一种基于支架底板改进的支架定向移动结构和方法与流程

本发明涉及煤矿巷道超前支护领域，特别是涉及一种基于支架底板改进的支架定向移动结构和方法。

背景技术：

我国《煤矿安全规程》明确规定:釆煤工作面顺槽超前支护的范围不能小于20m。传统矿区综釆工作面顺槽一般釆用的是单体液压支柱作超前支护，随着综采工作面机械化程度的不断提高，这种支护方式很难与综采工作面高产高效的生产模式相匹配，并且这种支护方式存在支护强度低、工人劳动强度大、支护速度慢等缺点。为了解决这些问题，煤科总院太原分院、郑州煤矿机械集团股份有限公司等设备制造厂研发了不同型号的超前支护液压支架。这些超前支护液压支架在一定程度上满足了矿井安全、高产高效的要求。但这些超前支护支架很多需要设置拉架锚固点，而设置锚固点工序繁琐，效率低下，无法实现快速安全的超前液压支架推移；再如，现有超前支护支架多采用推动移架结构，推动移架可造成移动偏斜和移架困难。很大程度上影响采煤效率和煤矿安全生产工作。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种安全、实用、简单可靠的基于支架底板改进的支架定向移动结构。

一种基于支架底板改进的支架定向移动结构包括承重块、防钻底挡板和导向板，所述承重块与超前液压支架的底座的前端相连，在所述承重块中部设置有上下贯通的固定槽，在所述固定槽内设置有所述导向板，所述防钻底挡板为弧形板，其下端与所述承重块的底部的前端相连，所述弧形板的中部向所述超前液压支架的前进方向的下部凸出；

所述导向板包括第一固定板和连接在所述第一固定板底部的切割部，在所述固定槽的长度方向的两侧分别设置有第二固定板，在所述第二固定板上设置有插销孔，在所述第一固定板上设置有固定孔，其中所述固定孔与所述插销孔通过插销将所述第一固定板固定在所述第二固定板上；所述切割部为刀具，刀背与所述第一固定板的底部相连，所述刀具的后端的底端与所述刀背的前端相连形成弧形的刀刃；

巷道底板为坚硬底板，容许单轴抗压强度大于42.00MPa，所述固定孔与所述切割部的最底端之间的距离为H+100mm，H为超前支架底座厚度，单位为mm；

所述防钻底挡板的前后水平方向上的长度为360mm，上下垂直方向上的高度为400mm。

本发明所述的基于支架底板改进的支架定向移动结构，其中，所述承重块的后端的上部和下部分别连接有上固定板和下固定板，所述超前液压支架的底座的前端采用固定带固定在所述上固定板和所述下固定板之间，所述上固定板的长度为360mm，厚度为7mm。

本发明所述的基于支架底板改进的支架定向移动结构，其中，上部三分之二的所述第一固定板的横截面的形状为矩形，下部三分之一的所述第一固定板的横截面的形状为梯形，所述第一固定板的前端的长度小于后端的长度。

本发明所述的基于支架底板改进的支架定向移动结构，其中，所述承重块的前后长度为430mm，宽度和高度与所述超前液压支架的底座的宽度和高度一致，所述固定槽的前后长度为300mm，宽度为15mm，与所述承重块的前端之间的距离为40mm，所述承重块的后端之间的距离为90mm；所述承重块与所述上固定板铰接，与所述下固定板焊接固定；所述固定带为钢丝片或成型的长铁块。

本发明所述的基于支架底板改进的支架定向移动结构，其中，所述导向板的前后长度为290mm，宽度最宽处为13mm，最窄处为3～4mm，高度为600mm；所述固定孔的中心距离所述第一固定板的前端的距离为150mm，后端的距离为140mm，所述固定孔的直径为25mm；所述插销孔的直径为12mm，所述插销的直径为10mm。

本发明所述的基于支架底板改进的支架定向移动结构的使用方法，包括如下步骤：

(A)在需要移架前，将导向板，承重块和防钻底挡板运输到超前液压支架旁边，在超前液压支架底座前端稍稍开挖一个深20mm的小沟，将承重块的下固定板沿超前液压支架的底座下方逐渐插入，插入至少500mm，当阻力较大推不进去时，停止人工作业，人员远离支架，通过超前液压支架移架，逐步使承重块到达超前液压支架底座的前端；停止移架，用铁锤前后左右敲打承重块，使其前后与底座左右对齐，使其前后与底座平行紧挨；

(B)将上固定板旋转到承重块上方，通过固定带将上固定板与下固定板连接并旋紧固定；

(C)放入导向板，导向板的底部的刀口方向在移动方向前方，用铁锤将导向板砸到固定孔对应的位置，插入插销，固定插销，在固定槽后侧和左右两侧与导向板接触的地方，塞入少量粗麻布或者黄麻，减小铁块之间的硬性接触，尽量减少2mm的空隙对导向板造成的导向误差；

(D)当需要转向或者调整方向时，停止移架，人工用铁锤敲打承压块一侧，使承压块与超前液压支架的底座前端形成小的裂缝，塞入适当数量的小号标准铁块，采用一块小号标准铁块的旋转角度为2°，根据需要安放具体数量；当数量超过3块时，采用大号标准铁块，形成的角度为6°。

本发明所述的基于支架底板改进的支架定向移动结构的使用方法，其中，所述小号标准铁块的长、宽和高分别为150mm、15mm和150mm，所述大号标准铁块为梯形，长度为300mm，上端的宽为31mm，下端的宽为47mm，高为150mm。

本发明基于支架底板改进的支架定向移动结构与现有技术不同之处在于：

传统的超前支护支架很多需要设置拉架锚固点，而设置锚固点工序繁琐，效率低下，无法实现快速安全的超前液压支架推移；现有超前支护支架多采用推动移架结构，推动移架可造成移动偏斜和移架困难，很大程度上影响采煤效率和煤矿安全生产工作。

本发明基于支架底板改进的支架定向移动结构安全、实用、简单可靠，提高了采煤效率和煤矿的安全生产工作。

现场经验表面绝大部分的支架底座侧滑和倒架都是发生在移架过程中，因此需要在移架前卧底，设置锚固点，一点一点往前拉，在支架偏移之后需要重新布置基点使用千斤顶推回，这样支架又很难一步到位的回到原来的位置，同时支架发生倾倒时端头附近是及其危险的，本发明基于支架底板改进的支架定向移动结构，保证了支架按照预设路线移动，导向板联合承重块有防止底座滑移的功能，底座稳定，移架安全性大大提高，同时本结构简单可靠，实用，对于井下复杂的地质环境这种简单的结构可靠性强，实用性强，大大提高了采煤效率和煤矿的安全生产工作。

下面结合附图对本发明的基于支架底板改进的支架定向移动结构作进一步说明。

附图说明

图1为本发明基于支架底板改进的支架定向移动结构的结构示意图；

图2为本发明基于支架底板改进的支架定向移动结构的俯视结构示意图；

图3为本发明基于支架底板改进的支架定向移动结构在转弯状态下的俯视结构示意图；

图4为本发明基于支架底板改进的支架定向移动结构在使用过程中的小号标准铁块的结构示意图；

图5为本发明基于支架底板改进的支架定向移动结构在使用过程中的大号标准铁块的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1～图3所示，一种基于支架底板改进的支架定向移动结构，包括承重块1、防钻底挡板2和导向板3，承重块1与超前液压支架4的底座的前端相连，在承重块1中部设置有上下贯通的固定槽5，在固定槽5内设置有导向板3，防钻底挡板2为弧形板，其下端与承重块1的底部的前端相连，弧形板的中部向超前液压支架4的前进方向的下部凸出。

导向板3包括第一固定板301和连接在第一固定板301底部的切割部302，在固定槽5的长度方向的两侧分别设置有第二固定板101，在第二固定板101上设置有插销孔102，在第一固定板301上设置有固定孔303，固定孔303与插销孔102通过插销将第一固定板301固定在第二固定板101上；切割部302为刀具，刀背与第一固定板301的底部相连，刀具的后端的底端与刀背的前端相连形成弧形的刀刃，主要为了开始阶段导向板3能压到巷道底板以下，发挥导向作用。

巷道底板为坚硬底板，容许单轴抗压强度大于42.00MPa，所述固定孔303与所述切割部302的最底端之间的距离为H+100mm，H为超前支架底座厚度，单位为mm。考虑到底板切割的阻力以及转向所提供的侧向压力之间的需求关系，经过多次实验，在针对底板类型为坚硬底板情况下，H+100mm的尺寸是最合适的，其他尺寸无法满足需求。

防钻底挡板2的前后水平方向上的长度为360mm，上下垂直方向上的高度为400mm。

以下为优选方案：

承重块1的后端的上部和下部分别连接有上固定板6和下固定板7，超前液压支架4的底座的前端采用固定带8固定在上固定板6和下固定板7之间，上固定板6的长度为360mm，厚度为7mm。

上部三分之二的所述第一固定板301的横截面的形状为矩形，下部三分之一的所述第一固定板301的横截面的形状为梯形，所述第一固定板301的前端的长度小于后端的长度。这个设计主要是为了在超前液压支架4在推移的过程中减小阻力。

承重块1的前后长度为430mm，宽度为450mm，高度与超前液压支架4的底座的高度一致，固定槽5的前后长度为300mm，宽度为15mm，与承重块1的前端之间的距离为40mm，承重块1的后端之间的距离为90mm；保证了在超前液压支架4移架的过程中，承重块1右侧有充分的受力区域，保证承重块1的可靠以及装置的实用性；承重块1与上固定板6铰接，与下固定板7焊接固定；固定带8为钢丝片或成型的长铁块。

导向板3的前后长度为290mm，宽度最宽处为13mm，最窄处为3～4mm，太薄容易断裂，太厚阻力太大，效果不明显；保证导向板3能顺利方便的插入到固定槽5中，且2mm的缝隙保证导向板3不会在受力过程中，因为缝隙偏离了直线移动状态；高度为600mm；固定孔303的中心距离第一固定板301的前端的距离为150mm，后端的距离为140mm，固定孔303的直径为25mm；插销孔102的直径为12mm，插销的直径为10mm，保证插销能顺利的插到插销孔102和固定孔303中，且10mm的直径保证了插销的强度需求。

本发明的尺寸保证了插销能穿过孔，且在移架的过程中，导向板3会在阻力的作用下向后侧移动，导向板3会以右侧与固定槽5端部的接触点为圆心，做一个逆时针的小幅旋转，大概带来了孔8mm的旋转，因此，固定孔303的直径为25mm保证了导向板3下部与固定槽303右侧接触时，插销与孔四周均有至少2mm的空隙，插销不会受到固定孔303较大切向的力，而10mm的直径也保证了孔对插销向上的切应力对插销强度较大影响，保证了装置的科学可靠。

防钻底挡板2主要就是一个曲线形的平面挡板，主要作用是在超前液压支架4推移过程中，利用自身的曲线形设计，确保整个装置和超前液压支架4底座都收到一个向上的分力，避免了以前很多在软弱底板下，超前液压支架4推移过程中钻底的情况发生，同时进一步规避了因为钻底带来的侧滑，侧翻等危险情况的发生，导向板3本身更能保证装置和超前液压支架4在一个精准的规划路线上行走，安全、可靠、实用性强。

本发明的所有尺寸均为优选方案，带来的效果更好，但不是必须的。

本发明的基于支架底板改进的支架定向移动结构的使用方法，包括如下步骤：

(A)在需要移架前，将导向板3，承重块1和防钻底挡板2运输到超前液压支架4旁边，在超前液压支架4底座前端稍稍开挖一个深20mm的小沟，将承重块1的下固定板7沿超前液压支架4的底座下方逐渐插入，插入至少500mm，当阻力较大推不进去时，停止人工作业，人员远离支架，通过超前液压支架4移架，逐步使承重块1到达超前液压支架4底座的前端；停止移架，用铁锤前后左右敲打承重块1，使其前后与底座左右对齐，使其前后与底座平行紧挨；

(B)将上固定板6旋转到承重块1上方，通过固定带8将上固定板6与下固定板7连接并旋紧固定；

(C)放入导向板3，导向板3的底部的刀口方向在移动方向前方，用铁锤将导向板3砸到固定孔303对应的位置，插入插销，固定插销，在固定槽5后侧和左右两侧与导向板3接触的地方，塞入少量粗麻布或者黄麻，减小铁块之间的硬性接触，尽量减少2mm的空隙对导向板3造成的导向误差；

(D)当需要转向或者调整方向时，停止移架，人工用铁锤敲打承压块1一侧，使承压块1与超前液压支架4的底座前端形成小的裂缝，塞入适当数量的小号标准铁块9，采用一块小号标准铁块9的旋转角度为2°，根据需要安放具体数量；当数量超过3块时，采用大号标准铁块10，形成的角度为6°。

如图4和图5所示，小号标准铁块9的长、宽和高分别为150mm、15mm和150mm，大号标准铁块10为梯形，长度为300mm，上端的宽为31mm，下端的宽为47mm，高为150mm。大号标准铁块10有一定变形，以满足楔形空间的需求。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。