一种矿山掘进工作面用行走式支架及掘进机的制作方法

本实用新型涉及矿山掘进设备制造和应用领域，涉及矿山掘进巷道顶板控制的支护机械，特别涉及一种矿山巷道掘进过程中，可保持顶板稳定性的矿山掘进工作面用行走式支架及掘进机。

背景技术：

目前我国矿山(煤矿、金属矿、石膏矿、钾盐矿等)井下巷道掘进中，巷道顶板均需要用锚杆进行永久性锚固，采取传统的锚杆锚固方式，操作者必须在无支护的掘进掌子面前端，用电钻打锚杆孔、手工输送锚杆与锚固树脂、手工紧固锚杆螺帽等方式施工作业，顶板掉矸现象、煤(岩)壁片帮现象时有发生，低效率与安全隐患并存。

在掘进机上安装可实现锚杆锚固全过程机械化作业的锚杆钻机，技术上已非常成熟，但掘进机工作过程中约4米左右的截割臂需前、后、左、右摆动截割岩体，因此锚杆钻机只能安装在掘进机截割臂后面的位置上，这样就需要对掘进机截割臂上方的顶板实施无损坏性临时支护，以保证锚杆钻机对顶板进行永久性锚杆锚固前，巷道顶板的完整稳定性。

目前，巷道掘进工作面所使用的临时支护支架向前行走方式，大多采取卸载前移方式，移动一个步局约为0.5～1.0米，移动4米左右的距离，支架对顶板的反复支撑约有4～8次，极易造成巷道顶板破碎，影响巷道成巷质量。

因此，研制一种无需卸载行走，不对顶板造成反复支撑，保证顶板不离层、不垮落的行走式支架，是掘进巷道顶板锚杆锚固全过程实现机械化 作业的关键技术所在。

技术实现要素：

本实用新型要解决的第一个技术问题是提供一种无需卸载行走，不对顶板造成反复支撑，保证顶板不离层、不垮落的矿山掘进工作面用行走式支架。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种矿山掘进工作面用行走式支架，包括顶梁、上推移千斤顶、可相对前后滑动的摩擦副结构、单摆杆、后支撑立柱、前支撑立柱、铲料板、底座及下推移千斤顶；所述顶梁通过摩擦副结构与单摆杆一端连接，所述单摆杆的另一端与底座铰接，所述后支撑立柱连接在底座与单摆杆之间；所述前支撑立柱连接在铲料板与顶梁之间；所述顶梁通过上推移千斤顶作用于单摆杆上；所述铲料板通过下推移千斤顶与底座连接；所述前、后支撑立柱均可伸缩，当所述后支撑立柱处于支撑状态、前支撑立柱处于浮动状态时，上推移千斤顶可以单摆杆为支点推动顶梁相对于矿山掘进巷道顶板前移一定距离，下推移千斤顶可以底座为支点将铲料板向前推动一定距离；当前支撑立柱处于支撑状态、后支撑立柱处于浮动状态时，下推移千斤顶可将底座向前拉动一定距离。

进一步地，所述摩擦副结构包括滑块和导柱；所述导柱呈纵向固定在顶梁上，所述滑块上有互相垂直的两个孔分别为导向孔和铰接孔，滑块的导向孔套在导柱的柱体上并可在导柱上前后滑动；滑块的铰接孔与单摆杆铰接。

进一步地，所述导柱通过焊接在顶梁上并相对于顶梁具有纵向孔的耳板固定在顶梁上。

进一步地，所述顶梁为两个，还包括支撑杆，所述支撑杆通过焊接在顶梁上并相对于顶梁具有横向孔的耳板将两个顶梁固定为一体，所述耳板 内安装有关节轴承。

进一步地，所述行走支架具体包括：两个顶梁、四个上推移千斤顶、两个滑块、两个导柱、两个支撑杆、两个单摆杆、两个后支撑立柱、四个前支撑立柱、一个铲料板、一个底座及两个下推移千斤顶；所述两个支撑杆将两个顶梁固定为一体，每个支撑杆分别与两个前支撑立柱铰接，两个顶梁、两个导柱、两个支撑杆共同形成第一整体；所述两个滑块、两个单摆杆、一个底座、两个后支撑立柱共同形成第二整体；所述一个铲料板与四个前支撑立柱共同形成第三整体；所述第一整体与第二整体之间可通过四个上推移千斤顶相对移动；所述第二整体与第三整体之间可通过两个下推移千斤顶相对移动。

进一步地，还包括蓄能器，所述后支撑立柱采用伸缩油缸结构，所述蓄能器与伸缩油缸的活塞腔相通；当顶梁推移过程中遇到凸起顶板时，所述蓄能器可吸收能量，使后支撑立柱泄液；当顶梁推移过程中遇到凹下顶板时，蓄能器可放出能量，使后支撑立柱补液。

进一步地，所述行走式支架采用液压源动力。

本实用新型要解决的第二个技术问题是提供一施工效率高且无安全隐患的掘进机，其含有上述的矿山掘进工作面用行走式支架。

进一步地，所述铲料板上安装截割部和装运部，所述底座上安装动力系统和锚杆锚索支护装置。

通过采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

(1)本实用新型行走式支架，采用由上、下推移千斤顶驱动进行相对移动的三个整体，向前行走时无需卸载前移，对顶板不造成反复支撑，对巷道掘进机截割臂上方4米左右距离的顶板实现了无损坏性支护，保证了巷道的完整性巷道质量。

(2)本实用新型的行走式支架，使永久性锚杆锚固作业，由目前人工在无支护的掌子面迎头半机械化作业(电钻打锚杆孔、人工向孔中输送锚 杆和树脂、人工紧固锚杆螺帽)，改为人工在安全支护的离掌子面迎头4米左右的位置全机械化作业(利用锚杆钻机打锚杆孔、由锚杆钻机输送锚杆、树脂、紧固锚杆螺帽)，施工效率得到提高，劳动强度得到降低。

(3)本实用新型的行走式支架，在支架的顶梁下约4米左右距离的位置可设为无人作业区，巷道掘进的每一道工序均不需要人工在此作业，掌子面迎头所发生的漏矸、片帮等危险因素都不会伤及作业人员，使操作者更加安全。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本实用新型实施例矿山掘进工作面用恒压行走式液压支架主视图；

图2为图1的左视图；

图3为本实用新型实施例矿山掘进工作面用恒压行走式液压支架行走状态示意图(恒压推移顶梁后支架状态)；

图4为本实用新型实施例矿山掘进工作面用恒压行走式液压支架行走状态示意图(铲料板推移后支架状态)；

图5为本实用新型实施例矿山掘进工作面用恒压行走式液压支架行走状态示意图(拉动底座前移后支架状态)；

图中：1-顶梁，2-上推移千斤顶，3-滑块，4-导柱，5-支撑杆，6-单摆杆，7-后支撑立柱，8-前支撑立柱，9-铲料板，10-底座，11-下推移千斤顶，12-蓄能器。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型的矿山掘进工作面用行走式支架，包括顶 梁1、上推移千斤顶2、可相对前后滑动的摩擦副结构、单摆杆6、后支撑立柱7、前支撑立柱8、铲料板9、底座10及下推移千斤顶11。

上述顶梁1通过可相对前后滑动的摩擦副结构与单摆杆6一端连接，单摆杆6的另一端与底座10铰接，后支撑立柱7连接在底座10与单摆杆6之间；前支撑立柱8连接在铲料板9与顶梁1之间；顶梁1通过上推移千斤顶2作用于单摆杆6上；铲料板9通过下推移千斤顶11与底座10连接；前、后支撑立柱8、7均可伸缩，当后支撑立柱7处于支撑状态、前支撑立柱8处于浮动状态时，上推移千斤顶2可以单摆杆6为支点，通过可相对前后滑动的摩擦副结构推动顶梁1相对于矿山掘进巷道顶板前移一定距离，前、后支撑立柱8、7处于上述同等状态时，下推移千斤顶11可以底座10为支点将铲料板9向前推动一定距离；当前支撑立柱8处于支撑状态、后支撑立柱7处于浮动状态时，下推移千斤顶11可将底座10向前拉动一定距离。

上述行走式支架，主要用于掘进机截割臂上方巷道顶板的临时支护，采用由上、下推移千斤顶驱动进行各主体部分的相对移动，向前行走时无需卸载前移，对顶板不造成反复支撑，保证了安装在掘进机截割臂后方的锚杆钻机对顶板进行永久锚固支护前，对巷道掘进机截割臂上方4米左右距离的顶板实现了无损坏性支护，保证了巷道的完整性，提高了矿山掘进巷道顶板锚杆锚固机械化作业水平。

上述可相对前后滑动的摩擦副结构，优选采用滑块3和导柱4配合的结构；导柱4呈纵向固定在顶梁1上，滑块3上有互相垂直的两个孔分别为导向孔和铰接孔，滑块3的导向孔套在导柱4的柱体上并可在导柱4上前后滑动；滑块3的铰接孔与单摆杆6铰接。滑块3和导柱4的内外配合表面加工精度很高，在润滑脂的作用下，滑块3在导柱4柱体上滑动的摩擦系数很低，因此，上推移千斤顶2推动顶梁1时只需克服顶梁1与顶板的摩擦阻力，滑块3和导柱4的摩擦阻力比重极小可忽略不计。

优选地，上述顶梁1为两个，还包括支撑杆5，支撑杆5通过顶梁1上的耳板将两个顶梁1固定为一体，耳板内安装有关节轴承。

优选地，行走式支架还配有大储存能量的蓄能器12，后支撑立柱7采用伸缩油缸结构，蓄能器12与伸缩油缸的活塞腔相通；当顶梁1推移过程中遇到凸起顶板时，蓄能器12可吸收能量，使后支撑立柱7泄液；当顶梁1推移过程中遇到凹下顶板时，蓄能器12可放出能量，使后支撑立柱7补液，通过上述设置，可以实现恒压行走。

优选地，上述行走式支架采用液压源动力，如采用液压千斤顶、液压支撑立柱。

具体地，上述矿山掘进工作面用行走式支架，其中的各部件优选如下数量：顶梁1、滑块3、导柱4、支撑杆5、单摆杆6、后支撑立柱7、下推移千斤顶11、蓄能器12分别为各两件，上推移千斤顶2和前支撑立柱8分别为各四件，铲料板9、底座10分别为各一件。

两个导柱4分别呈纵向，导柱4通过焊接在顶梁1上并相对于顶梁1具有纵向孔的耳板配合销轴固定在顶梁1上，两个滑块3的导向孔分别套在导柱4的柱体上。

两个支撑杆5又通过焊接在顶梁1上并相对于顶梁1具有横向孔的耳板，将两个顶梁1固定为一体，每个支撑杆5分别与两个前支撑立柱8铰接，顶梁1上的耳板内安装有关节轴承，使两个顶梁1在遇到顶板不平时，增加自由度，增强其接顶性能。

两个滑块3的铰接孔分别与两个单摆杆6铰接，两个单摆杆6的另一端与底座10铰接，两个后支撑立柱7支撑在底座10与单摆杆6之间。

两个顶梁1，两个导柱4，两个支撑杆5形成以顶梁1为主要部件的第一整体；两个滑块3、两个单摆杆6、一个底座10、两个后支撑立柱7共同形成一个以底座10为主要部件的第二整体；一个铲料板9、四个前支撑立柱8共同形成以铲料板9为主要部件的第三整体；上述第一整体及第二整体在阻力较大的情况下相互滑动，是靠安装在单摆杆6和顶梁1之间的4 个上推移千斤顶2的推动或拉动来实现的(一个单摆杆6配合两个上推移千斤顶2)；上述第二整体与第三整体相对移动，是靠安装在底座10与铲料板9之间的2个下推移千斤顶11的推动或拉动来实现的。

上述行走式支架的行走过程，包括以下步骤：

步骤1，第一整体前移过程(顶梁恒压前移)如图3所示：后支撑立柱7处于支撑状态，前支撑立柱8处于浮动状态，并将该状态设定为初始状态；此时，操作上推移千斤顶2推动第一整体，使第一整体中的顶梁1克服与顶板的摩擦阻力向前移动，直至滑块3在导柱4上滑动限位；

步骤2，第三整体前移过程(推动铲料板前移)如图4所示：前、后支撑立柱8、7处于上述同等状态，操作下推移千斤顶11推动铲料板9向前移动；

步骤3，第二整体前移过程(拉动底座前移)如图5所示：前、后支撑立柱8、7进行支撑与浮动切换，使前支撑立柱8处于支撑状态，后支撑立柱7处于浮动状态，此时，操作下推移千斤顶11拉动底座10向前移动；

步骤4，恢复初始状态：前、后支撑立柱8、7进行支撑与浮动的再切换，使后支撑立柱7处于支撑状态，前支撑立柱8处于浮动状态。

步骤1、2、3所述动作移动的距离相等，图示为移动距离为500-50＝450mm。

上述行走式支架，在铲料板9上可安装掘进机的截割部和装运部，在底座10上可安装动力系统以及锚杆锚索支护装置和巷道掘进成巷的其它部件，在完成铲料板9和底座10的上述安装后，将组成一种诸如多功能联合掘进机的新型设备。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。