平行作业式快速掘进支护系统及构建方法
【专利摘要】本发明的平行作业式快速掘进支护系统，包括掘进机和若干支护架，特征在于：所述掘进机上设置有运输装置，运输装置由机架、前调梁和后调梁组成，机架的两侧设置有相互平行的传送链条，机架的中央开设有导向槽，前调梁、后调梁的一端分别铰接于位于导向槽中的不同底座上，另一端设置有托梁器。本发明的构建方法包括a).拆卸支护架；b).放置支护架；c).运送支护架；d).取支护架；e).安装支护架；f).锚杆支护。本发明的掘进支护系统及构建方法，液压站腿为主动支护，与无主动支护相比，支撑效果更佳，确保了安全生产；同时，由于锚杆作业钻车在掘进机的后部作业，实现了掘进与锚杆支护的平行作业，显著提高了煤矿开采效率。
【专利说明】
平行作业式快速掘进支护系统及构建方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种煤矿开采过程中的掘进支护系统及构建方法，更具体的说，尤其涉及一种平行作业式快速掘进支护系统及构建方法。
【背景技术】
[0002]国内煤矿目前普遍使用的临时支护形式是窜管前探梁和支柱加横梁两种方式。这两种方式都存在着支护时间较长，工人劳动强度大等问题，在搭建支护时都严重影响着掘进效率，最大的问题是仍有安全的薄弱环节。前探梁和支柱加横梁均为被动支撑，无主动支撑力，工人施工是在空顶区，一旦来压，不能进行有效的支撑，给安全生产带来极大的隐患。
[0003]目前国内已有的液压临时支护装置，依托掘进机进行安装使用，但在使用过程中无法进行平行作业，虽然提高了临时支护的速度，但在锚杆作业时必须停止掘进，掘进速度提高不是很明显。如专利号为CN201410445368.9、发明名称为“一种掘进支护系统及巷道支护方法”的专利文献，公开了一种掘进支护系统，其由掘进机、转载机、轨道、移动转载小车、支架组成，轨道设置于掘进机和转载机上，移动转载小车可在轨道上前后移动，以便将后端的龙门形状的支架运输至前端，以便随着掘进机的掘进实现不间断支护。但这种掘进支护系统，在锚杆支护时必须停止掘进，无法实现掘进与锚杆支护的平行作业，降低了煤矿的开采效率。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种平行作业式快速掘进支护系统及构建方法。
[0005]本发明的平行作业式快速掘进支护系统，包括掘进巷道开采的掘进机和若干对掘进后空顶区域进行临时支撑保护的支护架，支护架由横梁和固定于其两端的液压站腿组成，横梁的两端为可伸缩形式;其特别之处在于:所述掘进机上设置有将最后端的支护架转移至最前端的运输装置，运输装置由机架、前调梁和后调梁组成，机架的两侧设置有相互平行的传送链条，机架上设置有驱使传动链条转动的第一驱动装置;机架的中央开设有导向槽，前调梁、后调梁的一端分别铰接于位于导向槽中的不同底座上，另一端设置有与支护架的横梁相配合的托梁器，机架上设置有驱使两底座沿导向槽运动的第二驱动装置，机架的两端固定有驱使前调梁、后调梁升降的支撑油缸。
[0006]本发明的平行作业式快速掘进支护系统，所述掘进机的后端设置有锚杆作业钻车，锚杆作业钻车用于向支护巷道的钢带上钻入锚杆，以实现巷道顶壁和侧壁的长期支护。
[0007]本发明的平行作业式快速掘进支护系统，所述掘进机的后端设置有用于将掘进机开采的煤矿运出的前端运输车，前端运输车的后端设置有将煤矿进一步运出的自移机尾式运输机。
[0008]本发明的平行作业式快速掘进支护系统，所述前调梁和后调梁均由梁体、一级伸缩杆和二级伸缩杆组成，梁体的下端铰接于底座上，上端依次固定一级伸缩杆、二级伸缩杆，托梁器固定于二级伸缩杆的末端，托梁器上设置有开口朝上的U形卡口。
[0009]本发明的平行作业式快速掘进支护系统的构建方法，其特征在于，通过以下步骤来实现:
a).拆卸支护架，当掘进机掘进一段距离需要临时支护时，运输装置将后调梁伸出，并将后调梁上的托梁器卡在支护架上的横梁上，此时，将液压站腿收缩并将横梁的两端缩回，以使其宽度、高度均小于其余支护架的宽度和高度，以便从其余支护架中穿过;b).放置支护架，支撑油缸驱使后调梁下降，同时第二驱动装置驱使后调梁的底座沿导向槽向前移动，以使托梁器上的支护架落在传送链条上；c).运送支护架，第一驱动装置驱使传动链条转动，以便将传送链条上的支护架运送至机架的前端;d).取支护架，令前调梁处于缩回状态，传送链条将支护架运送至前调梁的托梁器处，使横梁卡入托梁器的U形卡口中，以使支护架固定于前调梁上;e).安装支护架，第二驱动装置驱使前调梁的底座沿导向槽向前移动，同时支撑油缸驱使前调梁上升，在前调梁的前伸作用下，使支护架运动到临时支护位置，然后通过液压系统先驱使支护架的横梁两端外伸，再驱使液压站腿伸长，以实现对开采区域的临时支护；
在实际支护过程中，一次可从后端向前端转移一个或多个支护架，其转移的数量由掘进机掘进的距离长短决定；当需要转移多个支护架时，每转移一个支护架重复执行步骤a)至e)即可；
f).锚杆支护，无论是掘进机掘进过程中，还是临时支护过程中，锚杆作业钻车均可进行锚护作业;首先将钢带置于最后支护架的前方或后方，然后利用锚杆作业钻车向钢带上等间距地打入锚杆，以实现对巷道的长期支护。
[0010]本发明的有益效果是:本发明的平行作业式快速掘进支护系统及构建方法，掘进机上设置由运输装置，运输装置由前调梁、后调梁和传送链条构成，在对支护架转移的过程中，后调梁上的托梁器将收缩后的支护架固定，并将其放置于传送链条上，由传送两条将其运送至机架的前端;然后，前调梁上的托梁器与支护架固定，并通过前调梁的前伸将支护架放置到临时支护位置，支护架的横梁和液压站腿伸长后即可完成临时支护。
[0011 ]液压站腿为主动支护，与无主动支护相比，支撑效果更佳，即使采空区空顶来压，也可保证采空区的安全，确保了安全生产。同时，由于锚杆作业钻车在掘进机的后部作业，掘进机的掘进及支护架的临时支护作业，均不会对钻车的打入锚杆作业造成运行，实现了掘进与锚杆支护的平行作业，显著提高了煤矿开采效率。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的平行作业式快速掘进支护系统的结构示意图；
图2为本发明平行作业式快速掘进支护系统的工作原理图；
图3为本发明中运输装置的工作原理图；
图4为本发明中运输装置的前调梁、后调梁处于缩回状态时的结构图；
图5为本发明中运输装置的俯视图。
[0013]图中:I掘进机，2支护架，3运输装置，4锚杆作业钻车，5前端运输机，6自移机尾式运输机，7待安装支护架，8待拆除支护架，9横梁，10液压站腿，11钢带，12锚杆，13机架，14前调梁，15后调梁，16集成风筒，17传送链条，18第一驱动装置，19底座，20梁体，21—级伸缩杆，22二级伸缩杆，23托梁器，24 U形卡口，25支撑油缸，26导向槽。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0015]如图1所示，给出了本发明的平行作业式快速掘进支护系统的结构示意图，其由掘进机1、支护架2、运输装置3、锚杆作业钻车4、前端运输机5、自移机尾式运输机6组成，所示的掘进机I用于开采煤矿，前端运输车5位于掘进机I的后端，用于将掘进机I开采后的煤矿运出。自移机尾式运输机6设置于前端运输机的后端，用于将煤矿进一步运出。支护架2为龙门架形状，其等间距地设置于掘进机I的外围，以实现临时支护作用。支护架2由横梁9及固定于横梁9两端的液压站腿10组成，横梁9的两端为可伸缩形式，以调节支护架2的宽度;液压站腿10通过液压驱使进行伸缩，以实现支护作用。
[0016]如图2所示，给出了本发明平行作业式快速掘进支护系统的工作原理图，所示的运输装置3位于掘进机I的上部，运输装置3将后端的带拆除支护架8运送至前端进行支护，随着掘进机I的不断向前开采，通过不断将后端的支护架2转移至前端进行支护，实现了对掘进机I采空区的临时支护。所示的锚杆作业钻车4位于掘进机I的后端，将钢带11置于最后端支护架2处，锚杆作业钻车4用于向钢带11上等间距地打入锚杆12，以实现对巷道的长时间支护。
[0017]如图3所示，给出了本发明中运输装置的工作原理图，图4给出了运输装置的前调梁、后调梁处于缩回状态时的结构图，如果将图4视为主视图，则图5为相应的俯视图；所示的运输装置3由机架13、前调梁14、后调梁15、集成风筒16、传送链条17、第一驱动装置18、底座19、托梁器23、支撑油缸25组成，所示的机架13起固定和支撑作用，两传送链条17平行地设置于机架13的两侧，第一驱动装置18驱使传送链条17进行转动。机架13的中央开设有导向槽26，两底座19均位于导向槽26中。前调梁14、后调梁15的下端分别铰接于两底座19上，底座19通过第二驱动装置的驱使，可在导向槽26中移动。前调梁14、后调梁15的末端均固定有托梁器23，托梁器23的上部为朝上的U形卡口 24，支护架2的横梁9可卡入U形卡口 24中，以实现支护架2与前调梁14或后调梁15的固定连接。
[0018]所示的前调梁14和后调梁15均由梁体20、一级伸缩杆21和二级伸缩杆22组成，梁体20的下端铰接于底座19上，一级伸缩杆21和二级伸缩杆22分别固定于梁体20的上端。托梁器23固定于二级伸缩杆22的末端。所示的支撑油缸25的缸体固定于底座19上，支撑油缸25的活塞杆固定于梁体20上，通过支撑油缸25的伸缩，可驱使前调梁14、后调梁15上升或下降。
[0019]本发明的平行作业式快速掘进支护系统的构建方法，通过以下步骤来实现:
a).拆卸支护架，当掘进机掘进一段距离需要临时支护时，运输装置将后调梁伸出，并将后调梁上的托梁器卡在支护架上的横梁上，此时，将液压站腿收缩并将横梁的两端缩回，以使其宽度、高度均小于其余支护架的宽度和高度，以便从其余支护架中穿过；
b).放置支护架，支撑油缸驱使后调梁下降，同时第二驱动装置驱使后调梁的底座沿导向槽向前移动，以使托梁器上的支护架落在传送链条上；
c).运送支护架，第一驱动装置驱使传动链条转动，以便将传送链条上的支护架运送至机架的前端； d).取支护架，令前调梁处于缩回状态，传送链条将支护架运送至前调梁的托梁器处，使横梁卡入托梁器的U形卡口中，以使支护架固定于前调梁上；
e).安装支护架，第二驱动装置驱使前调梁的底座沿导向槽向前移动，同时支撑油缸驱使前调梁上升，在前调梁的前伸作用下，使支护架运动到临时支护位置，然后通过液压系统先驱使支护架的横梁两端外伸，再驱使液压站腿伸长，以实现对开采区域的临时支护；
在实际支护过程中，一次可从后端向前端转移一个或多个支护架，其转移的数量由掘进机掘进的距离长短决定；当需要转移多个支护架时，每转移一个支护架重复执行步骤a)至e)即可；
f).锚杆支护，无论是掘进机掘进过程中，还是临时支护过程中，锚杆作业钻车均可进行锚护作业;首先将钢带置于最后支护架的前方或后方，然后利用锚杆作业钻车向钢带上等间距地打入锚杆，以实现对巷道的长期支护。
[0020]发明的平行作业式快速掘进支护系统，液压站腿为主动支护，与无主动支护相比，支撑效果更佳，即使采空区空顶来压，也可保证采空区的安全，确保了安全生产。同时，由于锚杆作业钻车在掘进机的后部作业，掘进机的掘进及支护架的临时支护作业，均不会对钻车的打入锚杆作业造成运行，实现了掘进与锚杆支护的平行作业，显著提高了煤矿开采效率。
【主权项】
1.一种平行作业式快速掘进支护系统，包括掘进巷道开采的掘进机(I)和若干对掘进后空顶区域进行临时支撑保护的支护架(2)，支护架由横梁(9)和固定于其两端的液压站腿(10)组成，横梁的两端为可伸缩形式;其特征在于:所述掘进机上设置有将最后端的支护架(2)转移至最前端的运输装置(3)，运输装置由机架(13)、前调梁(14)和后调梁(15)组成，机架的两侧设置有相互平行的传送链条(17)，机架上设置有驱使传动链条转动的第一驱动装置(18);机架的中央开设有导向槽(26)，前调梁、后调梁的一端分别铰接于位于导向槽中的不同底座(19)上，另一端设置有与支护架的横梁相配合的托梁器(23)，机架上设置有驱使两底座沿导向槽运动的第二驱动装置，机架的两端固定有驱使前调梁、后调梁升降的支撑油缸(25)。2.根据权利要求1所述的平行作业式快速掘进支护系统，其特征在于:所述掘进机(I)的后端设置有锚杆作业钻车(4)，锚杆作业钻车用于向支护巷道的钢带(11)上钻入锚杆(12)，以实现巷道顶壁和侧壁的长期支护。3.根据权利要求1或2所述的平行作业式快速掘进支护系统，其特征在于:所述掘进机(I)的后端设置有用于将掘进机开采的煤矿运出的前端运输车(5)，前端运输车的后端设置有将煤矿进一步运出的自移机尾式运输机(6)。4.根据权利要求1或2所述的平行作业式快速掘进支护系统，其特征在于:所述前调梁(14)和后调梁(15)均由梁体(20)、一级伸缩杆(21)和二级伸缩杆(22)组成，梁体的下端铰接于底座(19)上，上端依次固定一级伸缩杆、二级伸缩杆，托梁器(23)固定于二级伸缩杆的末端，托梁器上设置有开口朝上的U形卡口( 24)。5.根据权利要求1或2所述的平行作业式快速掘进支护系统，其特征在于:所述机架(13)上设置有实现掘进机(I)前侧与后侧通风的集成风筒(16)。6.—种基于权利要求1所述的平行作业式快速掘进支护系统的构建方法，其特征在于，通过以下步骤来实现: a).拆卸支护架，当掘进机掘进一段距离需要临时支护时，运输装置将后调梁伸出，并将后调梁上的托梁器卡在支护架上的横梁上，此时，将液压站腿收缩并将横梁的两端缩回，以使其宽度、高度均小于其余支护架的宽度和高度，以便从其余支护架中穿过； b).放置支护架，支撑油缸驱使后调梁下降，同时第二驱动装置驱使后调梁的底座沿导向槽向前移动，以使托梁器上的支护架落在传送链条上； c).运送支护架，第一驱动装置驱使传动链条转动，以便将传送链条上的支护架运送至机架的前端； d).取支护架，令前调梁处于缩回状态，传送链条将支护架运送至前调梁的托梁器处，使横梁卡入托梁器的U形卡口中，以使支护架固定于前调梁上； e).安装支护架，第二驱动装置驱使前调梁的底座沿导向槽向前移动，同时支撑油缸驱使前调梁上升，在前调梁的前伸作用下，使支护架运动到临时支护位置，然后通过液压系统先驱使支护架的横梁两端外伸，再驱使液压站腿伸长，以实现对开采区域的临时支护； 在实际支护过程中，一次可从后端向前端转移一个或多个支护架，其转移的数量由掘进机掘进的距离长短决定；当需要转移多个支护架时，每转移一个支护架重复执行步骤a)至e)即可； f).锚杆支护，无论是掘进机掘进过程中，还是临时支护过程中，锚杆作业钻车均可进行锚护作业;首先将钢带置于最后支护架的前方或后方，然后利用锚杆作业钻车向钢带上等间距地打入锚杆，以实现对巷道的长期支护。
【文档编号】E21D23/04GK106050284SQ201610557938
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】宋如海, 魏民, 张猛, 陈东明, 左垒安, 周茂普, 刘正坤, 王兴广
【申请人】山东兖煤黑豹矿业装备有限公司