一种大倾角煤层综采支架及支护方法

一种大倾角煤层综采支架及支护方法
【专利摘要】本发明公开了一种大倾角煤层综采支架及支护方法，该综采支架由第一液压支架和第二液压支架成对组成，第一液压支架位于第二液压支架上方，且其后端设有在高度方向的挡矸幅度随第一液压支架的顶梁升降而增减的挡矸装置，且挡矸装置具有延伸至第二液压支架支护宽度的挡矸宽度。该方法包括布设掩护支架、支护、推溜和移架的步骤，其中，布设掩护支架包括在大倾角煤层综采工作面内设置多个前述的大倾角煤层综采支架，使第一液压支架的挡矸装置位于第二液压支架后方，并形成对第一液压支架和第二液压支架后方采空区矸石的阻挡。本发明的有益效果是，支架成对组成，挡矸装置形成在上方支架上；掩支护方法通过交错推进方式确保支护和移架过程中系统支护稳定。
【专利说明】一种大倾角煤层综采支架及支护方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及地下煤矿综合机械化采煤技术，特别是一种大倾角煤层综采支架及支护方法。

【背景技术】
[0002]大倾角煤层是指倾角为35?45°煤层，其具有在我国的分布较广、赋存条件复杂、开采难度大等特点。由于现有开采技术落后，且国内矿井数量多。因此，近年来，我国发生了多起重大事故。为减少和杜绝采煤安全事故，目前，综采技术在大倾角煤层开采中得到越来越广泛的应用。综采工作面的掩护都是通过多个液压掩护支架形成的支护系统实现的，每个液压支架后端都设有挡矸装置，以防止采空区矸石滑落到掩护区域。现有技术中的液压支架均构成一个独立的支护段和与此对应的挡矸段，在支架推进过程中或推进后，矸石也会随之前移。但当相邻支架尚未推进时，前移的矸石自然会形成对相邻支架推进的阻碍，造成推进困难。因此，为减少这种阻碍，支架现有的推进方式是，将工作面进行分段，每一段由数个液压支架掩护，推进时，同一段内的掩护支架同时推进，整个工作面内的掩护支架逐段推进。但采用这种推进方式，在一段推进后，下一段的多个掩护支架需要承受相邻上一段推进后众多矸石滑落的冲击，容易造成下一段掩护支架的整体下滑或该段最上端的掩护支架的冲击损坏。为此，需要对此进行改进。


【发明内容】

[0003]本发明的第一目的就是针对现有技术的不足，提供一种大倾角煤层综采支架，该综采支架由上下液压支架成对组成，上方液压支架具有延伸至下方支架宽度的挡矸宽度，以防止下方支架移动时，采空区侵入支护区域。本发明的第二目的是提供一种大倾角煤层综采支护方法，该方法利用第一发明目的的支架形成工作面支护系统，通过交错移架方式实现支架推进，并利用后移动的上方支架上的挡矸装置形成在移动支架后方矸石的阻挡，从而可有效避免采空区矸石滑落、侵入支架区域造成对支架的冲击，确保支护系统的稳定性。
[0004]为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。
[0005]一种大倾角煤层综采支架，该综采支架由第一液压支架和第二液压支架成对组成，第一液压支架位于第二液压支架上方，第一液压支架的后端设有挡矸装置，该挡矸装置具有高度方向的挡矸幅度随第一液压支架的顶梁升降而增减的结构，且具有延伸至第二液压支架支护宽度的挡矸宽度。
[0006]采用本方案的综采支架，通过两个液压支架成对组成，位于上方的液压支架设有高度方向的挡矸幅度随第一液压支架的顶梁升降而增减的结构，且具有延伸至第二液压支架支护宽度的挡矸宽度。因此，在支架推移过程中，当第二液压支架的前移时，其后方采空区的矸石由第一液压支架上的挡矸装置阻挡，从而避免了矸石滑落至液压支架支护区域，消除了移架过程中矸石下落对液压支架的冲击和挤压，可有效降低支架下滑隐患。另外，相邻支架交错推移，移动支架的下滑力被相邻支架承担，多个处于非移动状态的支架位置分散，从而通过增大支撑面的方式提高了支护稳定性。
[0007]优选的，所述挡矸装置由上挡矸墙和下挡矸墙组成，上挡矸墙铰接在所述第一液压支架上与顶梁铰接的上连杆上端，下挡矸墙铰接在该上连杆的下端，下挡矸墙位于上挡矸墙前方，在第一液压支架的顶梁对采煤工作面顶板形成支护时，上挡矸墙和下挡矸墙在高度上具有重叠的挡矸部分。上挡矸墙和下挡矸墙的上端分别铰接在上连杆的上下两端，本领域技术人员自然会利用上连杆、机座等作为上挡矸墙和下挡矸墙的自由端的限位阻挡构件，以形成对矸石的可靠阻挡；上挡矸墙和下挡矸墙的上端分别铰接在上连杆的上下两端，用以确保在上连杆随顶梁升降时，上挡矸墙和下挡矸墙之间，以及上挡矸墙和下挡矸墙与液压支架的其他部件不出现干涉现象，确保使用安全、可靠。
[0008]进一步优选的，所述上挡矸墙由上固定挡矸墙和上伸缩挡矸墙组成，上固定挡矸墙连接在所述上连杆上，上固定挡矸墙与上伸缩挡矸墙之间形成有导轨副结构，上固定挡矸墙与上伸缩挡矸墙之间连接有上伸缩油缸；所述下挡矸墙由下固定挡矸墙和下伸缩挡矸墙组成，下固定挡矸墙连接在所述上连杆下端，下固定挡矸墙与下伸缩挡矸墙之间形成有导轨副结构，下固定挡矸墙与下伸缩挡矸墙之间连接有下伸缩油缸。以使挡矸墙形成左右伸缩的液压伸缩结构，以在第一液压支架的运输过程中挡矸墙处于收缩状态，从而节省运输空间，减少运输成本，提高运输的方便性。
[0009]所述上固定挡矸墙和上伸缩挡矸墙均由板材弯折成形，上固定挡矸墙和上伸缩挡矸墙之间所形成的导轨副结构为燕尾形导轨副。上固定挡矸墙和上伸缩挡矸墙均由板材弯折成形，且二者之间形成燕尾形导轨副结构，可确保制作方便，同时，本领域的技术人员可充分利用燕尾形的导轨副结构的横向限位结构，使上伸缩挡矸墙上所受的横向挤压力可靠地传递到上固定挡矸墙上，确保上伸缩挡矸墙的挡矸可靠性。
[0010]所述下固定挡矸墙与下伸缩挡矸墙均由板材弯折成形，下固定挡矸墙与下伸缩挡矸墙之间所形成的导轨副结构为燕尾形导轨副。下固定挡矸墙与下伸缩挡矸墙均由板材弯折成形，且二者之间形成燕尾形导轨副结构，可确保制作方便，同时，本领域的技术人员可充分利用燕尾形的导轨副结构的横向限位结构，使下伸缩挡矸墙上所受的横向挤压力可靠地传递到下固定挡矸墙上，确保下伸缩挡矸墙的挡矸可靠性。
[0011]为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。
[0012]一种大倾角煤层综采支护方法，包括以下步骤:
[0013]S1、布设掩护支架:在大倾角煤层综采工作面内设置多个实现本发明第一目的技术方案所述的大倾角煤层综采支架，使第一液压支架后端的挡矸装置位于第二液压支架后方，并形成对第一液压支架和第二液压支架后方采空区矸石的阻挡，且通过推进油缸分别将第一液压支架和第二液压支架与采煤设备的溜子连接；
[0014]S2、支护:分别通过举升油缸举升第一液压支架和第二液压支架的顶梁，使第一液压支架和第二液压支架形成大倾角煤层综采工作面的支护；
[0015]S3、推溜:利用第一液压支架和第二液压支架上的推进油缸实施采煤设备的溜子推进设定距离；
[0016]S4、移架:解除第二液压支架的支护状态，利用推进油缸拉动第二液压支架前行至设定距离，并通过举升油缸使第二液压支架形成支护状态后，解除第一液压支架的支护状态，利用推进油缸拉动第一液压支架前行至设定距离，并通过举升油缸使第一液压支架形成支护状态。
[0017]采用前述方案本发明，由于在大倾角煤层综采工作面内设置有多个由第一液压支架和第二液压支架成对组成的掩护支架构成的支护系统，第一液压支架后端的挡矸装置位于第二液压支架后方，并形成对第一液压支架和第二液压支架后方采空区矸石的阻挡。溜子推进利用推进油缸实现，掩护支架推进通过推进油缸分别拉动第二液压支架和第一液压支架实现。因此，在支架推移过程中，当第二液压支架的前移时，其后方采空区的矸石由第一液压支架上的挡矸装置阻挡，从而避免了矸石滑落至液压支架支护区域，消除了移架过程中矸石下落对液压支架的冲击和挤压，可有效降低支架下滑隐患。另外，相邻支架交错推移，移动支架的下滑力被相邻支架承担，多个处于非移动状态的支架位置分散，从而通过增大支撑面的方式提高了支护稳定性。
[0018]本发明与现有技术相比的有益效果是，综采支架由上下两个液压支架成对组成，上方液压支架上设置的挡矸装置还对下方支架后方矸石的阻挡；支护方法可有效提高支护系统的稳定性。

【专利附图】

【附图说明】
[0019]图1是应用本发明综采支架的大倾角综采工作面俯视图。
[0020]图2是本发明中设在上方的第一液压支架的结构示意图。
[0021]图3是本发明中上挡矸墙示意图。
[0022]以上各图还用于说明本发明的支护方法；同时，图3还用于说明本发明中的下挡矸墙结构，本发明中的下挡矸墙与上挡矸墙结构相同，二者中的上下固定挡矸墙、上下伸缩挡矸墙和上下伸缩油缸呈一一对应的关系。

【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0024]实施例1，参见图1、图2、图3，一种大倾角煤层综采支架，该综采支架由第一液压支架I和第二液压支架2成对组成，第一液压支架I位于第二液压支架2上方，第一液压支架I的后端设有挡矸装置，挡矸装置由上挡矸墙和下挡矸墙组成，上挡矸墙铰接在所述第一液压支架I上与顶梁11铰接的上连杆12上端，下挡矸墙铰接在该上连杆12的下端，下挡矸墙位于上挡矸墙前方，在第一液压支架I的顶梁11对采煤工作面顶板形成支护时，上挡矸墙和下挡矸墙在高度上具有重叠的挡矸部分，从而形成挡矸装置在高度方向的挡矸幅度随第一液压支架I的顶梁11升降而增减；其中，上挡矸墙由上固定挡矸墙31和上伸缩挡矸墙32组成，上固定挡矸墙31连接在所述上连杆12上，上固定挡矸墙31与上伸缩挡矸墙32之间形成有导轨副结构，上固定挡矸墙31与上伸缩挡矸墙32之间连接有上伸缩油缸3 ;所述下挡矸墙由下固定挡矸墙41和下伸缩挡矸墙42组成，下固定挡矸墙41连接在所述上连杆12下端，下固定挡矸墙41与下伸缩挡矸墙42之间形成有导轨副结构，下固定挡矸墙41与下伸缩挡矸墙42之间连接有下伸缩油缸4 ;进而形成挡矸装置具有延伸至第二液压支架2支护宽度的挡矸宽度；上固定挡矸墙31和上伸缩挡矸墙32均由板材弯折成形，上固定挡矸墙31和上伸缩挡矸墙32之间所形成的导轨副结构为燕尾形导轨副；下固定挡矸墙41与下伸缩挡矸墙42均由板材弯折成形，下固定挡矸墙41与下伸缩挡矸墙42之间所形成的导轨副结构为燕尾形导轨副；通过将燕尾的宽边朝向矸石方向，且将上固定挡矸墙31和下固定挡矸墙41设置成靠近矸石的位置，从使矸石对上伸缩挡矸墙32和下伸缩挡矸墙42的侧向作用力通过燕尾形导轨副分别传递到上固定挡矸墙31和下固定挡矸墙41，确保上伸缩挡矸墙32和下伸缩挡矸墙42的挡矸可靠性和稳定性。
[0025]在本实施例中，也可通过将燕尾的窄边朝向矸石方向，且将上伸缩挡矸墙32和下伸缩挡矸墙42设置成靠近矸石的位置，从使矸石对上伸缩挡矸墙32和下伸缩挡矸墙42的侧向作用力通过燕尾形导轨副分别传递到上固定挡矸墙31和下固定挡矸墙41，确保上伸缩挡矸墙32和下伸缩挡矸墙42的挡矸可靠性和稳定性。
[0026]实施例2，参见图1、图2、图3，一种大倾角煤层综采支护方法，包括以下步骤:
[0027]S1、布设掩护支架:在大倾角煤层综采工作面内设置多个实施例1所述的大倾角煤层综采支架，使第一液压支架I后端的挡矸装置位于第二液压支架2后方，并形成对第一液压支架I和第二液压支架2后方采空区矸石的阻挡，且通过推进油缸5分别将第一液压支架I和第二液压支架2与采煤设备的溜子6连接；
[0028]S2、支护:分别通过举升油缸举升第一液压支架I和第二液压支架2的顶梁3，使第一液压支架I和第二液压支架2形成大倾角煤层综采工作面的支护；
[0029]S3、推溜:利用第一液压支架I和第二液压支架2上的推进油缸5实施采煤设备的溜子6推进设定距离；
[0030]S4、移架:解除第二液压支架2的支护状态，利用推进油缸5拉动第二液压支架2前行至设定距离，并通过举升油缸使第二液压支架2形成支护状态后，解除第一液压支架I的支护状态，利用推进油缸5拉动第一液压支架I前行至设定距离，并通过举升油缸使第一液压支架I形成支护状态。
[0031]在工作面需要推进时，重复步骤S3和S4。
[0032]在本实施例布设掩护支架的步骤中，若挡矸装置中的上伸缩挡矸墙32和下伸缩挡矸墙42处于收缩状态时，在第一液压支架I布设完成后，还需将上伸缩挡矸墙32和下伸缩挡矸墙42水平伸出，以使挡矸装置形成对第一液压支架I和第二液压支架2后方采空区矸石的阻挡。
[0033]以上虽然结合了附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，这些修改和变化应理解为是在本发明的范围和意图之内的。
【权利要求】
1.一种大倾角煤层综采支架，其特征在于，该综采支架由第一液压支架(I)和第二液压支架(2)成对组成，第一液压支架(I)位于第二液压支架(2)上方，第一液压支架(I)的后端设有挡矸装置，该挡矸装置具有高度方向的挡矸幅度随第一液压支架(I)的顶梁(11)升降而增减的结构，且具有延伸至第二液压支架(2)支护宽度的挡矸宽度。
2.根据权利要求1所述的大倾角煤层综采支架，其特征在于，所述挡矸装置由上挡矸墙和下挡矸墙组成，上挡矸墙铰接在所述第一液压支架(I)上与顶梁(11)铰接的上连杆(12)上端，下挡矸墙铰接在该上连杆(12)的下端，下挡矸墙位于上挡矸墙前方，在第一液压支架(I)的顶梁(11)对采煤工作面顶板形成支护时，上挡矸墙和下挡矸墙在高度上具有重叠的挡矸部分。
3.根据权利要求2所述的大倾角煤层综采支架，其特征在于，所述上挡矸墙由上固定挡矸墙(31)和上伸缩挡矸墙(32)组成，上固定挡矸墙(31)连接在所述上连杆(12)上，上固定挡矸墙(31)与上伸缩挡矸墙(32)之间形成有导轨副结构，上固定挡矸墙(31)与上伸缩挡矸墙(32)之间连接有上伸缩油缸(3);所述下挡矸墙由下固定挡矸墙(41)和下伸缩挡矸墙(42)组成，下固定挡矸墙(41)连接在所述上连杆(12)下端，下固定挡矸墙(41)与下伸缩挡矸墙(42)之间形成有导轨副结构，下固定挡矸墙(41)与下伸缩挡矸墙(42)之间连接有下伸缩油缸(4)。
4.根据权利要求3所述的大倾角煤层综采支架，其特征在于，所述上固定挡矸墙(31)和上伸缩挡矸墙(32)均由板材弯折成形，上固定挡矸墙(31)和上伸缩挡矸墙(32)之间所形成的导轨副结构为燕尾形导轨副。
5.根据权利要求3所述的大倾角煤层综采支架，其特征在于，所述下固定挡矸墙(41)与下伸缩挡矸墙(42)均由板材弯折成形，下固定挡矸墙(41)与下伸缩挡矸墙(42)之间所形成的导轨副结构为燕尾形导轨副。
6.一种大倾角煤层综采支护方法，其特征在于，包括以下步骤: . 51、布设掩护支架:在大倾角煤层综采工作面内设置多个由权利要求1?6中任意一项权利要求所述的大倾角煤层综采支架，使第一液压支架(I)后端的挡矸装置位于第二液压支架(2)后方，并形成对第一液压支架(I)和第二液压支架(2)后方采空区矸石的阻挡，且通过推进油缸(5)分别将第一液压支架(I)和第二液压支架(2)与采煤设备的溜子(6)连接; . 52、支护:分别通过举升油缸举升第一液压支架(I)和第二液压支架(2)的顶梁(3)，使第一液压支架(I)和第二液压支架(2)形成大倾角煤层综采工作面的支护； . 53、推溜:利用第一液压支架(I)和第二液压支架(2)上的推进油缸(5)实施采煤设备的溜子(6)推进设定距离； . 54、移架:解除第二液压支架(2)的支护状态，利用推进油缸(5)拉动第二液压支架(2)前行至设定距离，并通过举升油缸使第二液压支架(2)形成支护状态后，解除第一液压支架(I)的支护状态，利用推进油缸(5)拉动第一液压支架(I)前行至设定距离，并通过举升油缸使第一液压支架(I)形成支护状态。
【文档编号】E21D23/20GK104213929SQ201410430589
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】秦云文, 王建新, 郑小俊, 邓志学, 李正军, 杨明平 申请人:四川省华蓥山煤业股份有限公司李子垭南煤矿