一种急倾斜巷道用下端头液压支架及使用方法与流程

本发明涉及采煤技术领域，更确切地说涉及一种急倾斜巷道用下端头液压支架及使用方法。

背景技术：

当煤层巷道倾角大于等于45°的煤层为急倾斜煤层。由于急倾斜煤层煤层倾角太大，传统的液压支架结构形式决定了急倾斜煤层工作面液压支架在正常工作状态下始终处于静态侧向不稳定、动态纵向不平衡状态，一旦工人操作失误降架过多，液压支架失去下方液压支架的有效支撑，所移液压支架将立即发生倾倒，轻则与下方液压支架之间发生咬架，重则所移液压支架发生倒架,直接引发冒顶事故，通常急倾斜煤层一般在巷道内，即平直的巷道内出现急倾斜煤层，因此沿着该煤层，需要挖掘一条采煤巷道，该采煤巷道为急倾斜巷道，在急倾斜巷道内并列放置液压支撑支架，这些支撑支架用来支撑采煤巷道顶部，防止顶部发生塌陷，而整排支撑支架的头部与尾部位于急倾斜巷道入口与出口处，特别是出口处，由于急倾斜巷道内的液压支架并排叠放时，整体重心及重量需要有个支撑底座支撑，且急倾斜巷道出口位置至关重要，一旦该处发生冒顶或坍塌事故，整条采煤巷道就会功亏一篑，因此，急需一种能牢固支撑地支撑急倾斜煤层口且与急倾斜煤层巷道内的液压支架能相互牢固配合的液压支架底座。

技术实现要素：

本发明提供一种急倾斜巷道用下端头液压支架，其位于急倾斜巷道口，用来支撑急倾斜巷道口顶面，防止该处顶面坍塌或落石，保证人员出入或采煤安全。

本发明的技术解决方案是，提供一种急倾斜巷道用下端头液压支架，它包括均位于急倾斜巷道底部出口处的第一支架与第二支架，所述第一支架包括端头支架与滑动跑道，所述端头支架与滑动跑道前后紧靠设置，且滑动跑道靠近急倾斜巷道底部出口，所述第二支架包括前架与后架，所述前架与后架前后紧靠设置，所述端头支架与前架相互并排且紧靠设置，所述滑动跑道与后架相互并排且紧靠设置；

所述端头支架包括第一底座、第一支撑梁、第一油缸及第一连杆机构，所述第一支撑梁通过第一油缸固定于第一底座上方，所述第一油缸一端铰接于第一底座，另一端铰接于第一支撑梁，所述第一支撑梁通过第一油缸伸缩以实现升降动作，所述第一连杆机构位于第一底座与第一支撑梁之间，所述第一连杆机构包括第一机架与第一连杆，所述第一机架固定于第一底座上，所述第一连杆固定于第一支撑梁上，所述第一支撑梁通过第一连杆机构及第一油缸以实现升降动作及角度微调动作；

所述滑动跑道包括支承滑板、顶升油缸及辅助连杆机构，所述支承滑板为板状结构或框架结构，所述支承滑板靠近后架一侧与第一底座之间连接有顶升油缸与辅助连杆机构，所述支承滑板另一侧与第一底座铰接，通过顶升油缸驱动与辅助连杆机构伸缩以实现支撑滑板一侧作升降动作；

所述前架包括第二底座、第二支撑梁、第二油缸及第二连杆机构，所述第二支撑梁通过第二油缸固定于第二底座上方，所述第二油缸一端铰接于第二底座，另一端铰接于第二支撑梁，所述第二连杆机构位于第二支撑梁与第二底座之间，所述第二连杆机构一端固定于第二底座上，另一端铰接于第二支撑梁，所述第二支撑梁通过第二油缸与第二连杆机构伸缩以实现升降动作；

所述后架包括第三底座、第三支撑梁、第三油缸及第三连杆机构，所述第三支撑梁通过第三油缸固定于第三底座上方，所述第三油缸一端铰接于第三底座，另一端铰接于第三支撑梁，所述第三支撑梁通过第三油缸伸缩以实现升降动作，所述第三支撑梁前端铰接有一前探梁，所述第三连杆机构位于前探梁与第二底座之间，所述第三连杆机构一端固定于第三底座上，另一端铰接于前探梁底部，所述前探梁通过第三连杆机构摆动以实现升降动作。

优选地，所述支承滑板与第一底座通过支撑柱铰接，即支撑柱一端固定于第一底座，另一端铰接于支撑滑板。

优选地，所述第一底座、第二底座及第三底座均为分体式结构，左右两侧底座通过前后过桥连接而形成分体式过桥结构。

优选地，所述第一支撑梁与第二支撑梁朝向滑动跑道的端部均延伸出掩护梁，其中第二支撑梁上掩护梁与第二底座之间设有推移油缸，所述推移油缸一端固定于第二底座，另一端固定于掩护梁底部。

优选地，所述第一油缸、第二油缸及第三油缸数量均为四个，分别固定于相应底座的四角处。

优选地，所述顶升油缸数量为两个，且同时向后架所在方向倾斜。

基于以上液压支架结构，本发明还提供一种该下端头液压支架的使用方法，其包括以下步骤：

步骤一、将第一支架放置于巷道内靠近急倾斜口处，第一支架的滑动跑道端部靠近急倾斜口，通过第一油缸驱动端头支架的第一支撑梁上升，待第一支架放置到位后，通过顶升油缸驱动支撑滑板调整角度对准急倾斜巷道内的支撑支架；

步骤二、将后架放置于巷道内靠近急倾斜口处，其与滑动跑道并排放置且其前探梁紧抵巷道内端面，此时前探梁可根据实际工况进行调节，使其处于张开或收拢状态，接着将前架紧跟后架放置，使得前架的头部紧抵后架的尾部，后架的前探梁通过第三连杆机构进行摆动，用来调整后架与巷道内端面的距离；

步骤三、将全部支撑梁通过各油缸上升并紧抵巷道顶面。

本发明通过将三个支架进行组合排列放置于急倾斜巷道出口处的巷道内，其支撑梁通过油缸驱动而升降，使得支撑梁紧抵于巷道顶面，且本发明滑动跑道直接紧抵急倾斜巷道内整排液压支撑支架的最后一个支架，即下端头的支撑支架，保证下端头的支撑支架不发生错位或滑移，且滑动跑道可调节角度，以适应不同急倾斜巷道，不仅提供了安全作业区域，同时为工作人员提供了安全通道，其底座直接与巷道内地面接触，保证了支架不会歪倒或滑动，特别适用于急倾斜巷道内多个液压支撑支架堆叠的工况，使得急倾斜巷道内的所有液压支撑支架保持平衡与稳定；

前架端部设有可调节摆角的掩护梁，使得前架与后架之间形成遮挡，用来阻挡从急倾斜巷道内掉落的碎石，掩护梁摆角动作通过单独的顶升油缸进行驱动而实现，保证掩护梁的支撑强度；

本发明的三个支架结构简单、安装放置方便。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明整体爆炸图。

其中1、第一支架；11、端头支架；111、第一底座；112、第一支撑梁；113、第一油缸；114、第一连杆机构；12、滑动跑道；121、支承滑板；122、顶升油缸；123、辅助连杆机构；2、第二支架；21、前架；211、第二底座；212、第二支撑梁；213、第二油缸；214、第二连杆机构；22、后架；221、第三底座；222、第三支撑梁；223、第三油缸；224、第三连杆机构；225、前探梁；3、掩护梁；4、推移油缸。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一，如图1、2所示，本发明结构包括第一支架1与第二支架2，均位于急倾斜巷道底部出口处。

第一支架1包括端头支架11与滑动跑道12，端头支架11与滑动跑道12前后紧靠设置，且滑动跑道12靠近急倾斜巷道底部出口。

端头支架11包括第一底座111、第一支撑梁112、第一油缸113及第一连杆机构114，第一支撑梁112通过第一油缸113固定于第一底座111上方，第一油缸113一端铰接或固定于第一底座111，另一端铰接于第一支撑梁112，第一支撑梁112通过第一油缸113伸缩以实现升降动作，第一连杆机构114位于第一底座111与第一支撑梁112之间，第一连杆机构114包括第一机架与第一连杆，第一机架固定于第一底座111上，第一连杆固定于第一支撑梁112上，第一连杆机构114辅助第一支撑梁112作升降动作及角度微调动作；

滑动跑道12包括支承滑板121、顶升油缸122及辅助连杆机构123，支承滑板121为板状结构或框架结构，支承滑板121靠近后架22一侧与第一底座111之间连接有顶升油缸122与辅助连杆机构123，支承滑板121另一侧与第一底座111铰接，通过顶升油缸122驱动与辅助连杆机构123伸缩以实现支撑滑板一侧作升降动作；

顶升油缸122数量为四个以上，等距均匀地分布于支承滑板121与第一底座111之间，具体位置可以是第一底座111的中间位置或四周，顶升油缸122一端铰接于支承滑板121，另一端固定于第一底座111，多个顶升油缸122可以同时升降，也可以分侧升降，即位于同一侧的油缸同时升或降，另一侧的油缸相应的降或升，使得支承滑板121两侧一高一低状态，相对于第一底座111，整体呈现一定角度，方便支承滑板121对准急倾斜巷道。

第二支架2包括前架21与后架22，前架21与后架22前后紧靠设置，端头支架11与前架21相互并排且紧靠设置，滑动跑道12与后架22相互并排且紧靠设置。

前架21包括第二底座211、第二支撑梁212、第二油缸213及第二连杆机构214，第二支撑梁212通过第二油缸213固定于第二底座211上方，第二油缸213一端铰接于第二底座211，另一端铰接于第二支撑梁212，第二连杆机构214位于第二支撑梁212与第二底座211之间，第二连杆机构214一端固定于第二底座211上，另一端铰接于第二支撑梁212，第二支撑梁212通过第二油缸213与第二连杆机构214伸缩以实现升降动作。

后架22包括第三底座221、第三支撑梁222、第三油缸223及第三连杆机构224，第三支撑梁222通过第三油缸223固定于第三底座221上方，第三油缸223一端铰接于第三底座221，另一端铰接于第三支撑梁222，第三支撑梁222通过第三油缸223伸缩以实现升降动作，第三支撑梁222前端铰接有一前探梁225，第三连杆机构224位于前探梁225与第二底座211之间，第三连杆机构224一端固定于第三底座221上，另一端铰接于前探梁225底部，前探梁225通过第三连杆机构224摆动以实现升降动作。

本实施例中，第一油缸113、第二油缸213及第三油缸223数量均为四个，分别固定于相应底座的四角处，油缸的底部固定于底座上，可伸缩端铰接于支撑梁底面，配合各连杆机构，使得各支撑梁在紧抵巷道顶面时能有一定的滑动缓冲，防止支撑梁在举升过程中发生硬性卡滞。

本实施例中，第一连杆机构114、第二连杆机构214、第三连杆机构224及辅助连杆机构123均采用四连杆机构，其机架固定于底座上，曲柄固定于支撑梁上，能有效克服支架支撑梁的重力和支撑梁沿倾向方向上的分力，改善支架的受力状况。急倾斜巷道内煤层工作面在支撑梁大范围活动时(如直接顶跨落、工作面初次来压或周期来压)，支撑梁沿倾向方向的分力要远大于沿走向方向上的分力，由于四连杆机构垂直连接支架的底座与支撑梁，能有效地提高支架的整体稳定性，增强整个支架的抗扭性能。这里需要说明的是，为保证各支架侧向稳定，支架宽度按1.75m设计，以适应煤层倾角达85°时的情形，同时，也为垂直布置的四连杆机构在各支撑梁升降时留有足够的空间，且在支撑梁正常的支撑高度范围，四连杆机构不得突出到箱式底座以外。

另外，四连杆机构的形式可进一步优化，将四连杆机架和支架的底座连成一体或自底座延伸而出，既提高支架的整体强度，又降低支架自身重量。

实施例二，支承滑板121与第一底座111通过支撑柱铰接，即支撑柱一端固定于第一底座111，另一端铰接于支撑滑板，根据实际不同工况而采用不同高度的支撑柱，既增加了滑动跑道12的稳定性，又使支承滑板121能灵活地摆动不同角度，以适应不同角度的急倾斜巷道。其余同实施例一。

实施例三，第一底座111分为两部分，一部分为端头支架11的底座，另一部分用来固定滑动跑道12，两部分底座之间设有一可伸缩的油缸，该油缸分别固定于两部分底座，通过该油缸的伸缩而实现两部分底座之间的距离调节，从而能更加灵活地调整端头支架11与滑动跑道12之间的距离。其余同实施例一。

第一底座111、第二底座211及第三底座221上均能增设框架箱式底座，即在各底座上套设一个框架箱式底座，使得该底座内能增设人行通道，采用隔离网及扶梯等装置，通过焊接固定于底座框架上，以供人员出入，同时防止碎石或杂物掉至通道内，保证人员安全出入。

上述框架箱式底座采用钢制焊接件，保证稳定性与抗扭性能。

上述第一底座111、第二底座211及第三底座221采用分体式过桥结构，即底座采用两个平行的底板，两个底板之间通过连接块，实现过桥式连接，连接块具有一定的高度，当各个底座上的油缸收缩至极限时，连接块具有支撑支撑梁的作用，防止支撑梁压塌或变形。

基于上述结构，本发明还提供一种急倾斜巷道用下端头液压支架的应用于巷道内的方法，其具体步骤如下：

步骤一、将第一支架1通过外部辅助设备放置于巷道内，且靠近急倾斜出口处，第一支架1的滑动跑道12端部靠近急倾斜口，通过第一油缸113驱动端头支架11的第一支撑梁112上升，使第一支撑梁112抵于巷道顶面，待第一支架1放置到位后，通过顶升油缸122驱动支承滑板121调整角度，最后对准急倾斜巷道出口，由于第一底座111长度较长，对应的支承滑板121长度也较长，使得第一支架1的位置无需过多调整，即可对准急倾斜巷道口，也是为了防止急倾斜巷道内的支撑支架发生偏移时第一支架1仍能稳定地承载支撑支架；

步骤二、将后架22放置于巷道内靠近急倾斜口处，其与滑动跑道12并排放置且其前探梁225紧抵巷道内端面，此时前探梁225可根据实际工况进行调节，使其处于张开或收拢状态，接着将前架21紧跟后架22放置，使得前架21的头部紧抵后架22的尾部，后架22的前探梁225通过第三连杆机构224进行摆动，用来调整后架22与巷道内端面的距离，比如，急倾斜巷道长度较长情况下，需要其内的支撑支架数量较多，而用来承载第一个支撑支架的滑动跑道12被要求进一步的稳定性与承载强度，通常调小后架22与巷道内端面之间的距离，前架21相应地更进一步靠近巷道内端面，此时前架21与后架22的底座均并排紧抵滑动跑道12的底座，加大了滑动跑道12的稳定与承载性能；

步骤三、将全部支撑梁通过各油缸上升并紧抵巷道顶面，最后支撑支架通过外部辅助设备呈层叠方式放置于急倾斜巷道内，使得支承滑板121紧抵第一个支撑支架，从而保证急倾斜巷道内的整排支撑支架则相互层叠时不会发生滑移，最终防止巷道内顶面坍塌。

最后撤离时，从巷道入口处撤离急倾斜巷道内的支撑支架，从巷道出口处撤离前架21、后架22及第一支架1，两者可同时进行或先后进行，非常方便简单。

这里需要说明的是，第一支撑梁112延伸出的掩护梁3，正好能覆盖第一支撑梁112与第二支撑梁212急倾斜巷道口之间的空档部位，而前架21第二支撑梁212上的掩护梁3正好能挡住第二支撑梁212与第三支撑梁222之间的空档部位，能有效挡住从急倾斜巷道里落下的碎石等杂物，掩护梁3通过与其对应的推移油缸4实现升降摆动。

本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。