始数的第三架铰接，每组首架与其后相邻中间架的顶梁分别通过沿走向设置的推拉千斤顶连接，连接于推拉千斤顶两端的顶梁下方设有吊环。

进一步的，将门式支架两个立柱下部的底座替换为底梁，两个立柱分别铰接于靠近底梁端部的上方。

进一步的，所述顶梁的两端分别与侧护梁的一端铰接，侧护梁的另一端与侧护板铰接；所述顶梁与侧护梁之间铰接有侧撑千斤顶。

进一步的，所述顶梁的两端分别与上侧护梁的一端铰接，上侧护梁的另一端与上侧护板铰接；所述顶梁与上侧护梁之间铰接有上侧撑千斤顶；所述底梁的两端分别与下侧护梁的一端铰接，下侧护梁的另一端与下侧护板铰接；所述底梁与下侧护梁之间铰接有下侧撑千斤顶。

进一步的，所述上侧护板、下侧护板内分别设有导筒，下侧护板导筒的下口用封口板封闭，上侧护板导筒与下侧护板导筒之间插入方梁，使上侧护板、下侧护板与方梁形成一个整体共同支护巷帮；

进一步的，所述方梁上端设有限位挡板，支架升架及侧护梁侧向打开时，上侧护板通过限位挡板带动方梁向上移动，支架降架及侧护梁侧向收回时，方梁落在下侧护板导筒上。

进一步的，所述门式支架为п型或π型，其中，п型门式支架中立柱与顶梁的连接位置靠近顶梁端部，π型门式支架中立柱与顶梁的连接位置距顶梁端部设定距离。

进一步的，所述组合支架的液压控制系统是采用普通液压阀组或电液阀组或电磁阀组的控制系统，控制方式是分组控制或集中控制，或通过程序以虚拟现实可视化方式远程控制。

一种巷道临时加强支护液压组合支架的操作方法，包括以下步骤：

(1)降后端头架，收后端头架推拉千斤顶，使后端头架从悬吊梁上向前滑动，升后端头架；

(2)降偶数中间架，收中间架和后端头架间的推拉千斤顶，使所有偶数中间架从奇数中间架间的连杆上向前滑动，升所有偶数中间架；

(3)降奇数中间架，收前端头架推拉千斤顶，使所有奇数中间架从偶数中间架间的连杆上向前滑动，升所有奇数中间架；

(4)降前端头架，伸前端头架推拉千斤顶，使前端头架从悬吊梁上向前滑动；

(5)重复步骤(1)-(4)，使组合支架随回采工作面推进而推进。

进一步的，将中间架分成若干组，重复步骤(2)-(3)，顺序完成每组中间架的降架、移架、升架操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明解决了现有技术中反复支撑压坏锚杆锚索问题，新型门式支架可躲开锚杆锚索，架设于每排锚杆锚索之间，避免反复支撑压坏锚杆锚索，且采用小初撑力、大工作阻力的工作参数，也可避免反复支撑卸载对巷道围岩的破坏；

(2)本发明解决了巷道顶板、两帮、和底板的有效控制问题，根据巷道矿压显现特征可选用相应形式的门式支架，能够实现对巷道顶板、两帮、和底板的同时支护；

(3)本发明解决了巷道内有各种设备的巷道加强支护问题，本发明的门式支架可跨转载机、破碎机、皮带机、掘进机等设备支护巷道顶帮；

(4)本发明解决了现有技术中矿压大与巷道变形严重的问题，可实现主动支护、让压支护，对巷道断面收缩变形适应性强；

(5)本发明解决了现有技术中巷道变坡的接顶问题，组合支架架与架之间的连杆为铰接，能够较好适应巷道走向的角度变化，确保逐架接顶接帮；

(6)本发明解决了现有技术中支架稳定性问题，支架与支架间通过连杆或是推拉千斤顶连接为一体，支撑稳定性好；

(7)本发明解决了现有技术中支架移动问题，支架升降运移操作简便，操作阀组即可完成；

(8)本发明解决了现有技术中临时加强支护与巷道内设施间的矛盾问题，巷道内的管线缆、风筒等设施均可吊挂于奇数或偶数支架的下方，随支架升降运移的移动而移动；

(9)本发明解决了现有技术中巷道加强支护的自动化与智能化问题，采用电液控实现虚拟现实可视化远程操控；

(10)本发明解决了现有技术中用人多与劳动强度大的问题，用人少、劳动强度低，真正把职工从高危恶劣的环境中解放出来；

(11)本发明解决了现有技术中综掘巷道掘锚平行作业问题，用该液压组合支架对掘进巷道综掘机工作区域进行支护，可实现掘进机前截割与机后锚支平行作业；

(12)本发明解决了现有技术中掘进巷道自动铺顶网问题，将网卷悬挂于悬吊梁前端，随着支架前移网可以自动展开铺在支架顶上，可实现自动铺网。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明实施例一巷道临时加强支护液压组合支架主视图；

图2为本发明实施例一巷道临时加强支护液压组合支架俯视图；

图3为本发明实施例一巷道临时加强支护液压组合支架左视图；

图4为本发明实施例一巷道临时加强支护液压组合支架分组移动主视图；

图5为本发明实施例一巷道临时加强支护液压组合支架分组移动俯视图；

图6(a)-6(c)为本发明实施例一普通门式支架三视图；

图7(a)-7(c)为本发明实施例二带侧护板的门式支架三视图；

图8(a)-8(c)为本发明实施例三带底梁的门式支架三视图；

图9(a)-9(c)为本发明实施例四带底梁和上侧护板的门式支架三视图；

图10(a)-10(c)为本发明实施例五带底梁和上下侧护板的门式支架三视图；

图10(d)为图10(a)的A-A剖视图；

图11(a)-11(c)为本发明实施例五带底梁和上下侧护板为一体的π型门式支架三视图；

图11(d)为图11(a)的A-A剖视图；

图12(a)-12(c)为本发明实施例五带底梁和上下侧护板为一体的圆弧拱型门式支架三视图；

图12(d)为图12(a)的A-A剖视图；

其中，I、前端头架，II、后端头架，III、中间架，Ⅳ、推拉千斤顶，Ⅴ、悬吊梁，Ⅵ、连杆；

1、顶梁，2、立柱，3、底座，4、铰接座，5、吊环，6、液压控制阀组，7、底梁，8、上侧撑千斤顶，9、上侧护梁，10、上侧护板，11、下侧撑千斤顶，12、下侧护梁，13、下侧护板，14、导筒，15、方梁，16、封口板，17、限位挡板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

本申请中的前端头架、后端头架、中间架、推拉千斤顶、悬吊梁、连杆、顶梁、立柱、底梁、铰接座、吊环、液压控制阀组和管路、上侧撑千斤顶、上侧护梁、上侧护板、下侧撑千斤顶、下侧护梁、下侧护板、方梁、封口板、限位挡板是为了描述方便根据其功能命名，并不对其结构进行限定。

实施例一：

如图1-图6所示，本实施例提供了一种巷道临时加强支护液压组合支架，包括前端头架I、后端头架II、n(n为自然数，且n≥3)个中间架III、推拉千斤顶Ⅳ、悬吊梁Ⅴ、连杆Ⅵ，所述前端头架I、后端头架II、中间架III均是沿巷道横向支撑巷道围岩的门式支架，包括顶梁1、两侧的立柱2(单立柱或双立柱)、底座3、液压控制阀组6等。

其中，两侧立柱2的上端与顶梁1铰接，立柱2下端与底座3铰接；前端头架I、后端头架II与其相邻的中间架III的顶梁1之间分别用两个沿走向的推拉千斤顶Ⅳ连接，推拉千斤顶Ⅳ与顶梁间的连接为铰接。连接推拉千斤顶Ⅳ的两个顶梁I的下方分别设有吊环5，所述悬吊梁Ⅴ从连接推拉千斤顶Ⅳ的两架顶梁1下方的吊环5中穿过，与前端头架I(后端头架II)相隔一个支架的中间架III顶梁1下方安装铰接座4，悬吊梁Ⅴ一端铰接于所述铰接座4上。

当n≤2(此时中间架III间无连杆连接方式)时，中间架III降下来以后从悬吊梁V上向前滑动。

当n≥3时，本实施例对各中间架III按顺序编号，则相邻两个奇数中间架III顶梁1之间、相邻两个偶数中间架III顶梁1之间分别用两个连杆Ⅵ连接为一体，连杆Ⅵ两端与设在顶梁1下面的铰接座4铰接。所述连杆Ⅵ与顶梁1的距离大于巷道顶部锚杆锚索外露部分的距离，以便于支架从锚杆锚索的下方通过。巷道内的管线缆、风筒等设施均可吊挂于奇数或偶数支架的下方。将网卷悬挂于悬吊梁V前端，随着支架前移网可以自动展开铺在支架顶上，可实现自动铺网。

根据推拉千斤顶Ⅳ的牵引力大小、支架重量、巷道倾角大小，当中间架III较多时，可将中间架III分成若干组，在奇数架与偶数架间成对增设若干个推拉千斤顶Ⅳ，同时操控各推拉千斤顶Ⅳ推前或拉后，使所有奇数架与所有偶数架整体交替迈步前移。

如图4、图5所示，根据推拉千斤顶Ⅳ的牵引力大小、支架重量、巷道倾角大小，当中间架III较多时，也可将中间架III分成若干组分组移动，即每组首架为上一组尾架，将每组首架与其后隔一个支架间的连杆Ⅵ更换成悬吊梁Ⅴ，悬吊梁Ⅴ一端铰接于首架间隔一个支架的中间架III顶梁1下方的铰接座4上，在每组首架与其后相邻架间设两个推拉千斤顶Ⅳ，连接推拉千斤顶Ⅳ的两个顶梁1的下方分别设吊环5，悬吊梁Ⅴ从吊环5中穿过，采用该推拉千斤顶Ⅳ推前或拉后，实现每组奇数架与偶数架的交替迈步前移。

立柱6的内侧安装液压控制阀组6和管路，本实施例组合支架的液压控制系统是采用普通液压阀组或电液阀组或电磁阀组的控制系统，控制方式是分组控制或集中控制，或通过程序以虚拟现实可视化方式远程控制。

以推进方向从后向前顺序编号，则移架步骤为：

(1)降后端头架II，收后端头架II的推拉千斤顶Ⅳ，使后端头架II从悬吊梁V上向前滑动，升后端头架II。

(2)降后偶数中间架III，收中间架III和后端头架II间的推拉千斤顶IV，使所有的偶数中间架III从奇数中间架III间的连杆VI上向前滑动，升所有偶数中间架III。

(3)降奇数中间架III，收前端头架I推拉千斤顶Ⅳ，使所有的奇数中间架III从偶数中间架III间的连杆VI上向前滑动，升所有奇数中间架III。

(4)降前端头架I，伸前端头架I推拉千斤顶Ⅳ，使前端头架I从悬吊梁V上向前滑动。

上为组合支架一个步距的移动，重复上述步骤，可使组合支架随回采工作面推进而推进。如果中间架III个数较多可分成若干组，重复(2)(3)步骤可顺序完成每组中间架III的降架、移架、升架操作。

实施例二：

如图7(a)-7(c)所示，支架两侧设有上侧撑千斤顶8、上侧护梁9和上侧护板10，所述上侧撑千斤顶8的一端铰接于顶梁1的下方，另一端与上侧护梁9铰接，所述上侧护梁9的上端铰接于顶梁1的端部，所述上侧护梁9的下端与上侧护板10铰接。

其他结构与实施例一相同，此处不再赘述。

实施例三：

如图8(a)-8(c)所示，为了防止巷道底鼔变形，将门式支架两个立柱2下面的底座3更换为底梁7，两个立柱2分别铰接于靠近底梁7两端的上部。

其他结构与实施例二相同，此处不再赘述。

实施例四：

如图9(a)-9(c)所示，支架两侧分别设有上侧撑千斤顶8、下侧撑千斤顶11、上侧护梁9、下侧护梁12、上侧护板10、下侧护板13，所述顶梁1的两端分别与上侧护梁9的一端铰接，上侧护梁9的另一端与上侧护板10铰接；所述顶梁1与上侧护梁9之间铰接有上侧撑千斤顶8。底梁7的两端分别与下侧护梁12的一端铰接，下侧护梁12的另一端与下侧护板13铰接；所述底梁7与下侧护梁12之间铰接有下侧撑千斤顶11。

其他结构与实施例三相同，此处不再赘述。

实施例五：

如图10(a)-10(d)所示，上侧护板10、下侧护板13内设有两或三个导筒14，所述导筒14为方形导筒。下侧护板13的导筒14下口用封口板16封闭，两或三根方梁15从上侧护板10的导筒14进入下侧护板13的导筒14，使上侧护板10、下侧护板13与方梁15形成一个整体共同支护巷帮。方梁15上端设有限位挡板17，支架升架及侧护梁侧向打开时，上侧护板10通过限位挡板17带动方梁15向上移动，支架降架及侧护梁侧向收回时，方梁15下落在下侧护板导筒的封口板16上，该封口板起到限制方梁下落作用。

按照立柱2在顶梁1下方的位置是靠近顶梁1两端，还是距顶梁1两端有一定距离，将门式支架分为“п”型、“π”型两种形式，其中，图10(a)-10(d)所示为“п”型门式支架，图11(a)-11(d)所示为“π”型门式支架。

根据顶梁1形状不同，门式支架有“一字”型、“圆弧拱”型两种形式，其中，“圆弧拱”门式支架如图12(a)-12(d)所示，顶梁1呈弧形。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种巷道临时加强支护液压组合支架，其特征在于，包括前端头架、后端头架、推拉千斤顶、悬吊梁和n个中间架，其中，n为自然数；所述前端头架、后端头架和中间架均是沿巷道横向支撑围岩的门式支架，且分别包括顶梁、底座和两侧的立柱；所述立柱的顶端与顶梁铰接、底端与底座铰接；

前端头架、后端头架与其相邻中间架的顶梁分别通过沿走向设置的推拉千斤顶连接，连接于推拉千斤顶两端的顶梁下方设有吊环；所述悬吊梁从吊环中穿过，且悬吊梁一端与从端头向前或向后开始数的第三个中间架铰接；

当n大于等于3时，相邻两个奇数中间架顶梁间、相邻两个偶数中间架顶梁间分别用两个连杆连接为一体；奇数架与偶数架间设成对设置若干个推拉千斤顶，通过推拉千斤顶推前或拉后，实现每组奇数中间架与偶数中间架的交替迈步前移；当n小于等于2时，中间架降下来后从悬吊梁上向前滑动。

2.根据权利要求1所述的一种巷道临时加强支护液压组合支架，其特征在于，所述中间架分为若干组，每组首架为上一组尾架，每组首架与相邻架间通过悬吊梁相连，所述悬吊梁从吊环中穿过，且悬吊梁一端与从首架向后开始数的第三架铰接，每组首架与其后相邻中间架的顶梁分别通过沿走向设置的推拉千斤顶连接，连接于推拉千斤顶两端的顶梁下方设有吊环。

3.根据权利要求1所述的一种巷道临时加强支护液压组合支架，其特征在于，所述顶梁的两端分别与侧护梁的一端铰接，侧护梁的另一端与侧护板铰接；所述顶梁与侧护梁之间铰接有侧撑千斤顶。

4.根据权利要求1所述的一种巷道临时加强支护液压组合支架，其特征在于，将门式支架两个立柱下部的底座替换为底梁，两个立柱分别铰接于靠近底梁端部的上方。

5.根据权利要求4所述的一种巷道临时加强支护液压组合支架，其特征在于，所述顶梁的两端分别与上侧护梁的一端铰接，上侧护梁的另一端与上侧护板铰接；所述顶梁与上侧护梁之间铰接有上侧撑千斤顶；所述底梁的两端分别与下侧护梁的一端铰接，下侧护梁的另一端与下侧护板铰接；所述底梁与下侧护梁之间铰接有下侧撑千斤顶。

6.根据权利要求5所述的一种巷道临时加强支护液压组合支架，其特征在于，所述上侧护板、下侧护板内分别设有导筒，上侧护板导筒与下侧护板导筒之间插入方梁，使上侧护板、下侧护板与方梁形成一个整体共同支护巷帮；所述方梁上端设有限位挡板，支架升架及侧护梁侧向打开时，上侧护板通过限位挡板带动方梁向上移动，支架降架及侧护梁侧向收回时，方梁下落被下侧护板导筒限位。

7.根据权利要求1所述的一种巷道临时加强支护液压组合支架，其特征在于，所述门式支架为п型或π型，其中，п型门式支架中立柱与顶梁的连接位置靠近顶梁端部，π型门式支架中立柱与顶梁的连接位置距顶梁端部设定距离。

8.根据权利要求1所述的一种巷道临时加强支护液压组合支架，其特征在于，将中间架分成若干组，每组首架为上一组尾架，每组首架与相邻架间通过悬吊梁相连，所述悬吊梁从吊环中穿过，且悬吊梁一端与从首架向后开始数的第三架铰接，每组首架与其后相邻中间架的顶梁分别通过沿走向设置的推拉千斤顶连接，连接于推拉千斤顶两端的顶梁下方设有吊环。

9.根据权利要求1所述的一种巷道临时加强支护液压组合支架，其特征在于，所述组合支架的液压控制系统是采用普通液压阀组或电液阀组或电磁阀组的控制系统，控制方式是分组控制或集中控制，或通过程序以虚拟现实可视化方式远程控制。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种巷道临时加强支护液压组合支架的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)降后端头架，收后端头架推拉千斤顶，使后端头架从悬吊梁上向前滑动，升后端头架；

(2)降偶数中间架，收中间架和后端头架间的推拉千斤顶，使所有偶数中间架从奇数中间架间的连杆上向前滑动，升所有偶数中间架；

(3)降奇数中间架，收前端头架推拉千斤顶，使所有奇数中间架从偶数中间架间的连杆上向前滑动，升所有奇数中间架；

或将中间架分成若干组，重复步骤(2)-(3)，顺序完成每组中间架的降架、移架、升架操作；

(4)降前端头架，伸前端头架推拉千斤顶，使前端头架从悬吊梁上向前滑动；

(5)重复步骤(1)-(4)，使组合支架随回采工作面推进而推进。

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