一种超前液压支架自动搬移装置的制作方法

本发明涉及一种煤矿用液压支架搬移装置，尤其涉及一种适用于综采工作面单元式无反复支撑超前液压支架的自动搬移装置。

背景技术：

目前，综采工作面巷道超前支护区域主要采用三种类型的支护设备：单体液压支柱、迈步自移式超前液压支架、单元式超前液压支架，由于单元式超前液压支架较前两种支护设备具有支护强度大、不会对顶板造成反复支撑破坏等优点，在煤矿综采工作面广泛推广应用，但由于单元式超前液压支架难以设计自行走装置，该支护设备不具备自行走的能力。

针对煤层赋存条件比较优越的矿井，一般可采用无轨胶轮车或叉车对单元式超前液压支架进行搬移；而煤层赋存条件比较复杂的矿井，则难以借助机械装备对单元式超前液压支架进行搬移，一般在工作面巷道顶板的中心位置设计单轨吊，利用单轨吊进行设备、人员、材料的搬运，但单轨吊一般布置在巷道顶板的中心位置，而单元式超前液压支架需要在巷道的两帮侧对顶板进行支护，不能通过单轨吊将单元式超前液压支架直接运送至巷道待支护位置。目前，井下多采用人力搬运的方式将单元式超前液压支架由巷道中心处搬移至巷道两帮侧，当单元式超前液压支架完成支护后，再采用人力搬运的方式将单元式超前液压支架由巷道两帮侧搬运至巷道断面中心处，然后利用单轨吊将单元式超前液压支架运送至下一个待支护位置。采用人力搬运的方式不仅需要消耗大量的人力资源，而且存在效率低、安全风险高等问题，亟需开发单元式超前液压支架的自动、快速、高效搬移设备与工艺技术。

技术实现要素：

针对上述复杂煤层条件进行单元式超前液压支架快速、高效搬运的难题，本发明提供一种单元式超前液压支架自动搬移装置，包括：底座、推移油缸、补偿油缸、搬运平台激光定位发射器、活动推杆激光测距仪、补偿油缸位移传感器；所述底座和推移油缸通过底座上的推移油缸固定耳板与推移油缸的油缸耳座连接固定，所述推移油缸通过补偿油缸耳座与补偿油缸铰接，所述搬运平台激光定位发射器布置在搬运平台的四个边角处，所述活动推杆激光测距仪布置在活动推杆的端部，所述补偿油缸位移传感器安装在补偿油缸缸体内。

所述底座用于为单元式超前液压支架提供搬运平台，并限定推移油缸的推移方向。

所述推移油缸用于为单元式超前液压支架的搬移提供推、拉力。

所述补偿油缸用于补偿推移油缸由于伸缩长度限制难以接触巷帮的煤壁，为单元式超前液压支架的搬移提供支撑点。

进一步的，所述固定底座包括推移油缸固定耳板、搬运平台、导向槽，其中：所述搬运平台与两个导向槽采用固定连接，所述导向槽内设计至少两个导向滑道，且推移油缸固定耳板交替布置于每个导向滑道的一端。

更进一步的，所述推移油缸包括油缸耳座、补偿油缸耳座、活动推杆、固定缸体、推移耳座，其中：所述活动推杆在固定缸体内进行伸缩移动，所述推移耳座用于和单元式超前液压支架的底座相连，对单元式超前液压支架进行拉移操作。

更进一步的，所述补偿油缸包括补偿油缸缸体、补偿油缸伸缩杆、补偿油缸支撑板，其中：所述补偿油缸伸缩杆在补偿油缸缸体内进行伸缩移动，所述补偿油缸支撑板可以通过补偿油缸伸缩杆伸出后与巷帮的煤壁接触，为搬移平台提供支反力。

更进一步的，一种采用上述超前液压支架自动搬移装置对单元式超前液压支架进行自动搬移的工艺流程，其特征在于，包括如下步骤。

s001，通过搬运平台激光定位发射器将单元式超前液压支架精准的放置于搬运平台上。

s002，将推移耳座与超前液压支架底座的推移点连接固定，准备进行单元式超前液压支架的自动推移。

s003，自动伸出待支护位置另一侧的活动推杆，使补偿油缸支撑板与待支护位置另一侧的巷帮煤壁接触。

s004，自动伸出待支护位置侧的活动推杆，将单元式超前液压支架由巷道中心处推移至巷道待支护位置处。

s005，解除推移装置与单元式超前液压支架的连接，准备进行巷道另一侧单元式超前液压支架的自动搬移。

s006，重复上述s001～s004的相关操作，完成将单元式超前液压支架由巷道中心处向巷道另一侧的巷帮侧进行自动搬移。

s007，当单元式超前液压支架完成支护任务后，利用单轨吊将上述单元式超前液压支架自动搬移装置放置于超前液压支架待搬移的巷道中心处。

s008，自动伸出待搬移侧的推移油缸的活动推杆，使补偿油缸支撑板与煤壁紧密接触。

s009，将非待搬移侧的推移耳座与单元式超前液压支架的搬移点连接固定，利用非待搬移侧的推移油缸将单元式超前液压支架拉移至固定底座的搬运平台上。

s010，利用单轨吊将搬运平台上的单元式超前液压支架运走，收回非待搬移侧的活动推杆，准备对另一侧的单元式超前液压支架进行搬移。

s011，重复上述s008～s009的相关操作，自动完成对另一侧单元式超前液压支架的搬移，实现将单元式超前液压支架由巷帮侧自动搬移至巷道中心处。

附图说明

图1为本发明一种超前液压支架自动搬移装置结构示意图。

图2为底座结构示意图。

图3为底座结构正视图。

图4为推移油缸结构示意图。

图5为补偿油缸结构示意图。

图6为单元式超前液压支架初始搬移状态正示图。

图7为单元式超前液压支架初始搬移状态示意图。

图8为将单元式超前液压支架搬移至巷帮侧位置状态示意图。

图9为将左侧单元式超前液压支架搬移至巷道中心位置初始示意图。

图10为单元式超前液压支架自动搬移流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本实施例提供一种单元式超前液压支架自动搬移装置，如图1-5所示，其机械结构主要包括：底座1、推移油缸2、补偿油缸3；所述底座1和推移油缸2通过底座1上的推移油缸固定耳板11与推移油缸2的油缸耳座21连接固定，所述推移油缸2通过补偿油缸耳座22与补偿油缸3铰接。

所述底座1用于为单元式超前液压支架提供搬运平台，并限定推移油缸2的推移方向。

所述推移油缸2用于为单元式超前液压支架的搬移提供推、拉力。

所述补偿油缸3用于补偿推移油缸2由于伸缩长度限制难以接触巷帮的煤壁，为单元式超前液压支架的搬移提供支撑点。

在其中一个实施例中，所述固定底座1包括推移油缸固定耳板11、搬运平台12、导向槽13，如图2～3所示，其中：所述搬运平台12与两个导向槽13采用固定连接，所述导向槽13内设计至少两个导向滑道，且推移油缸固定耳板11交替布置于每个导向滑道的一端。

具体的，搬运平台12主要用于临时停放单元式超前液压支架，其下表面分别与两个导向槽13的下表面对齐，即保证搬运平台12的下表面能够与巷道底板相接触，防止搬运平台12受到单元式超前液压支架的压力后发生变形；每个导向槽13内至少设计两个导向滑道，导向滑道用于限定推移油缸2的推移方向，每个导向槽13内相邻导向滑道内的推移油缸2采用相反的方向布置，如图1所示，因此，推移油缸固定耳板11交替布置于每个导向滑道的一端。

所述推移油缸2包括油缸耳座21、补偿油缸耳座22、活动推杆23、固定缸体24、推移耳座25，如图4所示，其中：所述活动推杆23在固定缸体24内进行伸缩移动，所述推移耳座25用于和单元式超前液压支架的底座相连，通过活动推杆23向不同方向伸出，实现对单元式超前液压支架的拉移操作。

所述补偿油缸3包括补偿油缸缸体31、补偿油缸伸缩杆32、补偿油缸支撑板33，如图5所示，所述补偿油缸伸缩杆32在补偿油缸缸体31内进行伸缩移动，所述补偿油缸支撑板33可以通过补偿油缸伸缩杆32伸出后与巷帮的煤壁接触，为搬移平台提供支反力。

本实施例提供一种与上述单元式超前液压支架自动搬移装置配套的单元式超前液压支架自动搬移控制系统，包括：搬运平台激光定位发射器4、活动推杆激光测距仪5、补偿油缸位移传感器6，如图1所示，其中：所述搬运平台激光定位发射器4布置在搬运平台12的四个边角处，通过与单元式超前液压支架顶梁上安装的激光定位接收器进行配对，可以对单元式超前液压支架的空间位置进行精准定位；所述活动推杆激光测距仪5布置在活动推杆23的端部，可以准确的实时测量活动推杆23的端部与巷帮侧煤壁的距离；所述补偿油缸位移传感器6安装在补偿油缸缸体31内，可以对补偿油缸的推移距离进行实时精准监测。

目前，在煤层赋存条件较差、巷道断面较小的矿井，多采用单轨吊对矿井施工器械、人员、材料等进行运输，本发明实施例充分利用矿井已经布设的单轨吊设备，提供一种单元式超前液压支架自动搬移装置，可以实现将单元式超前液压支架自动由巷道中心处搬移至巷帮侧待支护位置，当单元式超前液压支架完成支护后，可以将单元式超前液压支架自动由巷帮侧搬移至巷道中心处，如图6～10所示，包括以下步骤。

s001，通过搬运平台激光定位发射器4将单元式超前液压支架精准的放置于搬运平台12上。

具体的，利用矿井已经布设的单轨吊将单元式超前液压支架沿巷道中心线方向进行运输，当接收平台激光定位发射器4与单元式超前液压支架顶梁上安装的激光定位接收器匹配时，则自动停止单轨吊运输，并将单元式超前液压支架放置于搬运平台12上。

s002，将推移耳座25与超前液压支架底座的推移点连接固定，准备进行单元式超前液压支架的自动推移。

s003，自动伸出待支护位置另一侧的活动推杆23，使补偿油缸支撑板33与待支护位置另一侧的巷帮煤壁接触。

具体的，如图6～7所示，假设巷道待支护位置位于图6的巷道左侧，自动开启推移油缸2，伸出右侧的活动推杆23，并利用所述活动推杆激光测距仪5对右侧的活动推杆23的端部与右侧巷帮煤壁的距离进行实时测量，此时可能出现两种情况，第一种情况为，当活动推杆23的端部与右侧巷帮煤壁的距离等于补偿油缸3的长度时，则活动推杆23停止伸出动作，并启动补偿油缸3，确保补偿油缸支撑板33与右侧的巷帮煤壁紧密接触；第二种情况为，当活动推杆23完全伸出时，测得的活动推杆23的端部与右侧巷帮煤壁的距离仍大于补偿油缸3的长度，则自动计算补偿油缸伸缩杆32需要伸出的距离，并启动补偿油缸3，利用补偿油缸位移传感器6对补偿油缸伸缩杆32的伸缩量进行监测，当伸缩量等于上述计算值时，则停止补偿油缸3的伸出动作，此时，由于巷道左侧为单元式超前液压支架的待支护位置，右侧的推移油缸2伸出活动推杆23，且补偿油缸支撑板33与右侧煤壁紧密接触，为左侧的推移油缸2提供支点。

s004，自动伸出待支护位置侧的活动推杆23，将单元式超前液压支架由巷道中心处推移至巷道待支护位置处。

具体的，如图6所示，根据巷道待支护位置与巷帮侧的距离关系，自动计算左侧推移油缸2的活动推杆23需要伸出的距离，由于巷帮侧可能会出现凹凸不平等现象，因此，利用左侧的活动推杆激光测距仪5对活动推杆23的推进距离进行实时监测，将单元式超前液压支架推移至巷道左侧待支护位置，实现了将单元式超前液压支架由巷道中心处推移至巷帮左侧待支护位置，如图8所示。

s005，解除推移装置与单元式超前液压支架的连接，准备进行巷道另一侧单元式超前液压支架的自动搬移。

s006，重复上述s001～s004的相关操作，完成将单元式超前液压支架由巷道中心处向巷道另一侧的巷帮侧进行自动搬移。

s007，当单元式超前液压支架完成支护任务后，利用单轨吊将上述单元式超前液压支架自动搬移装置放置于超前液压支架待搬移的巷道中心处。

s008，自动伸出待搬移侧的推移油缸2的活动推杆23，使补偿油缸支撑板33与煤壁紧密接触。

具体的，利用活动推杆激光测距仪5、补偿油缸位移传感器6自动计算活动推杆23、补偿油缸伸缩杆32的伸出量，自动驱动推移油缸2、补偿油缸3使补偿油缸支撑板33与煤壁紧密接触，如图9所示，此时搬移侧的补偿油缸支撑板33与煤壁紧密接触，并作为单元式超前液压支架搬移的支撑点。

s009，将非待搬移侧的推移耳座25与单元式超前液压支架的搬移点连接固定，利用非待搬移侧的推移油缸2将单元式超前液压支架拉移至固定底座1的搬运平台12上；

具体的，根据待搬移侧（如图9中左侧）的活动推杆激光测距仪5测出的活动推杆23端部与巷帮煤壁的距离及巷道断面的对称结构，利用非待搬移侧（如图9中右侧）的推移油缸2将单元式超前液压支架由巷帮侧向巷道中心处进行拉移，当非待搬移侧的活动推杆激光测距仪5测出的活动推杆23端部和巷帮煤壁的距离与待搬移侧相等时，则自动停止拉移动作，此时，根据巷道对称搬移的原理，实现了自动将单元式超前液压支架由巷帮侧拉移至固定底座1的搬运平台12上。

s010，利用单轨吊将搬运平台12上的单元式超前液压支架运走，收回非待搬移侧的活动推杆23，准备对另一侧的单元式超前液压支架进行搬移。

s011，重复上述s008～s009的相关操作，自动完成对另一侧单元式超前液压支架的搬移，实现将单元式超前液压支架由巷帮侧自动搬移至巷道中心处。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

本发明提出的超前液压支架自动搬移装置，实现了自动将单元式超前液压支架由巷道中心处搬移至巷道两帮侧、由巷道两帮侧搬移至巷道中心处，大大降低了井下工人的劳动强度，提高了超前液压支架的搬移效率，解决了围岩条件复杂、变形量大、巷道断面小等恶劣工况下巷道单元式超前液压支架快速、高效搬运的问题。