快速掘进超前支架的制作方法
【专利摘要】本发明属于煤矿井下综掘面临时支护的【技术领域】，具体涉及一种快速掘进超前支架，解决了现有掘进工作面超前支护的安全问题。其包括内侧支架组和外侧支架组，内、外侧支架组分别包括左右两个支架，内侧支架组的左右两支架设置于外侧支架组的左右两支架的内侧，内、外侧支架组的横梁、纵梁交替布置，内侧支架组的纵梁前端有挑梁，内外两组支架组的左右底座及横梁上分别布置有推拉油缸，横梁顶部与本组支架组纵梁底部之间有高度差，横梁顶部对应另一组支架组纵梁底部的位置处设置托辊。本发明易及时实现全断面主动支撑顶板，有利于矿井的顶板安全管理。
【专利说明】快速掘进超前支架
【技术领域】
[0001]本发明属于煤矿井下综掘面临时支护的【技术领域】，具体涉及一种快速掘进超前支架。
【背景技术】
[0002]国内大多数煤矿井下掘进工作面普遍使用的临时超前支护有:一是吊挂环穿管式前探梁临时支护；二是掘进机机载临时支护装置；三是采用多排单体液压支柱加高强度工字钢棚梁支护法等。这些方式虽然在一定程度上缓解了掘进工作面迎头支护的压力，改善了工作面的支护状况，但实际使用过程中还存在支护力小，对巷道顶板反复支撑，工人劳动强度大，对设备及操纵人员在安全上存在较大的隐患。
[0003]掘进工作面超前支护的安全问题是长期困扰煤矿快速掘进安全生产多年的技术难题，由于巷道掘进后顶板不能及时得到有效的支护，经常会造成顶板掉矸伤人事故，
无法充分发挥高性能掘进机的效率。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有掘进工作面超前支护的安全问题，提供了一种快速掘进超前支架。
[0005]本发明采用如下的技术方案实现:
一种快速掘进超前支架，包括内侧支架组和外侧支架组，内、外侧支架组分别包括左右两个支架，所述的支架包括底座、顶梁以及底座和顶梁之间的高度可调的连接件，每组支架通过前后两个横梁将其左右两个顶梁连接为一体、横梁上布置有与其连接的纵梁，内侧支架组的左右两支架设置于外侧支架组的左右两支架的内侧，内、外侧支架组的横梁、纵梁交替布置，内侧支架组的纵梁前端有挑梁，内外两组支架组的左右底座及横梁上分别布置有推拉油缸，横梁顶部与本组支架组纵梁底部之间有高度差，横梁顶部对应另一组支架组纵梁底部的位置处设置托辊。
[0006]所述的横梁顶部与本组支架组纵梁底部对应的位置设置有凸台，纵梁底部有凸起部分并开设凹槽，凸台凹槽固定连接。
[0007]所述的底座和顶梁之间的连接件包括支架中部的四连杆机构和两侧的立柱千斤顶，所述的四连杆机构包括底座上的两平行凸台，两凸台顶部为斜面，斜面上、下端分别铰接前连杆、后连杆的下端，前连杆、后连杆的上端顶部分别铰接掩护梁的一端，掩护梁的另一端铰接于顶梁，立柱千斤顶底部通过销轴连接于底座、顶部连接于顶梁。
[0008]内侧支架组的左右底座上装有连接推拉油缸的十字连接头，推拉油缸的活塞杆端通过销轴连接外侧支架组的左右底座，缸体端通过销轴连接于十字连接头；外侧支架组后部横梁、内侧支架组的前部横梁上分别设有推拉油缸的连接耳，推拉油缸的活塞杆端通过销轴连接内侧支架组前部横梁的连接耳处，缸体端通过销轴连接于外侧支架组后部横梁。纵梁包括若干互相铰接的阶段组成。
[0009]本发明支架跨骑于掘进机之上，当掘进机向前掘进时，支架需跟随掘进机向前移动，对顶板进行及时支护。支架前移时，首先伸外侧支架组的四根立柱，使外侧支架组的顶梁、纵梁支撑顶板，再降内侧支架组的左右四根立柱，直至内侧支架组的顶梁、纵梁脱离顶板降于外侧支架组的横梁上。通过横梁间的推移油缸与底座间的推移油缸同时推拉使内侧支架组向前移动一个推移行程；伸内侧支架组的四根立柱，使内侧支架组的顶梁、纵梁支撑顶板，再降外侧支架组的左右四根立柱，直至外侧支架组的顶梁、纵梁脱离顶板降于内侧支架组的横梁上。通过推移油缸的推拉使外侧支架组向前移动一个推移行程；支架移动到位后将内外两组支架组都撑顶，再将挑梁油缸伸出，使挑梁紧贴工作面迎头，防止迎头煤层的跨落。将掘进机退出，工作人员可在支架下方打锚杆。
[0010]本发明1、为适应不同巷道条件进行有针对性的结构设计，结构紧凑，操作灵活，能够大大提高掘进速度和工作效率。
[0011]2、独立式的液压系统，对煤矿井下拉移支架现场适应性高。
[0012]3、两组支架组内外布置，横梁间的推移油缸与底座间的推移油缸同时推拉使内侧支架组向前移动，行走过程中始终有一组支架组撑顶，形成迈步式结构，减少对顶板的反复支撑，提闻空间安全性。
[0013]4、每组支架采用四连杆机构，保证了支架纵向和横向稳定性，承受和传递外载，保持支架的整体刚性。
[0014]本发明所述快速掘进超前支架改变传统的支护方式、易及时实现全断面主动支撑顶板，有利于矿井的顶板安全管理。
[0015](I)与综掘机合理配套、操作简单、有足够的支护强度，实现全断面支护掘进工作面空顶区的顶板，保证掘进工作面的作业人员和掘进机处于安全状态；
(2)对采掘巷道可实现掘进与支护连续作业，提高了巷道的掘进效率；
(3)该设备实现掘进工作面机械化临时超前支护，降低工人劳动强度，提高了工人及设备的安全。
[0016]本发明可以为掘进工作面安全高效开采创造可靠、灵活的支护条件，对完善掘进面的机械化开采工艺，提高掘进速度和生产效率具有重要意义。可实现全断面主动支撑顶板，避免作业人员在空顶下作业的安全隐患，有利于煤矿掘进工作的顶板安全管理，为综掘面创造了安全的工作环境；提高煤矿掘进面机械化支护作业程度，大大提高掘进速度和工作效率，降低掘进成本以及作业人员的劳动强度，缓解采掘接续紧张的被动局面。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明主视图，
图2为本发明俯视图，
图3为本发明侧视图，
图中:1.内侧支架组，2.外侧支架组，3.底座，4.前连杆，5.后连杆，6.掩护梁，7.顶梁，8.推拉油缸，9.立柱千斤顶，10.前梁，11.挑梁，12.挑梁千斤顶，13.前梁千斤顶，14.横梁，15.纵梁，16.托辊。
【具体实施方式】
[0018]结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明。
[0019]快速掘进迈步超前支架主要由内外支架组、横梁、纵梁、挑梁、托辊、推拉油缸、前梁千斤顶、挑梁千斤顶、液压系统等部分组成，两组支架组分别由左右两个支架通过两个横梁将两个顶梁连接为一体而组成，每组支架的横梁上布置有纵梁和托辊，纵梁主要用于支撑顶板，托辊主要用于支架前移过程给纵梁提供滚动摩擦。内侧支架组的纵梁前端有前梁及挑梁。内外两组支架组的左右底座及横梁上分别布置有推拉油缸。内外支架组主要由四连杆机构组成，并且底座具有较大的接地面积，能形成一个可靠的支撑点。内外支架组主要通过迈步式向前推拉前进。本发明与掘进机合理的配套，能够及时实现全断面支护，避免作业人员在空顶区域作业，提高了机械化支护作业程度，降低了作业人员劳动强度，提高掘进效率，为作业人员的安全提供了有力保障。
[0020]进一步做如下说明:
快速掘进超前支架，包括内侧支架组I和外侧支架组2，内、外侧支架组分别包括左右两个支架，所述的支架包括底座3、顶梁7以及底座3和顶梁7之间的高度可调的连接件，每组支架通过前后两个横梁14将其左右两个顶梁7连接为一体、横梁14上布置有与其连接的纵梁17，内侧支架组I的左右两支架设置于外侧支架组2的左右两支架的内侧，内、外侧支架组的横梁、纵梁交替布置，内侧支架组I的纵梁前端有挑梁，内外两组支架组的左右底座及横梁上分别布置有推拉油缸8，横梁顶部与本组支架组纵梁底部之间有高度差，横梁顶部对应另一组支架组纵梁底部的位置处设置托辊16。
[0021]所述的横梁顶部与本组支架组纵梁底部对应的位置设置有凸台，纵梁底部有凸起部分并开设凹槽，凸台凹槽固定连接。
[0022]所述的底座和顶梁之间的连接件包括支架中部的四连杆机构和两侧的立柱千斤顶9，所述的四连杆机构包括底座上的两平行凸台，两凸台顶部为斜面，斜面上、下端分别铰接前连杆4、后连杆5的下端，前连杆4、后连杆5的上端顶部分别铰接掩护梁6的一端，掩护梁6的另一端铰接于顶梁7，立柱千斤顶7底部通过销轴连接于底座3、顶部连接于顶梁5。
[0023]内侧支架组I的左右底座上装有连接推拉油缸的十字连接头，推拉油缸8的活塞杆端通过销轴连接外侧支架组2的左右底座，缸体端通过销轴连接于十字连接头；外侧支架组2后部横梁、内侧支架组I的前部横梁上分别设有推拉油缸的连接耳，推拉油缸的活塞杆端通过销轴连接内侧支架组前部横梁的连接耳处，缸体端通过销轴连接于外侧支架组后部横梁。纵梁包括若干互相铰接的阶段组成。
[0024]本发明各部件效果如下:
1、快速掘进超前支架，解决煤矿掘进工作面支护问题，实现工作面的快速安全高效推进;
2、铰接框架交叉重叠式纵梁与横梁机构，实现对顶板的不间断连续支护，降低了对巷道顶板的反复支撑，保持了顶板的完整性；
3、支架组内外布置，避免支架组在行走过程中相互干涉，保证行走的稳定性；
4、支架四连杆机构，保证了支架纵向和横向稳定性，保持支架的整体刚性，提高了对巷道的有效支撑；
5、铰接式纵梁结构，可适应巷道顶板的起伏变化，避免对巷道的顶板的反复支撑； 6、大跨距主体支撑机构，实现与综掘装备合理配套。
[0025]7、该设备与掘进机独立作业，互不干涉、性能可靠，移架迅速方便可靠。
[0026]8、实现掘进——无支护——临时超前支护——永久性支护的衔接过渡，实现了掘进与支护连续作业方式；
9、独立式的液压系统，提高了掘进工作面现场适应性，液压系统操纵方便安全。
【权利要求】
1.一种快速掘进超前支架，其特征在于包括内侧支架组(I)和外侧支架组(2)，内、夕卜侧支架组分别包括左右两个支架，所述的支架包括底座(3)、顶梁(7)以及底座(3)和顶梁(7)之间的高度可调的连接件，每组支架通过前后两个横梁(14)将其左右两个顶梁(7)连接为一体、横梁(14)上布置有与其连接的纵梁(17)，内侧支架组(I)的左右两支架设置于外侧支架组(2)的左右两支架的内侧，内、外侧支架组的横梁、纵梁交替布置，内侧支架组(O的纵梁前端有挑梁，内外两组支架组的左右底座及横梁上分别布置有推拉油缸(8)，横梁顶部与本组支架组纵梁底部之间有高度差，横梁顶部对应另一组支架组纵梁底部的位置处设置托辊(16)。
2.根据权利要求1所述的快速掘进超前支架，其特征在于所述的横梁顶部与本组支架组纵梁底部对应的位置设置有凸台，纵梁底部有凸起部分并开设凹槽，凸台凹槽固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的快速掘进超前支架，其特征在于所述的底座和顶梁之间的连接件包括支架中部的四连杆机构和两侧的立柱千斤顶(9)，所述的四连杆机构包括底座上的两平行凸台，两凸台顶部为斜面，斜面上、下端分别铰接前连杆(4)、后连杆(5)的下端，前连杆(4)、后连杆(5)的上端顶部分别铰接掩护梁(6)的一端，掩护梁(6)的另一端铰接于顶梁(7 )，立柱千斤顶(7 )底部通过销轴连接于底座(3 )、顶部连接于顶梁(5 )。
4.根据权利要求3所述的快速掘进超前支架，其特征在于内侧支架组(I)的左右底座上装有连接推拉油缸的十字连接头，推拉油缸(8)的活塞杆端通过销轴连接外侧支架组(2)的左右底座，缸体端通过销轴连接于十字连接头；外侧支架组(2)后部横梁、内侧支架组(I)的前部横梁上分别设有推拉油缸的连接耳，推拉油缸的活塞杆端通过销轴连接内侧支架组前部横梁的连接耳处，缸体端通过销轴连接于外侧支架组后部横梁。
5.根据权利要求4所述的快速掘进超前支架，其特征在于纵梁包括若干互相铰接的阶段组成。
【文档编号】E21D23/04GK104314594SQ201410475830
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】李刚, 郭文孝, 周凯, 李莉, 赵帅, 王本林, 张银星, 郭振兴, 宋涛 申请人:中国煤炭科工集团太原研究院有限公司, 山西天地煤机装备有限公司