专利名称：煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架，属井下采煤回风巷道超前支护设备的设计与制造的技术领域。
背景技术：
综合机械化采煤工作面回风顺槽巷道的支护是十分重要的，是保证采煤工作面正常作业及通风的先决条件，尤其是巷道高度＞3.8米的工作面的支护具有一定的难度，由于井下巷道地质条件复杂，岩层的水平应力和垂直应力分布不同，综采工作面的开采会使顺槽巷道顶板大面积脱落，巷道两邦也会向内收缩，直接影响采煤作业和人员安全，尤其在综采工作面前方20米内，受应力集中的影响最大，故而提出了超前支护。
现有的采煤巷道超前支护的方法有很多不足，支护效果不够理想。
例如多排木柱加木棚梁支护，常用人工在综采面前方20米处搭建木柱及顶梁，费时费力，影响通风及人员通行和设备移动，而且对两邦的变形无法支护，支护效果差。
例如多排单体液压支柱加工字钢梁支护，容易引起巷道围岩的二次松动，损坏巷道岩石的整体性，工作面压力增大，在围岩破碎的情况下，还会引起断面收缩，难以管理，甚至反复维修，支护慢，安全系数低，不能与高产、高效采煤相匹配。
例如拱形巷道替棚支架，支撑力量不足，由于拱形的结构局限，很难防止巷道内的应力集中，支护效果仍不理想，在梯形和矩形巷道内更是无法使用。
发明内容
本实用新型的发明目的就是针对背景技术的不足，设计一种新型的组合式超前支护支架，采用前架、后架组合式支护、交替迈步牵拉前后推移移动，四立柱顶梁支撑，四连杆上下升降，前架、后架、顶梁、掩护梁的十字头式连接技术，以及液压传动动力，使采煤回风巷道的超前支护能增加支护面积、增大顶撑力量、分散巷道内应力，支架能上下、左右、前后向内收缩折叠，便于移动，增加安全系数。
本实用新型主要结构由前架、后架、底座、立柱油缸、顶梁、前梁、后梁、前挑梁、后挑梁、掩护梁、前连杆、后连杆、侧翻梁、推移油缸、调架油缸、侧翻油缸、连接头、液压操纵阀组成；前架的底座上部对称设置立柱油缸，并通过轴联接顶梁，底座的上部设有前连杆、后连杆，并通过轴联接，前连杆、后连杆通过轴与掩护梁联接，掩护梁通过顶梁连接头、轴与顶梁联接；顶梁的前部通过耳板、侧翻油缸与前梁联接，前梁通过耳板、侧翻油缸与前挑梁联接；顶梁右侧通过侧翻油缸与一级侧翻梁联接；顶梁左侧通过侧翻油缸与一级侧翻梁联接，一级侧翻梁通过侧翻油缸与二级侧翻梁联接；底座的左侧部设有液压操纵阀；底座的前侧部设有调架连接头、调架油缸；后架的底座的上部对称设置立柱油缸，并通过轴联接顶梁；底座的上部设有前连杆、后连杆，并通过轴与底座联接，前连杆、后连杆通过轴与掩护梁联接，掩护梁通过顶梁连接头、轴与顶梁联接；顶梁的后部通过耳板、侧翻油缸与后梁联接，后梁通过耳板、侧翻油缸与后挑梁联接；顶梁的右侧通过侧翻油缸与一级侧翻梁联接；顶梁的左侧通过侧翻油缸与一级侧翻梁联接，一级侧翻梁通过侧翻油缸与二级侧翻梁联接；底座的右侧部设有液压操纵阀；底座的后侧部设有调架连接头、调架油缸；前架与后架之间设有牵拉连接头、推移连接头、推移油缸。
所述的前架的底座、掩护梁、前连杆、后连杆、顶梁组成前架四连杆升降机构；底座、四立柱油缸、顶梁组成前架四立柱支撑机构；后架的底座、掩护梁、前连杆、后连杆、顶梁组成后架四连杆升降机构；底座、四立柱油缸、顶梁组成后架四立柱支撑机构。
所述的前架的底座与后架的底座之间设有牵拉连接头、推移连接头、推移油缸，组成组合式迈步自移连动移架机构。
所述的掩护梁结构一样，为长窄形，梁体呈矩形，左部有安装槽、轴孔，右部有安装槽、轴孔，右中部有安装槽、轴孔，两侧有档销座、轴孔。
所述的底座结构一样，在座体的两侧部对称设置立柱窝，座体的右部为座身，座身的左上部有安装槽、轴孔，与前连杆联接，右上部有安装槽、轴孔，与后连杆联接，座体的右部为连接耳、轴孔，与牵拉连接头、推移连接头联接，座体的左部设有安装孔，与调架连接头联接，座体的侧部有轴孔为固定孔。
所述的顶梁结构一样，呈平面矩形；梁体的中间设有安装槽，与掩护梁联接；梁体的中部对称设有立柱帽，与立柱油缸联接；梁体的前部设有耳板、轴孔，与前梁、后梁联接；梁体的前内部对称设有连接板，与前、后梁的侧翻油缸联接；梁体的右侧部设有耳板，通过耳板与一级侧翻梁联接；梁体的左侧部设有耳板，通过耳板与一级侧翻梁联接；梁体的两侧内部对称设有连接板，与一级侧翻梁的侧翻油缸联接；所述的牵拉连接头结构一样，在头体的左上部为耳板，中间为安装槽、轴孔，在头体的右部中间为安装槽、轴孔；推移连拦头结构一样，在头体的左上部为耳板，中间为安装槽、轴孔，在头体的右部为安装板、中间为轴孔。
所述的顶梁连接头结构一样，头体上部呈半圆弧状，下部为安装板，头体内为轴孔，安装板内为轴孔。
所述的调架连接头结构一样，头体的中间为颈部，头体的右部中间为安装槽、轴孔。
本实用新型与背景技术相比具有明显的先进性，采用了四连杆升降、四立柱支撑、前、后架牵拉组合自移、顶梁侧翻、液压动力传动、长窄形掩护梁、十字头转动联接牵拉推移调整；四连杆结构可使支架上下平行垂直升降；四立柱油缸升降、支撑力量大；顶梁四周设一、二级侧翻梁，增大了顶撑面积；长窄形掩护梁，减少了掩护梁体积，使巷道通风更加通畅；前、后架底座十字头转动牵拉推移联接，可保证前架、后架自行迈步交替移动，转动范围可达180°，稳定可靠，移动自如，不用反复支撑，移架速度快；调架十字连接头可旋转360°，可自如的调整支架的方向、位置，使支架安装更加合理；液压没缸动力传动，力量大，稳定、安全、可靠，本支架设计结构合理，操作使用方便，顶梁可视巷道情况升降、折叠、展开，极适宜大于3.8米的高大巷道使用，是十分理想的综采回风巷道超前支护设备，此支架也可用其于他矿种的巷道支护。
图1为整体结构主视图图2为整体结构俯视图图3为整体结构侧视图图4为掩护梁主视图图5为图4的A-A剖面图图6为图4的B-B剖面图图7为图4的C-C剖面图图8为图4的D-D剖面图图9为底座主视图图10为图9的G-G剖面图图11为顶梁主视图图12为图11的H-H剖面图图13为图11的Y-Y剖面图图14为牵拉连接头主视图图15为牵拉连接头俯视图图16为推移连接头主视图图17为推移连接头俯视图图18为顶梁连接头主视图图19为顶梁连接头侧视图图20为调架连接头主视图图21为调架连接头俯视图图22为整机升降状态图图中所示，各件号清单如下件号清单1、前架，2、后架，3、底座，4、底座，5、推移油缸，6、推移油缸，7、牵拉连接头，8、牵拉连接头，9、立柱油缸，10、立柱油缸，11、立柱油缸，12、立柱油缸，13、立柱油缸，14、立柱油缸，15、立柱油缸，16、立柱油缸，17、顶梁，18、顶梁，19、前梁，20、前挑梁，21、后梁，22、后挑梁，23、掩护梁，24、前连杆，25、后连杆，26、侧翻油缸，27、掩护梁，28、前连杆，29、后连杆，30、侧翻油缸，31、侧翻油缸，32、侧翻油缸，33、侧翻油缸，34、侧翻油缸，35、侧翻油缸，36、侧翻油缸，37、侧翻油缸，38、侧翻油缸，39、侧翻油缸，40、侧翻油缸，41、侧翻油缸，42、侧翻油缸，43、侧翻油缸，44、侧翻油缸，45、侧翻油缸，46、侧翻油缸，47、调架油缸，48、调架油缸，49、调架连接头，50、调架连接头，51、一级侧翻梁，52、二级侧翻梁，53、一级侧翻梁，54、二级侧翻梁，55、一级侧翻梁，56、二级侧翻梁，57、一级侧翻梁，58、二级侧翻梁，59、一级侧翻梁，60、一级侧翻梁，61、一级侧翻梁，62、一级侧翻梁，63、轴，64、轴，65、轴，66、轴，67、轴，68、轴，69、轴，70、轴，71、轴，72、轴，73、轴，74、轴，75、轴，76、轴，77、轴，78、轴，79、轴，80、轴，81、液压操纵阀，82、梁体，83、轴孔，84、轴孔，85、轴孔，86、安装槽，87、安装槽，88、安装槽，89、安装槽，90、安装槽，91、液压操纵阀，92、推移连接头，93、推移连接头，94、顶梁连接头，95、顶梁连接头，96、耳板，97、耳板，98、耳板，99、耳板，100、座体，101、座身，102、轴孔，103、轴孔，104、立柱窝，105、立柱窝，106、立柱窝，107、立柱窝，108、安装孔，109、安装孔，110、连接耳，111、连接耳，112、轴孔，113、轴孔，114、梁体、115、立柱帽，116、立柱帽，117、立柱帽，118、立柱帽，119、耳板，120、耳板，121、耳板，122、耳板，123、耳板，124、耳板，125、耳板，126、耳板，127、连接板，128、连接板，129、连接板，130、连接板，131、连接板，132、连接板，133、耳板，134、耳板，135、耳板，136、安装槽，137、耳板，138、耳板，139、头体，140、安装槽，141、安装槽，142、耳板，143、耳板，144、轴孔，145、轴孔，146、头体，147、安装槽，148、安装板，149、耳板，150、耳板，151、轴孔，152、轴孔，153、头体，154、安装板，155、轴孔，156、轴孔，157、头体，158、安装槽，159、轴孔，160、颈部，161、档销座，162、档销座，163、轴孔，164、轴孔，165、安装槽，166、轴孔，167、轴孔，168、轴孔，169、耳板。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明图1、2、3所示，是支架整体结构图，前架1和后架2是结构一样，方向相反的两个独立的支架，中间由推移油缸5、6连为一体。
前架1的底座3上装有牵拉连接头7、8，后架2′的底座4上装有推移连接头92、93，中间联接推移油缸5、6，推移油缸5、6的交替伸缩，可带动底座3、4左右交替迈步前移，牵拉连接头7、8、推移连接头92、93左右移动范围可达180°，足能适应巷道底板±10°的起伏变化，稳定性好，移架速度快，自身完成移架功能。
前架1的底座3，后架2的底座4上设有调架连接头49、50，并联接调架油缸47、48，调架连接头49、50可旋转360°，调架油缸47、48可自如地调整前架1和后架2的位置。
掩护梁23、27与顶梁17、18之间由顶梁连接头94、95、轴63、68联接，顶梁连接头94、95为十字头形，转动自如，可使顶梁17、18能适应巷道顶板的起伏变化，对顶板围岩的适应性好，接顶效果优越，还可使四连杆升降机构的扭转力矩得到缓解。
四立柱油缸9、10、11、12、13、14、15、116为向上向外的倾斜状，倾斜夹角可为5°-10°，以适应支撑力的变化，支撑力量大。
两个四连杆升降机构，可自如的调整顶梁17、18的上下升降，平稳可靠，还可交替进行升降操作。
掩护梁23、27为长窄形，有效的减小了其阻风面积，降低了支架的风流阻力，减轻了支架重量。
顶梁17、18前面设有前梁19、前挑梁20、后面设有后梁21、后挑梁22，左面设有一级侧翻梁51、53、55、57、二级侧翻梁52、54、56、58，右面设有一级侧翻梁59、60、61、62，增加了顶护面积，保证了人行通道的安全，还可左右、前后交替使用，伸缩性强。
图4、5、6、7、8所示，是掩护梁23、27的结构图，均为长窄形、支撑、拉动力大，要强度好，要用合金结构钢制作。
图9、10所示，是底座3、4的整体结构图，是前架1、后架2的基础部件，承载力、支撑力均很大，要强度好，用合金结构钢制作。
图11、12、13所示，是顶梁17、18的整体结构图，是顶护的直接部件，要耐撞击，要强度好，各联接部位要牢固。
图14、15、16、17、18、19、20、21是牵拉连接头7、8、推移连接头92、93，顶梁连接头94、95、调架连接头49、50的结构图，各连接头的联接部位为十字头形，要圆滑，活动自如，各槽、孔要严格制作，利于安装，要强度好，拉动力大。
图22为整机升降状态图，支护时，前架、后架均可整体升起，支撑、顶梁展开，移动或不使用时，可整体收缩，顶梁降下。
权利要求1.一种煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架，其特征在于主要结构由前架、后架、底座、立柱油缸、顶梁、前梁、后梁、前挑梁、后挑梁、掩护梁、前连杆、后连杆、侧翻梁、推移油缸、调架油缸、侧翻油缸，连接头、液压操纵阀组成；前架(1)的底座(3)的上部对称设置立柱油缸(9，10，11，12)，并通过轴(73，74，75，76)联接顶梁(17)，底座(3)的上部设有前连杆(24)、后连杆(25)，并通过轴(66，67)联接，前连杆(24)、后连杆(25)通过轴(64，65)与掩护梁(23)联接，掩护梁(23)通过顶梁连接头(94)、轴(63)与顶梁(17)联接；顶梁(17)的前部通过耳板(99)、侧翻油缸(31，30)与前梁(19)联接，前梁(19)通过耳板(98)、侧翻油缸(26)与前挑梁(20)联接；顶梁(17)右侧通过侧翻油缸(43，44)与一级侧翻梁(59，60)联接；顶梁(17)左侧通过侧翻油缸(35，37)与一级侧翻梁(51，53)联接，一级侧翻梁(51，53)通过侧翻油缸(36，38)与二级侧翻梁(52，54)联接；底座(3)的左侧部设有液压操纵阀(81)；底座(3)的前侧部设有调架连接头(49)、调架油缸(47)；后架(2)的底座(4)的上部对称设置立柱油缸(13，14，15，16)，并通过轴(77，78，79，80)联接顶梁(18)；底座(4)的上部设有前连杆(28)、后连杆(29)，并通轴(71，72)与底座(4)联接，前连杆(28)、后连杆(29)通过轴(69，70)与掩护梁(27)联接，掩护梁(27)通过顶梁连接头(95)、轴(68)与顶梁(18)联接；顶梁(18)的后部通过耳板(97)、侧翻油缸(33，32)与后梁(21)联接，后梁(21)通过耳板(96)、侧翻油缸(34)与后挑梁(22)联接；顶梁(18)的右侧通过侧翻油缸(45，46)与一级侧翻梁(61，62)联接；顶梁(18)的左侧通过侧翻油缸(39，41)与一级侧翻梁(55，57)联接，一级侧翻梁(55，57)通过侧翻油缸(40，42)与二级侧翻梁(56，58)联接；底座(4)的右侧部设有液压操纵阀(91)；底座(4)的后侧部设有调架连接头(50)、调架油缸(48)；前架(1)与后架(2)之间设有牵拉连接头(7，8)、推移连接头(92，93)、推移油缸(5，6)。
2.根据权利要求1所述的煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架，其特征在于所述的前架(1)的底座(3)、掩护梁(23)、前连杆(24)、后连杆(25)、顶梁(17)组成前架四连杆升降机构；底座(3)、四立柱油缸(9，10，11，12)、顶梁(17)组成前架四立柱支撑机构；后架(2)的底座(4)、掩护梁(27)、前连杆(28)、后连杆(29)、顶梁(18)组成后架四连杆升降机构；底座(4)、四立柱油缸(13，14，15，16)、顶梁(18)组成后架四立柱支撑机构。
3.根据权利要求1所述的煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架，其特征在于所述的前架(1)的底座(3)与后架(2)的底座(4)之间设有牵拉连接头(7，8)、推移连接头(92，93)、推移油缸(5，6)，组成组合式迈步自移连动移架机构。
4.根据权利要求1所述的煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架，其特征在于所述的掩护梁(23，27)结构一样，为长窄形，梁体(82)呈矩形，左部有安装槽(89)、轴孔(83)，右部有安装槽(87，88)、轴孔(85)，右中部有安装槽(86)、轴孔(84)，两侧有档销座(161，162)、轴孔(163，164)。
5.根据权利要求1所述的煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架，其特征在于所述的底座(3，4)结构一样，在座体(100)的两侧部对称设置立柱高窝(104，105，106，107)，座体(100)的右部为座身(101)，座身(101)的左上部有安装槽(90)、轴孔(102)，与前连杆(24，28)联接，右上部有安装槽(165)、轴孔(103)，与后连杆(25，29)联接，座体(100)的右部为连接耳(110，111)、轴孔(166，167)，与牵拉连接头(7，8)、推移连接头(92，93)联接，座体(100)的左部设有安装孔(108，109)，与调配架连接头(49，50)联接，座体(100)的侧部有轴孔(112，113)为固定孔。
6.根据权利要求1所述的煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架，其特征在于所述的顶梁(17，18)结构一样，呈平面矩形；梁体(114)的中间设有安装槽(136)，与掩护梁(23，27)联接；梁体(114)的中部对称设有立柱帽(115，116，117，118)，与立柱油缸(9，10，11，12，13，14，15，16)联接；梁体(114)的前部设有耳板(133，134，135)、轴孔(168)，与前梁(19)、后梁(21)联接；梁体(114)的前内部对称设有连接板(131，132)，与前、后梁(19，21)的侧翻油缸(30，31，32，33)联接；梁体(114)的右侧部设有耳板(119，120，121，122)，通过耳板(137)与一级侧翻梁(59，60，61，62)联接；梁体(114)的左侧部设有耳板(123，124，125，126)，通过耳板(138)与一级侧翻梁(51，53，55，57)联接；梁体(114)的两侧内部对称设有连接板(127，128，129，130)，与一级侧翻梁的侧翻油缸(35，37，39，41，43，44，45，46)联接；
7.根据权利要求1所述的煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架，其特征在于所述的牵拉连接头(7，8)结构一样，在头体(139)的左上部为耳板(142，143)，中间为安装槽(141)、轴孔(144)，在头体(139)的右部中间为安装槽(140)、轴孔(145)；
8.根据权利要求1所述的煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架，其特征在于所述的推移连接头(92，93)结构一样，在头体(146)的左上部为耳板(149，150)，中间为安装槽(147)、轴孔(151)，在头体(146)的右部为安装板(148)、中间为轴孔(152)。
9.根据权利要求1所述的煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架，其特征在于所述的顶梁连接头(94，95)结构一样，头体(153)上部呈半圆弧状，下部为安装板(154)，头体(153)内为轴孔(155)，安装板(154)内为轴孔(156)。
10.根据权利要求1所述的煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架，其特征在于所述的调架连接头(49，50)结构一样，头体(157)的中间为颈部(160)，头体(157)的右部中间为安装槽(158)、轴孔(159)。
专利摘要本实用新型为一种煤矿综采回风巷道组合式超前支护支架，主要结构由前架、后架底座、立柱油缸、前梁、后梁、挑梁、掩护梁、前后连杆、侧翻梁、推移油缸、调架油缸、连接头、液压操纵阀组成，采用了四连杆升降、四立柱支撑，前后架牵拉组合式自移、顶梁一、二级侧翻、长窄形掩护梁、十字头连接牵拉推移调整、液压动力传动，可使支架自如上下升降，支撑力量大，顶护面积大，前后架牵拉迈步自行前移，长窄掩护梁利于通风，十字头连接转动方便灵活、调整自如，液压油缸稳定可靠、安全，可视巷道情况和需要，升降、折叠、展开，适应性强，适宜于高大型巷道使用，是十分理想的采煤回风巷道超前支护设备，此支架也可用于其他矿种的巷道支护。
文档编号E21D23/00GK2833112SQ20052002475
公开日2006年11月1日 申请日期2005年8月26日 优先权日2005年8月26日
发明者宋德军, 翟桂武, 刘金生, 魏永胜, 王纪申, 叶竹刚, 马端志, 李西君, 胡剑 申请人:煤炭科学研究总院太原分院