架棚支护巷道可调节掩护式液压前探支护装置的制作方法

本发明涉及一种巷道的架棚支护装置。

背景技术：

煤矿井下巷道掘进过程中，空顶作业是十分危险的，国家也严禁空顶作业。为了防止岩石(煤块)的掉落，暂时维护围岩稳定和保障工作面安全，通常使用前探梁作为临时支护，保证作业人员安全，使得施工得以继续进行。目前大多数巷道架棚支护装置都是针对综采的大型自动支护装置，这种支护装置只适用于大型的综采作业，不适用于小型的掘进面，而采用传统的人工架设架棚支护装置，存在着工作量巨大、费时费力且支护效果不好的问题。

而且目前大多数架棚支护巷道前探梁，存在诸多问题，具体如下：

1)煤矿架棚巷道前探梁多采用钢轨配合穿梁式吊环，该方法虽然结构简单，易于制造，成本低廉，但安装不便，常常需要人为破坏顶板，强度较低，放炮易崩坏变形，并且当巷道跨度大时，支护强度明显不够，经常因顶板来压变形，起不到加固顶梁和超前支护的作用。

2)传统前探梁，易松动、固定不牢，拆卸不便，在顶板不平整条件下架设不上前探梁，支护强度不够，并且由于巷道压力和前后棚梁间距的限制，无论是插入还是取出卡子都不能方便移动位置和调整与前探梁之间的间隙，需要使用锤砸等办法进行处理，给井下施工带来诸多不便，同时也因此而产生了一系列衍生的安全隐患。

3)目前架棚支护巷道前探梁只是解决了护顶，没有起到掩护迎头工作面的作用，在松软岩层或煤层上山掘进巷道作业情况下，迎头工作面极易发生片帮冒顶，这对工人安全生产带来极大隐患。特别是在迎头施工腿窝时，工人危险性更大。即使一些作业有意识的针对迎头工作面进行支护，这种迎头面支护强度完全凭借经验，没有可视化的压力值，通常情况下是被动支护，这种经验式的支护存在着巨大的片帮冒顶风险。

技术实现要素：

本发明为了解决目前大多数架棚支护巷道前探梁没有解决迎头工作面易发生片帮冒顶的问题和传统前探梁存在的固定不牢、拆卸不便的问题。

架棚支护巷道可调节掩护式液压前探支护装置，包括：前探梁固定器、前探梁、支护帮梁和液压支柱；

所述的前探梁固定器包括旋转压紧装置、底座、螺杆压紧盘、两个活动夹板、两个固定夹板、两个固定杆；

两个固定夹板固定在底座上；底座上还设有两个活动夹板连接件，两个活动夹板连接件分别与两个活动夹板下端螺栓杆连接，同时两个活动夹板分别与两个固定夹板对应设置；固定夹板与活动夹板上均开有固定杆通过孔，每个固定夹板分别与其对应的活动夹板构成一套夹紧装置，并且每个固定夹板和与其对应的活动夹板通过固定杆实现相对固定；在前探梁处于安装状态下，固定夹板和对应的活动夹板构成的一套夹紧装置夹在“工”字钢棚的“工”字钢两侧，并通过固定杆将固定夹板与其对应的活动夹板进行相对固定；两套夹紧装置之间相隔一定间距；

底座中心设有螺杆通过孔；旋转压紧装置包括旋转手柄和压紧螺杆，压紧螺杆与旋转手柄配合使用，通过调整旋转手柄控制压紧螺杆；压紧螺杆穿过底座中心的螺杆通过孔；前探梁穿过两套夹紧装置的间距；在前探梁处于安装状态下，压紧螺杆挤压螺杆压紧盘进而挤压前探梁，将前探梁一端固定；

前探梁的另一端与支护帮梁的一端通过固定销固定，且前探梁与支护帮梁能够相对转动；液压支柱分别通过固定销连接前探梁和支护帮梁；在前探梁支护状态下，液压支柱、前探梁、支护帮梁构成三角形的三条边，支护帮梁支护迎头作业面。

本发明存在以下优点：

本发明适用于各种掘进环境，尤其适用于小型掘进工作面。

本发明把探梁环改为卡梁式，卡梁式探梁环安装时直接卡在工字钢下沿，使用螺栓加固，操作方便，不需破坏背实的顶板，材料可为矿用工字钢切割件或20mm厚钢板，强度高，牢固可靠。并且本发明装置结构简单、制作方便、加工成本低、操作简单、可拆卸独立使用。

本发明增加的迎头工作面的支护帮梁和支护帮板，对架棚巷道迎头和两帮起到积极的加固和支护作用，使迎头壁得到有效管理；同时可兼做护帮使用。所以本发明不仅可以对巷道的顶板进行超前支护，还可以对迎头面和巷道两帮进行超前支护，对迎头面提供初撑力，能够把以往被动支护变为主动支护。而且本发明前探梁增加了多功能防爆压力传感器，压力数值实现了可视化读取和自动预警，改变以往经验估计法，增强了安全性；经现场使用证明本发明能够取得良好的支护效果，尤其是针对迎头工作面的支护效果良好，并且可以100％做到提前预警。

本发明改良了前探梁固定器的固定杆，使其可以使用矿用力矩扳手固定，方便实用，通过读取扭矩力值，来确定螺母牢固程度，直观明确，从而提高了前探梁固定器安全稳定性。

附图说明

图1为本发明在安装状态下的侧面结构示意图；

图2为本发明在安装状态下迎头工作面方向的结构示意图；

图3为前探梁固定器的侧面结构示意图；

图4为前探梁固定器的侧面结构的右视图；

图5为多功能防爆压力传感器结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，

架棚支护巷道可调节掩护式液压前探支护装置，包括：前探梁固定器1、前探梁2、支护帮梁3和液压支柱4；

所述的前探梁固定器1包括旋转压紧装置1-1、底座1-2、螺杆压紧盘1-3、两个活动夹板1-4、两个固定夹板1-5、两个固定杆1-6；

两个固定夹板1-5固定在底座1-2上；底座1-2上还设有两个活动夹板连接件1-4-1，两个活动夹板连接件1-4-1分别与两个活动夹板1-4下端螺栓杆连接，同时两个活动夹板1-4分别与两个固定夹板1-5对应设置；固定夹板1-5与活动夹板1-4上均开有固定杆通过孔，每个固定夹板1-5分别与其对应的活动夹板1-4构成一套夹紧装置，并且每个固定夹板1-5和与其对应的活动夹板1-4通过固定杆1-6实现相对固定；在前探梁处于安装状态下，固定夹板1-5和对应的活动夹板1-4构成的一套夹紧装置夹在“工”字钢棚的“工”字钢a两侧，并通过固定杆1-6将固定夹板1-5与其对应的活动夹板1-4进行相对固定；两套夹紧装置之间相隔一定间距；

底座1-2中心设有螺杆通过孔；旋转压紧装置1-1包括旋转手柄1-1-1和压紧螺杆1-1-2，压紧螺杆1-1-2与旋转手柄1-1-1配合使用，通过调整旋转手柄1-1-1控制压紧螺杆1-1-2；压紧螺杆1-1-2穿过底座1-2中心的螺杆通过孔；前探梁2穿过两套夹紧装置的间距；在前探梁处于安装状态下，压紧螺杆1-1-2挤压螺杆压紧盘1-3进而挤压前探梁2，将前探梁2一端固定；

前探梁2的另一端与支护帮梁3的一端通过固定销固定，且前探梁2与支护帮梁3能够相对转动；液压支柱4分别通过固定销连接前探梁2和支护帮梁3；在前探梁支护状态下，液压支柱4、前探梁2、支护帮梁3构成三角形的三条边，支护帮梁3支护迎头作业面。

具体实施方式二：结合图1至图2说明本实施方式，

本实施方式所述的支护帮梁3支护掘进工作面的一侧设有支护帮板3-1，起到临时掩护迎头作业面的作用，尽可能防止掘进工作面的前方和前上方的发生片帮状况。

其它结构及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：

本实施方式所述的液压支柱4上设有多功能防爆压力传感器4-1，如图1所示。

其它结构及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图5说明本实施方式，

本实施方式所述的多功能防爆压力传感器4-1包括传感器主板4-1-1、显示面板4-1-2、压力感应装置4-1-3、传感器外壳4-1-4和安装部件4-1-5；

传感器主板4-1-1和显示面板4-1-2一体化封装，传感器主板4-1-1一侧设有数据读取接口4-1-6；传感器主板4-1-1连接传感器外壳4-1-4；在安装状态时压力感应装置4-1-3的感应端处于液压支柱4内部，压力感应装置4-1-3的另一端在传感器外壳4-1-4内部连接传感器主板4-1-1；传感器外壳4-1-4上设有若干个安装部件4-1-5，多功能防爆压力传感器4-1通过安装部件4-1-5安装在液压支柱4上。

传感器主板4-1-1包括单片机、存储器、电源、报警器以及电源控制等电路；传感器主板4-1-1和显示面板4-1-2一体化封装，具有压力检测、数据存储、数据显示和超限报警功能，同时安装拆卸方便；

数据显示功能实现了压力数值的可视化读取，改变了以往的经验估计法，提高了判断的准确性，增强了安全性；

数据存储功能能够把施工过程中检测到的压力数据加以保存，通过计算分析，得出前探梁支护压力值的安全范围，实现了生产过程中历史数据的积累和智能化处理；

超限报警功能是指当液压支架支护压力不在安全范围内(支护压力不足或支护压力超过最大支护值)就会发出报警信号，增强了作业的安全性。报警器的报警值的报警值确定方法如下：一、预先通过数据读取接口4-1-6直接人工设定；二、基于多功能防爆压力传感器4-1的历史压力数据，依据开采模型，采用神经网络等算法，得出预警值；当多功能防爆压力传感器4-1的压力值超过所述的两个预警值中的任何一个时，报警器均发出报警。

其它结构及参数与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：

本实施方式所述的液压支柱4为手动式液压支柱，手动式液压支柱上设有手柄。

其它结构及参数与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：

本实施方式中的每根前探梁2均通过2至5个前探梁固定器1固定。

其它结构及参数与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：

本实施方式所述的固定杆1-6为带螺纹的紧固件，能够通过力矩扳手实现固定杆1-6的紧固。

其它结构及参数与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：

本实施方式所述的前探梁2为工字钢。

其它结构及参数与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：

本实施方式所述的前探梁2为4m长工字钢。

其它结构及参数与具体实施方式八相同。