一种液压支架装置及用液压支架装置处理煤矿冒顶的处理方法与流程

本发明涉及支架装置技术领域，尤其涉及一种液压支架装置及用液压支架装置处理煤矿冒顶的处理方法的方法。

背景技术：

工作面冒顶指工作面液压支架上方的岩石或煤体垮落，部分形成空洞。对于煤矿来说，工作面冒顶是对煤矿安全生产影响最大、最难处理的事项之一。工作面冒顶会导致液压支架顶梁不接顶，进而导致液压支架无法前移，最终导致工作面无法正常生产。

现有的支架装置用以支护工作面，发生冒顶时处理的方式一是在支架顶梁上方施工木垛；二是支架顶梁上方施工高分子材料形成一个人工假顶。但两种处理方式都需要维修人员站在支架顶梁上进行维护，从而使得维修人员暴露在没有支护的空顶下，对人员的安全造成极大的威胁，而且不方便处理冒顶。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种解决现有技术的缺陷，提供一种具有防护功能和方便处理冒顶的液压支架装置及方法。

本发明的技术方案提供一种液压支架装置，一种液压支架装置，包括承载顶板、掩护板、连杆、承载底板与液压立柱，所述掩护板的一端与所述承载顶板连接，所述连杆枢接在所述掩护板的另一端与所述承载底板之间，所述液压立柱支撑在所述承载顶板与所述承载底板之间；所述承载顶板具有上下贯通的第一通孔与第二通孔，所述承载顶板上还铰接有用于关闭所述第一通孔的第一密封门和用于关闭所述第二通孔的第二密封门；所述承载底板上设置有能够穿过所述第一通孔和所述第二通孔的伸缩式的支撑柱；所述承载底板上位于所述支撑柱的一侧还设置有能够穿过所述第二通孔的伸缩式的支撑架。在所述支撑架上设置有用于对冒落的岩石进行破碎作业的钻机；所述钻机能够随着所述支撑架的伸长而穿过所述第二通孔。

进一步地，在所述支撑柱上设置有用于对冒顶区域内的空洞进行填充的填充器；所述填充器能够随着所述支撑柱的伸长而穿过所述第二通孔。

进一步地，在所述承载顶板上设置有用于驱动所述第一密封门开关的第一驱动油缸，所述第一驱动油缸的输出端与所述第一密封门铰接。

进一步地，所述第一密封门上设有第一滑轨与第一滑块，所述第一滑块能在所述第一滑轨上滑动，且与所述第一驱动油缸的输出端枢接。

进一步地，在所述承载顶板上设置有用于驱动所述第二密封门开关的第二驱动油缸，所述第二驱动油缸的输出端与所述第二密封门铰接。

进一步地，所述第二密封门上设有第二滑轨与第二滑块，所述第二滑块能够在所述第二滑轨上滑动，且与所述第二驱动油缸的输出端枢接。

进一步地，所述承载顶板具有与所述第二通孔连通的中空腔体，在所述中空腔体内设有用于将网格片传送到所述第二通孔中的传送装置。

进一步地，所述传送装置包括固定在所述中空腔体内的套筒与用以卡持网格片的传送杆，所述传送杆与所述套筒滑动连接；所述传送装置还设置有驱动所述传送杆在所述套筒上滑动的传送驱动机构。

进一步地，所述承载底座上设有水平延伸的滑座和滑杆，所述滑杆与所述滑座滑动连接；所述支撑架具有竖直延伸的支撑座与支撑杆，所述支撑杆与所述支撑座滑动连接；所述滑杆还与所述支撑座连接。

进一步地，所述支撑杆上设置有能驱动所述钻机上下移动的钻机驱动机构。

进一步地，所述第二通孔的两侧分别设置有至少一个所述第一通孔；所述承载底板还设置有滑槽和滑动底座，所述滑动底座与所述滑槽滑动连接，所述支撑柱与所述滑动底座枢接，所述支撑柱能够穿过任意一个所述第一通孔。

本发明的技术方案提供一种采用上述方案中的任一项所述液压支架装置处理煤矿冒顶的处理方法，具体包括如下步骤，

s1：打开第一密封门；

s2：操作支撑柱，使得支撑柱穿过第一通孔，并伸入到承载顶板上方的冒顶区域内，以支撑住岩石；

s3：打开第二密封门；

s4：操作支撑架，使得支撑架带动钻机穿过第二通孔，并使得钻机位于冒顶区域内；

s5：操作钻机以打碎冒顶区域内的岩石；

s6：操作支撑架带动钻机回缩离开第二通孔；

s7：操作支撑柱回缩离开第一通孔，之后关闭第一密封门；

s8：在支撑柱上安装填充器；

s9：再次操作支撑柱，使支撑柱带动填充器进入第二通孔，并使得填充器的喷嘴朝向冒顶区域；

s10：操作填充器，向冒顶区域内注入填充材料；

s11：待冒顶区域内填充满填充材料后，操作支撑柱带动填充器回缩离开第二通孔；

s12：关闭第二密封门。

进一步地，在所述步骤s7中还包括安装网格片步骤，包括：

s71：通过传送装置向第二通孔中输送网格片；

s72：操作支撑柱朝向第二通孔伸出，并将网格片顶入冒顶区域内；

s73：将网格片固定在冒顶区域内；

s74：操作支撑柱回缩离开第二通孔。

进一步地，在步骤s73中还包括：

s731：操作支撑架带动钻机进入第二通孔内；

s732：通过钻机向冒顶区域内的岩石钻孔；

s733：向钻孔内打入锚固件，锚固件穿过网格片的实体部，通过锚固件将网格片固定在冒顶区域内。

进一步地，在所述步骤s9还包括：

在带动填充器进入第二通孔时，使填充器的喷嘴穿过网格片的镂空部。

本发明提供的利用该液压支架装置处理煤矿冒顶的处理方法，当发生冒顶时，操作该液压支架装置下的作业人员可以在承载顶板的下打开第一密封门与第二密封门，将支撑柱与支撑架向上伸至冒顶区域，然后操作安装在支撑柱上的填充器和安装在支撑架上的钻机对冒顶区域进行清理和修复，操作简单方便，有利于提高作业效率，而且作业人员在承载顶板的保护下作业，保障了人生安全。

附图说明

图1为本发明一实施例中液压支架装置的局部侧剖图；

图2为本发明一实施例中液压支架装置的俯视图；

图3为本发明一实施例中液压支架装置的主视图；

图4为本发明一实施例中第一通孔、第一密封门、第一驱动油缸、第二通孔、第二密封门和第二驱动油缸的示意图；

图5为本发明一实施例中第一密封门、第一驱动油缸、第一滑槽、第一滑块、第二密封门、第二驱动油缸、第二滑槽与第二滑块的示意图；

图6为本发明一实施例中传送装置、第一通孔和第二通孔的示意图；

图7为本发明一实施例中支撑柱与滑动底座的示意图；

图8为本发明一实施例中支撑架与钻机的示意图；

图9为本发明一实施例中网格片的示意图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1-8所示，为本发明一实施例提供的一种液压支架装置10包括承载顶板1、掩护板2、连杆3、承载底板4与液压立柱5，掩护板2的一端与承载顶板1连接，连杆3枢接在掩护板2的另一端与承载底板4之间，液压立柱5支撑在承载顶板1与承载底板4之间。承载顶板1具有上下贯通的第一通孔11与第二通孔13，承载顶板1上还铰接有用于关闭第一通孔11的第一密封门12和用于关闭第二通孔13的第二密封门14。承载底板4上设置有能够穿过第一通孔11和第二通孔13的伸缩式的支撑柱6。承载底板4上位于支撑柱6的一侧还设置有能够穿过第二通孔13的伸缩式的支撑架7。在支撑架7上设置有用于对冒落的岩石进行破碎作业的钻机8。钻机8能够随着支撑架7的伸长而穿过第二通孔13。

本发明提供的液压支架装置10在开采煤矿时用以支撑工作面，而且在工作面发生冒顶情况时该液压支架装置10还能协助人员处理冒顶事故，给人员提供保护，方便人员工作。

液压支架装置10包括承载顶板1、掩护板2、连杆3、承载底板4与液压立柱5，其中承载顶板1与承载底板4上下平行，掩护板2的顶端与承载顶板1的端部枢接，而掩护板2的底端与连杆3的顶端枢接，连杆3的底端与承载底板4枢接。液压立柱5则连接在承载顶板1与承载底板4之间为承载顶板1提供向上的支撑力，而且通过液压立柱5的伸缩可调节液压支架装置10的高度，用以适应不同大小的工作空间。

承载顶板1上具有贯通承载顶板1的第一通孔11与位于第一通孔11一侧的第二通孔13，以及用于关闭第一通孔11的第一密封门12和用于关闭第二通孔13的第二密封门14。第一密封门12和第二密封门14均与承载顶板1枢接，其中第一密封门12能绕着枢接处朝第一通孔11内旋转，当关闭第一密封门12时，第一密封门12遮蔽第一通孔11上方的开口，且第一密封门12的上表面与承载顶板1的上表面齐平。在第一通孔11顶端开口的孔壁上设有第一垫圈(未标识)，当关闭第一密封门12时，该第一垫圈用以密封第一密封门12与第一通孔11之间的缝隙，防止细小的砂石从第一通孔11掉落。而第二密封门14能绕着枢接处朝第二通孔13内旋转，当关闭第二密封门14时，第二密封门14遮蔽第二通孔13上方的开口，且第二密封门14的上表面与承载顶板1的上表面齐平。在第二通孔13顶端开口的孔壁上设有第二垫圈(未标识)，当关闭第二密封门14时，该第二垫圈用以密封第二密封门14与第二通孔13之间的缝隙，防止细小的砂石从第二通孔13掉落。

承载底板4上设置有能伸缩的支撑柱6与能伸缩的支撑架7。支撑柱6位于支撑架7的一侧并与承载底板4枢接。支撑柱6为液压缸61和伸缩柱62组成，通过液压控制伸缩柱62在液压缸61内滑动，以实现伸缩。伸缩柱62位于液压缸61内能沿着液压缸61滑动。支撑柱6能够穿过第一通孔11也能穿过第二通孔13。

支撑架7具有竖直延伸支撑座71与支撑杆72，支撑杆72位于支撑座71的槽内能沿着支撑座71上下滑动，且支撑杆72能向上穿过第二通孔13。在支撑杆72的外侧安装有钻机8，该钻机8用于破碎冒顶区域内的岩石。钻机8能随着支撑杆72朝从第二通孔13的内部穿出到承载顶板1的上方。

当在作业中液压支架装置10支撑的工作面发生冒顶时，其作业人员利用该液压支架装置10处理冒顶的具体过程为：发生冒顶时，承载顶板1支撑着工作面。作业人员在承载顶板1下方打开第一密封门12，第一密封门12绕着枢接的部位向下旋转。

然后操作支撑柱6的伸缩柱62沿着液压缸61向上伸展，此时支撑柱6伸长。伸缩柱62穿过第一通孔11进入到冒顶区域。将伸缩柱62的顶端支撑住冒顶区域内的岩石，因为支撑柱6的底端枢接在承载底板4上，故可以通过旋转支撑柱6调整角度使得伸缩柱62的顶端具有最佳的支撑点。

接着操作支撑架7伸长，即使支撑杆72沿支撑座71向上滑动，使得支撑杆72带着钻机8穿过第二通孔13伸入到冒顶区域内，然后操作钻机8对岩石进行打碎清理，打碎后的岩石通过第二通孔13掉落到承载底板4上。

当将冒顶区域内的岩石清理结束后，将支撑柱6回缩撤出第一通孔11，并关闭第一密封门12，而支撑架7回缩撤出第二通孔13。

然后在支撑柱6上设有能向冒顶区域内注入填充材料的填充器9。填充器9可以为额外的设备，当使用时由工作人员安装在支撑柱6上，也可以为液压支架装置10的一部分，其一直安装在支撑柱6上。随后再次伸长支撑柱6，带着填充器9穿过第二通孔13，将填充器9的喷嘴朝着冒顶区域。

然后打开填充器9向冒顶区域喷射能快速凝固的高分子材料，当填满冒顶区域后关闭填充器9停止喷射。

随后缩回支撑柱6，并关闭第二密封门14，从而完成冒顶区域的处理作业。

本发明提供的液压支架装置10，其承载顶板1上设有上下贯穿承载顶板1的第一通孔11与第二通孔13，承载顶板1还枢接有用于关闭第一通孔11的第一密封门12和关闭第二通孔13的第二密封门14。在承载底板4上设有能够伸缩的支撑柱6和伸缩的支撑架7，其中支撑柱6能够穿过第一通孔11和第二通孔13，支撑架7能够穿过第二通孔13。支撑架7上还设有钻机8。当发生冒顶时，液压支架装置10下的作业人员可以在承载顶板1的下操作支撑柱6和支撑架7穿过承载顶板1对冒顶区域进行清理和修复。整个处理过程简单方便，而且在处理冒顶时承载顶板1始终支撑着上方的工作面，使得作业人员在承载顶板1的保护下处理冒顶，保证了作业人员的安全。

较佳的，如图1、图3和图7所示，支撑柱6上设置有用于对冒顶区域内的空洞进行填充的填充器9。填充器9能够随着支撑柱6的伸长而穿过第二通孔13。工作人员通过操作支撑柱6带着填充器9穿过第二通孔13并对冒顶区域填充能快速凝固的高分子材料来处理冒顶，更方便快捷，节省了人力。

较佳的，如图4所示，承载顶板1上设置有用于驱动第一密封门12开关的第一驱动油缸121，第一驱动油缸121的输出端与所述第一密封门12铰接。第一驱动油缸121固定在第一通孔11的孔壁上，由液压油控制伸缩。第一密封门12枢接在第一通孔11顶端开口处的孔壁，当第一驱动油缸121的输出端伸出时，第一密封门12向上旋转关闭。当第一驱动油缸121的输出端收缩时，第一密封门12向下旋转打开。通过第一驱动油缸121能实现自动控制第一密封门12的开启与关闭，操作方便快捷，节省人力提高工作效率。

优选的，如图5所示，第一密封门12上设有第一滑轨122与第一滑块123，第一滑块123能在第一滑轨122上滑动，且与第一驱动油缸121的输出端枢接。第一驱动油缸121枢接在第一通孔11内的孔壁上，当第一驱动油缸121的输出端收缩时，第一滑块123在第一驱动油缸121的输出端带动下沿着第一密封门12的第一滑轨122向左滑动，第一驱动油缸121则靠近第一通孔11的孔壁旋转，第一密封门12向下旋转，从而打开第一密封门12。当第一驱动油缸121的输出端伸出时，第一滑块123在第一驱动油缸121的输出端带动下沿着第一密封门12的第一滑轨122向右滑动，第一驱动油缸121则远离第一通孔11的孔壁旋转，第一密封门12向上旋转，从而实现第一密封门12的关闭。用第一驱动油缸121驱动第一滑块123在第一滑轨122内滑动的方式能实现更平稳的自动打开和关闭第一密封门12，而且更方便维修。

较佳的，如图4所示，在承载顶板1上设置有用于驱动第二密封门14开关的第二驱动油缸141，第二驱动油缸141的输出端与第二密封门14铰接。第二驱动油缸141固定在第二通孔13的孔壁上，由液压油控制伸缩。第二密封门14枢接在第二通孔13顶端开口处的孔壁，当第二驱动油缸141的输出端伸出时，第二密封门14向上旋转关闭；当第二驱动油缸141的输出端收缩时，第二密封门14向下旋转打开。通过第二驱动油缸141能实现自动控制第二密封门14的开启与关闭，操作方便快捷，节省人力提高工作效率。

优选的，如图5所示，第二密封门14上设有第二滑轨142与第二滑块143，所述第二滑块143能够在所述第二滑轨142上滑动，且与所述第二驱动油缸141的输出端枢接。第二驱动油缸141枢接在第二通孔13内的孔壁上，当第二驱动油缸141的输出端收缩时，第二滑块143在第二驱动油缸141的输出端带动下沿着第二密封门14的第二滑轨142向左滑动，第二驱动油缸141则靠近第二通孔13的孔壁旋转，第二密封门14向下旋转，从而打开第二密封门14。当第二驱动油缸141的输出端伸出时，第二滑块143在第二驱动油缸141的输出端带动下沿着第二密封门14的第二滑轨142向右滑动，第二驱动油缸141则远离第二通孔13的孔壁旋转，第二密封门14向上旋转，从而实现第二密封门14的关闭。用第二驱动油缸141驱动第二滑块143在第二滑轨142内滑动的方式能实现更平稳的自动打开和关闭第二密封门14，而且更方便维修。

较佳的，如图1、图2和图9所示，承载顶板1具有与第二通孔13连通的中空腔体17，在中空腔体17内设有用于将网格片16传送到第二通孔13中的传送装置15。

中空腔体17还与承载顶板1的外部连通，用以工作人员将网格片16安装在传送装置15上。网格片16用以安装固定在冒顶区域内，防止填充器9填充后填充物的掉落。其具体使用步骤如下，在支撑架7回缩离开第二通孔13后，传送装置15将安装好的网格片16传送到第二通孔13内，然后朝第二通孔13伸长支撑柱6，支撑柱6的顶端支撑网格片16并带着网格片16穿出第二通孔13，并最终将网格片16顶入冒顶区域内。然后伸长支撑架7穿过第二通孔13，操作钻机8将网格片16固定在冒顶区域。

如图9，网格片16为一片材上具有多个网格，其具有实体部161和镂空部162。操作钻机8在网格片16的实体部161和冒顶区域的壁面钻孔，然后将锚固件(未标识)安装在钻孔内将网格片16固定。

利用传送装置15实现自动将网格片16传送到第二通孔13内，方便操作，节省人力。

优选的，如图6和图9所示，传送装置15包括固定在中空腔体17内的套筒151与用以卡持网格片16的传送杆152，传送杆152与套筒151滑动连接。传送装置15还设置有驱动传送杆152在套筒151上滑动的传送驱动机构153。传送杆152的端部用以安装网格片16，传送驱动机构153的传送端与传送杆152连接，传送驱动机构153的固定端与套筒151连接。传送驱动机构153为液压油缸，通过液压油缸的伸缩来带动传送杆152在套筒151上滑动，从而实现平稳的传送网格片16。

较佳的，如图1和图8所示，承载底板4上设有水平延伸的滑座73和滑杆74，滑杆74与滑座73滑动连接。支撑架7具有竖直延伸的支撑座71与支撑杆72，支撑杆72与支撑座71滑动连接。滑杆74还与支撑座71连接。

其中滑杆74能沿着滑座73左右滑动，而支撑杆72能沿着滑座73上下滑动，如此设置使得支撑架7能实现左右位置与上下位置的调节。如此，当支撑杆72带着钻机8进入冒顶区域内时能够调节钻机8的作业位置，方便操作钻机8工作。

优选的，如图8所示，支撑杆72上设置有能驱动钻机8上下移动的钻机驱动机构75。

其中钻机驱动机构75包括马达(未图示)，主动齿轮751、从动齿轮752和链条753。主动齿轮751安装在马达的转轴上，主动齿轮751与从动齿轮752沿着支撑杆72延伸方向分布，链条753与主动齿轮751和从动齿轮752啮合，链条753的一侧与钻机8固定。通过马达带动主动齿轮751旋转使得链条753能沿着支撑杆72上下移动，从而带动钻机8上下移动。实现在无需操控支撑杆72滑动的情况下就能控制钻机8的上下移动，方便工作人员对钻机8的调整，方便操作，提高了工作效率。而且采用链条753与齿轮结合的方式，能使移动钻机8的移动更平稳，这种结合方式方便组装，当链条753部分损坏时也便于更换。

较佳的，如图1、图2与图7所示，第二通孔13的两侧分别设置有至少一个第一通孔11。承载底板4还设置有滑槽42和滑动底座41，滑动底座41与滑槽42滑动连接，支撑柱6与滑动底座41枢接，支撑柱6能够穿过任意一个第一通孔11。

承载底板4设有开口朝右的滑槽42，滑动底座41滑动连接在滑槽42内，滑动底座41与承载底板4类似抽屉式结构，故滑动底座41能在承载底板4上左右滑动。支撑柱6的底端枢接在滑动底座41的端部，能后绕着枢接处做旋转。该设置使得支撑柱6能够在左右方向调整位置，使得支撑柱6能从任意一个第一通孔11伸出，有利于支撑柱6支撑冒顶区域内的岩石时选择最佳的支撑点。

结合图1-8所示，为本发明一实施例提供的一种采用前述方案中任一项液压支架装置10处理煤矿冒顶的处理方法，具体包括如下步骤：

s1：打开第一密封门12。

s2：操作支撑柱6，使得支撑柱6穿过第一通孔11，并伸入到承载顶板1上方的冒顶区域内，以支撑住岩石。

s3：打开第二密封门14。

s4：操作支撑架7，使得支撑架7带动钻机8穿过第二通孔13，并使得钻机8位于冒顶区域内。

s5：操作钻机8以打碎冒顶区域内的岩石。

s6：操作支撑架7带动钻机8回缩离开第二通孔13。

s7：操作支撑柱6回缩离开第一通孔11，之后关闭第一密封门12。

s8：在支撑柱6上安装填充器9。

s9：再次操作支撑柱6，使支撑柱6带动填充器9进入第二通孔13，并使得填充器9的喷嘴朝向冒顶区域。

s10：操作填充器9，向冒顶区域内注入填充材料。

s11：待冒顶区域内填充满填充材料后，操作支撑柱6带动填充器9回缩离开第二通孔13。

s12：关闭第二密封门14。

该液压支架装置10的具体结构、构造及原理请参照前面对液压支架装置10的描述，在此不再赘述。

在使用该液压支架装置10处理煤矿冒顶的处理方法的步骤中，其第s5步，打碎的岩石会通过第二通孔13掉落到承载底板4上，方便工作人员进行清理。

较佳的，结合图1和图6所示，在步骤s7中还包括安装网格片16步骤，包括：

s71：通过传送装置15向第二通孔13中输送网格片16。

s72：操作支撑柱6朝向第二通孔13伸出，并将网格片16顶入冒顶区域内。

s73：将网格片16固定在冒顶区域内。

s74：操作支撑柱6回缩离开第二通孔13。

其中，网格片16安装固定在冒顶区域内是用以在填充器9在冒顶区域内注入填充材料后，阻挡填充物的掉落。

较佳的，结合图1、图6和图9所示，在步骤s73中还包括：

s731：操作支撑架7带动钻机8进入第二通孔13内；

s732：通过钻机8向冒顶区域内的岩石钻孔；

s733：向钻孔内打入锚固件，锚固件穿过网格片16的实体部161，通过锚固件将网格片16固定在冒顶区域内。

其中网格片16为一片材上具有多个网格，其具有实体部161和镂空部162。操作钻机8在网格片16打孔时，用钻机8的钻头穿过实体部161并在冒顶区域的壁面钻孔，然后将锚固件安装在钻孔内，从而将网格片16固定在壁面上。锚固件可以为螺栓。

较佳的，在步骤s9还包括：

在带动填充器9进入第二通孔13时，使填充器9的喷嘴穿过网格片16的镂空部162。

综上所述，本发明提供的液压支架装置，其承载顶板上设有上下贯穿承载顶板的第一通孔与第二通孔，承载顶板还连接有关闭第一通孔的第一密封门和关闭第二通孔的第二密封门。在承载底板上设有支撑柱与支撑架，支撑架上设有钻机。当发生冒顶时，操作该液压支架装置下的作业人员可以在承载顶板的下打开第一密封门与第二密封门，将支撑柱与支撑架向上伸至冒顶区域，然后操作安装在支撑柱上的填充器和安装在支撑架上的钻机对冒顶区域进行清理和修复，操作简单方便，有利于提高作业效率，而且作业人员在承载顶板的保护下作业，保障了人生安全。

其次利用该液压支架装置处理煤矿冒顶的处理方法，在液压支架装置下的作业人员可以在承载顶板的下打开第一密封门和第二密封门，使得支撑柱与支撑架架向上穿过承载顶板伸至冒顶区域，然后操作填充器和钻机对冒顶区域进行清理和修复。整个操作简单方便，有利于提高作业效率。而且承载顶板向上支撑着工作面，保护了工作人员的人生安全。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

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，也应视为本实用新型的保护范围。