专利名称：综放工作面运顺端头支架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿综采放顶煤工作面端头支护设备，特别是一种用于综放工作面运输顺槽作端头支护及超前支护用的综放工作面运顺端头支架。
背景技术：
近年来，综放开采技术发展迅速，电液控制液压支架得到运用，大大提高了采煤工艺水平。但综放工作面两端头仍沿用十字顶梁加单体支柱进行维护，在采煤机端部进刀、推溜、移架过程中，工作面运输顺槽出口的顶板支护工作非常烦琐，不但劳动强度高，采煤机在下端头停机等待时间长，更严重的是端头回料危险性较大，给综放工作面高效推进和安全管理带来困难。据不完全统计，使用木支柱或单体支柱维护工作面端头出现的人身伤亡事故占综采事故的53％。由于综放工作面端头处在采、运、支设备的交汇点，设备布置密集，端头围岩在多种支承压力作用下，受采动影响最大，矿压显现复杂，此处既是顶板维护重点也是顶板管理难点。所以，实现端头支护机械化是减少繁重体力劳动、降低事故率、提高推进速度、实现高产高效的关键。
兖州煤业股份有限公司申请了名称是“综放工作面端头液压支架”的专利，专利号ZL200420098308.6、授权公告号CN2787833Y。要解决的问题是实现综放工作面端头支护作业机械化，提高推进速度，减少笨重体力劳动，降低事故率。它的构成为两架一组式，由左架、右架、架间防倒千斤顶以及液压回路构成；左架、右架均由三顶梁前、中、后顶梁，三底座前、中、后底座，三立柱前、中、后立柱构成。三顶梁顺序铰接，前顶梁铰接护顶前梁，后顶梁铰接掩护梁；三底座之间通过联接底座铰接，前底座通过推移千斤顶与转载机联接。前、中立柱间距及中、后立柱间距，分别与工作面前、后部输送机宽度加前移步距相适应。左架底座上有侧推千斤顶。它使用比较正常，但仍有一些不足尚需改进①支架稳定性稍差；包括横向抗水平推力的能力差、纵向抗移架方向推力的能力差；②受工作面输送机上下窜动的影响大，影响端头支架与工作面排头支架并拢；③不能实现运顺端头超前支护；④左右架间防倒千斤顶只能推不能拉。
发明内容
为了克服现有综放工作面运顺端头支架稳定性差、受刮板机上下窜动影响大、无超前支护的不足，本实用新型提供一种综放工作面运顺端头支架，它不仅可实现高产综放工作面运顺端头支护作业机械化，而且能提高支架稳定性，克服工作面刮板输送机上下窜动的影响，实现运顺端头超前支护。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
综放工作面端头液压支架包括端头支架和超前支架两部分；其端头支架为两架一组中置式结构，主要由人行道侧支架、工作面侧支架、二者之间铰接的架间防倒千斤顶，以及液压控制回路组成。
①人行道侧支架包括三节顶梁、三节底座以及对应铰接于二者之间的三组立柱；三节顶梁是前顶梁、中顶梁、后顶梁，三节底座是前底座、中底座、后底座，三立柱是前立柱、中立柱、后立柱；三节顶梁顺序铰接。前顶梁的前端与超前护顶用的前梁铰接，前梁千斤顶铰接于前顶梁与前梁之间；后顶梁的后端与掩护梁铰接，掩护梁与后底座及二者之间的前、后连杆铰接，构成四连杆机构。三底座通过两联接底座顺序铰接，前底座与中底座之间是前联接底座，中底座与后底座之间是后联接底座；前底座的前端通过推移千斤顶与顺槽转载机侧面的推移座铰接。前顶梁与前底座之间增加了铰接的四连杆机构。该架的底座上有向外侧推移的底座侧推千斤顶。
②工作面侧支架由两节顶梁、两节底座以及对应铰接于二者之间的两组立柱构成。两节顶梁是前顶梁、中顶梁，两节顶梁之间铰接；前顶梁的前端与超前护顶用的前梁铰接，前梁千斤顶铰接于前顶梁与前梁之间。中顶梁的后端与尾梁铰接，二者之间铰接有尾梁千斤顶。两节底座是前底座、中底座，两底座之间通过联接底座铰接。该联接底座的高度和宽度要减少。两组立柱是前立柱和中立柱。前立柱和反四连杆机构铰接于前顶梁、前底座之间；中立柱铰接于中顶梁与中底座之间。前底座的前端通过推移千斤顶与顺槽转载机侧面的推移座铰接。
工作面侧支架的前立柱与中立柱之间的间距，与前部刮板输送机机头的后侧至采煤机滚筒前端面之间的宽度加前移步距相适应；它的中立柱与尾梁末端之间的间距，与后部刮板输送机机头的宽度加前移步距相适应。
③架间防倒千斤顶与人行道侧和工作面侧支架之间的顶梁之间铰接，铰接结构为可推拉式。
④本运顺端头支架，还包括端头支架前面的超前支架；超前支架包括顶梁、底座、铰接于二者之间的立柱以及四连杆机构；底座前端通过推移千斤顶与顺槽转载机侧面的推移座铰接。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案还可以是该运顺端头支架的端头支架的人行道侧支架和工作面侧支架的前立柱各为一根、中立柱各为两根；人行道侧支架的后立柱为一根；各立柱的倾斜角度加大。端头支架两侧的前立柱与前中立柱、人行道侧的后中立柱与后立柱分别呈八字型布置，倾斜角度加大至72°～75°。工作面侧支架的尾梁末端与综放工作面排头支架的尾梁末端平齐。超前支架采用2～3架。超前支架的顶梁、底座为两节，中间铰接；铰接于前顶梁、前底座之间的前、中立柱各为一根，四连杆机构位于两立柱之间；后顶梁、后底座之间为单后立柱，二者之间铰接有二连杆机构；左右对称。架间防倒千斤顶与人行道侧、工作面侧支架为单摆杆铰接。工作面侧支架联接底座的高度≤240mm、宽度≤345mm。
本实用新型的有益效果是①该运顺端头支架在实现综放工作面运输端头支护机械化、大幅度降低职工劳动强度和减少端头维护人员、提高端头作业安全的基础上，进一步提高了端头支架的稳定性、移架方便性、安全可靠性。加大了无立柱空间。
②能实现运顺端头超前支护。支护强度高，切顶能力强，护帮效果好。
图1是本实用新型综放工作面运顺端头支架人行道侧支架结构主视图。
图2是本实用新型综放工作面运顺端头支架工作面侧支架结构主视图。
图3是本实用新型综放工作面运顺端头支架的结构示意图俯视图。
图4是图3的A-A剖视图。
图5是图3的B-B剖视图。
图6、7是架间防倒千斤顶单摆杆铰接结构的示意图主、侧视图。
图中1-前梁、2-前梁千斤顶、3-前顶梁、4-前立柱、5-正四连杆机构、6-中顶梁、7-中立柱、8-操纵阀组、9-后顶梁、10-后立柱、11-掩护梁、12-后连杆、13-前连杆、14-后底座、15-后联接底座、16-中底座、17-前联接底座、18-前底座、19-推移千斤顶、20-推移座、21-前梁、22-前梁千斤顶、23-反四连杆机构、24-前立柱、25-前顶梁、26-中顶梁、27-中立柱、28-尾梁千斤顶、29-尾梁、30-顺槽转载机、31-后部刮板输送机、32-中底座、33-联接底座、34-前部刮板输送机、35-采煤机滚筒、36-前底座、37-推移千斤顶、38-推移座、39-超前支架、40-前顶梁、41-前立柱、42-正四连杆机构、43-中立柱、44-后顶梁、45-二连杆机构、46-后立柱、47-后底座、48-前底座、49-推移千斤顶、50-推移座、51-人行道侧支架、52-工作面侧支架、53-架间防倒千斤顶。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
在图1～3中示出本实用新型综放工作面运顺端头支架的结构。由端头支架及其前面的超前支架39两部分组成。其中，端头支架为两架一组中置式结构，由人行道侧支架51、工作面侧支架52、两侧支架之间的防倒千斤顶53及液压控制回路等组成。人行道侧支架51，即端头支架靠运输顺槽人行道一侧的支架部分；工作面侧支架52，即端头支架靠综放工作面一侧的支架部分。
①人行道侧支架51由三节顶梁、三节底座及对应铰接于二者间的三组立柱构成。三节顶梁是前顶梁3、中顶梁6、后顶梁9；三节底座是前底座18、中底座16、后底座14；三立柱是前立柱4、中立柱7、后立柱10。
三节顶梁之间顺序铰接。前顶梁3前端与前梁1铰接，用于超前护顶；前梁千斤顶2铰接于前顶梁3与前梁1之间。后顶梁9后端与掩护梁11铰接，掩护梁11与前连杆13、后连杆12的上端铰接，前连杆13、后连杆12的下端与后底座14之间铰接，构成四连杆机构。
三底座间通过两联接底座顺序铰接，前底座18与中底座16之间通过前联接底座17铰接，中底座16与后底座14之间通过后联接底座15铰接。前底座18的前端与推移千斤顶19铰接，推移千斤顶19的前端与转载机侧面固定的联接座20联接。前底座18、中底座16、后底座14上设有向外侧推移的底座侧推千斤顶。
三立柱的前立柱4为一根、中立柱7为两根、后立柱10为一根。为了提高支架纵向的稳定性，前立柱4与前中立柱7、后中立柱7与后立柱10分别呈八字型布置，倾斜角度加大至72°～75°。
为了提高支架横向的稳定性，人行道侧支架51的前顶梁3与前底座18之间，增加了正四连杆机构5与二者铰接，且位于前立柱4之后。该四连杆机构5包括与前顶梁3铰接的上连杆、上端与上连杆铰接的前连杆和后连杆、与前连杆和后连杆下端铰接的前底座18构成。
②工作面侧支架52由两节顶梁、两节底座以及对应铰接于二者之间的两组立柱构成。两顶梁是前顶梁25、中顶梁26。两底座是前底座36、中底座32。两组立柱是前立柱24、中立柱27。
两节顶梁之间铰接。前顶梁25前端与前梁21铰接，前梁千斤顶22铰接于前顶梁25与前梁21之间。中顶梁26后端与尾梁29铰接，二者与尾梁千斤顶28的两端铰接。
工作面侧支架52的尾梁29末端与综放工作面排头支架、或称过渡支架的尾梁末端平齐。这样可以减少工作面侧支架52后部的长度，降低侧向力，减少支架后部的维护。
该架的前底座36与中底座32，分别与联接底座33的两端铰接。工作面侧的联接底座33的高度和宽度均减小，高度≤240mm、宽度≤345mm。
该架的前顶梁25、前底座36之间铰接有反四连杆机构23。该反四连杆机构23位于前立柱24前面，由与前顶梁25铰接的上连杆、上端与上连杆铰接的前连杆和后连杆、与前后连杆下端铰接的前底座36构成。
该架的前底座36前端与推移千斤顶37铰接，推移千斤顶37前端与转载机侧面的推移座38联接。
该架的两组立柱前立柱24为一根、中立柱27为两根；前立柱24与前中立柱27呈八字型布置，倾斜角度加大至72°～75°。
工作面侧支架52与人行道侧支架51的主要区别工作面侧支架52无后底座、后顶梁、后立柱、后联接底梁，以及无底座侧推千斤顶。工作面侧支架52的前四连杆机构23采用反四连杆机构。
③工作面侧支架52在中立柱27前、后形成大跨距支护空间，前部跨距略大于前部刮板机机头34后缘至采煤机滚筒35的前端面之间的宽度加随工作面推进前移一个步距的距离，后部跨距略大于后部刮板机机头31的宽度加随工作面推进前移一个步距的距离。或者说，工作面侧支架52的前立柱24与前中立柱27之间的间距，与前部刮板输送机机头34后侧至采煤机滚筒35前端面之间的宽度加前移步距相适应；后中立柱27与尾梁29末端之间的间距，与后部刮板输送机机头31宽度加前移步距相适应。以适应前、后部刮板输送机和采煤机的布置和前移的要求，以及解决前、后部刮板输送机下窜的影响。
④架间防倒千斤顶53包括两前顶梁3、25之间的两根、两中顶梁6、26之间的一根。三根架间防倒千斤顶53的两端与两侧的支架51、52采用单摆杆铰接，以实现架间防倒千斤顶53既能推又能拉的功能。
图4、5示出架间防倒千斤顶53的布置。图6、7示出单摆杆铰接结构。
⑤液压控制回路主要由操纵阀组8、液控单向锁、安全阀、截止阀，以及液压管路、快速接头等液压辅助元件组成。
⑥本运顺端头支架还包括端头支架前面的超前支架39。超前支架39采用两架，每架超前支架由中间铰接的前后两节顶梁40、44和前后两节底座48、47，铰接于前顶梁40、前底座48之间的前立柱41与中立柱43以及正四连杆机构48，铰接于后顶梁44、后底座47之间的后立柱46以及二连杆机构45等组成。前底座48前端通过推移千斤顶49与顺槽转载机30侧面的推移座50铰接。超前支架39与顺槽转载机30通过推移千斤顶49实现既能推又能拉的功能。超前支架39左右两侧结构呈对称，左右两侧之间通过四根架间防倒千斤顶联接。
上述的人行道侧、工作面侧支架51、52，在工作面推进方向改变时，要适应前后方向整架换向的要求。
与“综放工作面端头液压支架”专利相比区别在于①工作面侧支架52的前部增设反四连杆机构23，顶梁为两节，中顶梁后部铰接尾梁29。支架后部不设后底座及后联接底座，其底座只设前、中底座。前、中两个底座之间的联接底座的高度和宽度均减小。
②人行道侧支架51的前部增设正四连杆机构5。
③前部和后部立柱分别向后、前方向倾斜，以提高支架纵向的稳定性。
④端头液压支架的前部加两架超前支架39。各超前支架的底座前端均通过推移千斤顶与顺槽转载机30的侧面联接；利用运顺端头支架的端头支架和各超前支架的推移千斤顶实现直接推移顺槽转载机30。
⑤防倒千斤顶53的联接件改变，由只能拉不能推，改为既能拉也能推。
除了上述方案，还可采用如下技术措施变更①该端头支架前立柱、中立柱、后立柱，可各采用一或两根。
②推移千斤顶与推移座的可推拉铰接也可用其它形式，如球头铰接等。
③超前支架可以采用三架。由顶梁、立柱、底座、四连杆机构等构成的形式，可以有多种选择。
④架间防倒千斤顶53的可推拉铰接也可用其它形式。如球头铰接等。
⑤顶板破碎严重时人行道侧支架51顶梁可增加侧护梁及侧护梁千斤顶。
工作过程该运顺端头支架布置在综放工作面与运输顺槽交汇处，与综放工作面排头放顶煤支架过渡相邻，位于自移式顺槽转载机30后部两侧，前、后刮板输送机34、31机头处在端头支架工作面侧支架52的前顶梁25和中顶梁26之下。当采煤机割煤后，前移放顶煤支架，再拉后部输送机31到位，工序完成后，转载机30靠自移机构和端头支架前部两个推移千斤顶19、37向前行走一个步距，然后操作端头支架的操纵阀组8，降低人行道侧支架51的前、中、后立柱4、7、10，使人行道侧支架51离顶，通过与转载机联接的推移千斤顶19使人行道侧支架51向前移一个步距，行走过程中为了防止支架倒架及歪斜，利用支架的前、中顶梁21、26联接的防倒千斤顶53，及时调整顶梁。端头支架行走一个步距后，同时升人行道侧支架51的前、中、后立柱4、7、10，使人行道侧支架51及时撑顶。完成人行道侧支架51的动作后，操作端头支架的操纵阀组8，降工作面侧支架52的前、中立柱24、27，使工作面侧支架52离顶，通过与转载机联接的推移千斤顶38，使工作面侧支架52向前移一个步距，工作面侧支架52行走过程中，及时调整顶梁及尾梁，使顶梁不歪斜。底座偏离时通过调整两个底座侧推千斤顶，使底座保持直线行走。工作面侧支架52到位后，同时升工作面侧支架52的前、中立柱24、27，使工作面侧支架52及时撑顶，完成一个循环。在操作端头支架前移之前，先操作端头支架前面的超前支架39向前移一个步距，行进过程与操作端头支架基本相同。
权利要求1.一种综放工作面运顺端头支架，包括端头支架；端头支架为两架一组中置式结构，包括人行道侧支架、工作面侧支架、二者之间铰接的架间防倒千斤顶，以及液压控制回路；①人行道侧支架包括三节顶梁、三节底座以及对应铰接于二者之间的三组立柱；三节顶梁是前顶梁(3)、中顶梁(6)、后顶梁(9)，三节底座是前底座(18)、中底座(16)、后底座(14)，三立柱是前立柱(4)、中立柱(7)、后立柱(10)；三节顶梁顺序铰接；前顶梁(3)前端铰接有前梁(1)，前梁千斤顶(2)铰接于前顶梁(3)与前梁(1)之间；后顶梁(9)后端铰接有掩护梁(11)，掩护梁(11)与后底座(14)及二者之间的前、后连杆(13、12)相铰接，构成四连杆机构；三底座通过两联接底座顺序铰接，前底座(18)与中底座(16)之间是前联接底座(17)，中底座(16)与后底座(14)之间是后联接底座(15)；前底座(18)前端通过推移千斤顶(19)与顺槽转载机(30)侧面的推移座(20)铰接；该架的底座上有侧推千斤顶；②工作面侧支架包括顶梁、底座以及铰接于二者之间的立柱；底座前端通过推移千斤顶与顺槽转载机侧面的推移座相铰接；其特征在于③所说的人行道侧支架(51)前顶梁(3)与前底座(18)之间铰接有四连杆机构(5)；④所说的工作面侧支架(52)顶梁为两节、底座为两节，对应铰接于二者之间的立柱为两组；两节顶梁是前顶梁(25)、中顶梁(26)，两者之间相铰接，前顶梁(25)前端铰接有前梁(21)，前梁千斤顶(22)铰接于前顶梁(25)与前梁(21)之间；中顶梁(26)的后端铰接有尾梁(29)，二者之间铰接有尾梁千斤顶(28)；两节底座是前底座(36)、中底座(32)，两底座之间通过联接底座(33)铰接；两组立柱是前立柱(24)和中立柱(27)；前立柱(24)和反四连杆机构(23)铰接于前顶梁(25)、前底座(36)之间；中立柱(27)铰接于中顶梁(26)与中底座(32)之间；联接底座(33)为低高度窄宽度的联接底座；工作面侧支架的前立柱(24)与中立柱(27)之间的间距，与前部刮板输送机机头(34)后侧至采煤机滚筒(35)前端面之间的宽度加前移步距相适应；它的中立柱(27)与尾梁(29)末端之间的间距，与后部刮板输送机机头(31)的宽度加前移步距相适应；⑤架间防倒千斤顶(53)与人行道侧和工作面侧支架(51、52)之间的顶梁之间相铰接，铰接结构为可推拉式；⑥本运顺端头支架还包括端头支架前面的超前支架(39)；超前支架(39)包括顶梁、底座、铰接于二者之间的立柱及四连杆机构；底座前端通过推移千斤顶(49)与顺槽转载机(30)侧面的推移座(50)铰接。
2.根据权利要求1所述的综放工作面运顺端头支架，其特征在于所说的端头支架的人行道侧支架(51)和工作面侧支架(52)的前立柱(4、24)各为一根、二者的中立柱(7、27)各为两根；人行道侧支架(51)的后立柱(10)为一根；前立柱(4)与前中立柱(7)、前立柱(24)与前中立柱(27)、后中立柱(7)与后立柱(10)分别呈八字型布置，倾斜角度加大至72°～75°；工作面侧支架(52)的尾梁(29)末端与综放工作面排头支架的尾梁末端平齐。
3.根据权利要求1所述的综放工作面运顺端头支架，其特征在于所说的超前支架(39)为2～3架。
4.根据权利要求1或3所述的综放工作面运顺端头支架，其特征在于所说的超前支架的顶梁为两节(40、44)，之间铰接；底座为两节(48、47)，之间铰接；铰接于前顶梁(40)、前底座(48)之间的前立柱(41)、中立柱(43)各为一根，四连杆机构(42)位于两立柱之间；后顶梁(44)、后底座(47)之间为单后立柱(46)，二者之间铰接有二连杆机构(45)；超前支架(39)左右两侧对称，两侧之间有架间防倒千斤顶联接。
5.根据权利要求1所述的综放工作面运顺端头支架，其特征在于所说的架间防倒千斤顶(53)与人行道侧、工作面侧支架(51、52)之间的可推拉铰接为单摆杆铰接结构。
6.根据权利要求1所述的综放工作面运顺端头支架，其特征在于所说的工作面侧支架(52)两底座之间联接底座(33)的高度和宽度，高度≤240mm、宽度≤345mm。
专利摘要一种综放工作面运顺端头支架，包括端头支架及其超前支架；端头支架为两架一组中置式结构，由人行道侧支架、工作面侧支架、架间防倒千斤顶及液压控制回路等组成。人行道侧支架由前、中、后顶梁，前、中、后底座，前、中、后立柱及四连杆机构，前梁及其千斤顶、掩护梁、前后联接底座、推移千斤顶、侧推千斤顶等组成。工作面侧支架由前、中顶梁，前、中底座，前、中立柱和反四连杆机构、前梁及其千斤顶、尾梁及其千斤顶、联接底座、推移千斤顶等组成；前、中立柱间距与前部刮板机机头后缘至滚筒前端面的宽度加前移步距相应；中立柱至与尾梁末端间距与后部刮板机宽度加前移步距相应。实现运顺端头支护机械化和超前支护，提高支架稳定性、方便可靠性。
文档编号E21D23/00GK2911186SQ200620086418
公开日2007年6月13日 申请日期2006年6月30日 优先权日2006年6月30日
发明者李伟, 宫志, 辛忠玉, 孔庆康 申请人:兖州煤业股份有限公司