新型煤矿巷道综掘面临时支护装置的制作方法

本发明涉及煤矿井下综掘面临时支护的技术领域，具体是一种新型的煤矿综掘面巷道的临时支护装置。

背景技术：

在快速掘进临时支护支架研制前，国内大多数煤矿井下掘进工作面普遍使用的临时支护有：一是吊挂环穿管式前探梁临时支护；二是掘进机机载临时支护装置；三是采用多排单体液压支柱加高强度工字钢棚梁支护法等。这些方式虽然在一定程度上缓解了掘进工作面迎头支护的压力，改善了工作面的支护状况，但实际使用过程中还存在着许多不足之处，安全上仍然存在较大的隐患。掘进工作面临时支护的安全问题是长期困扰煤矿快速掘进安全生产多年的技术难题，由于巷道掘进后顶板不能及时得到有效的支护，经常会造成顶板掉矸伤人事故，无法充分发挥高性能掘进机的效率。

（1）吊挂环穿管式前探梁临时支护

吊挂环穿式前探梁临时支护，主要由吊挂环和前探梁组成，环由锚杆固定在顶板上，前探梁在吊环中，探出后支护顶板，其主要问题：①利用半圆木和木楔将钢与顶板刹实背紧，没有初撑力，存在极大的安全隐患；②前探梁与顶板为点或线接触，不能对空顶区全面进行有效支护，如遇到顶板破碎使用效果就更差；③操作过程复杂，需要人工移动，劳动强度大，临时支护速度慢、效率低；④锚网支护方式在铺网时操作员必须进入空顶区作业，存在极大的安全隐患。

（2）掘进机机载临时支护装置

装置主要由左右底座、左右机架、左右翻转架、左右折臂架和顶架梁组成，安装在掘进机前中部。掘进机正常掘进时，该装置折叠收缩在截割减速机背部，不干扰掘进机的运动和截割作业功能；需要支护时通过操作支护折叠架的液压控制阀来控制折叠架的位置，使折叠架伸出支撑于顶板，完成支护功能。其主要缺陷：①支护面积小，不能完全支护暴露的顶板; ②锚网支护时操作人员仍在空顶下作业， 存在极大的安全隐患;③该装置对顶板适应性差。掘进时遇到顶底板起伏， 巷道变低， 机载支护不能完全施展开， 达不到初撑力， 存在较大安全隐患。

（3）多排单体液压支柱加高强度工字钢棚梁支护法

机掘后先迅速采用液压单体支柱将空顶区支撑牢固，然后再进行敲帮问顶，待处理完掉活矸、浮石后，迅速用单体柱将工字钢和钢丝网顶到顶部平直部分、连网、护住顶板。支设每根单体液压支柱时至少三人配合进行临时支护，工人劳动强度大，成本高，回柱危险性大，存在安全隐患，并且影响人员及设备通行，支护效果和安全保障不理想。

技术实现要素：

本发明为了解决现有煤矿井下临时支护存在的上述问题，提供了一种新型的煤矿综掘面巷道的临时支护装置。

本发明采取以下技术方案：一种新型的煤矿综掘面巷道的临时支护装置，包括左支护机构、右支护机构、前支撑腿、后支撑腿、前梁和伸缩梁，左支护机构和右支护机构通过连接横梁、前梁、护迎头梁和销轴连为一体，所述的左支护机构和右支护机构结构相同，包括底座、导向梁、立柱和顶梁，底座上固定有立柱，立柱顶部设有顶梁，底座内设有滑轨，前支撑腿和后支撑腿通过滑轨连接为一体，撑顶纵梁布置于连接横梁上，连接横梁固定在顶梁上，撑顶纵梁与伸缩梁通过伸缩油缸连接，伸缩梁与前梁通过前梁千斤顶连接，前梁与护迎头梁通过护迎头梁千斤顶连为一体，底座与前支撑腿之间分别布置有推移油缸。前支撑腿和后支撑腿，通过滑轨、推移油缸与底座连接为一体形成抬底迈步行走机构。

所述的伸缩梁与撑顶纵梁通过伸缩油缸形成伸缩机构，伸缩油缸的行程与巷道的锚杆排距相一致，可实现综掘面巷道的超前一个排距的临时支护。

所述的前梁的前端与中部各设有钢带槽，前端的钢带槽可通过前梁千斤顶的伸收实现钢带与片网的机械化铺设。

还包括辅助支撑机构，所述的辅助支撑机构通过销轴与后支撑腿连为一体，当辅助支撑机构撑顶后，可为临时支护装置提供一个稳定的支撑点。

所述的底座上设有连接耳，可通过销轴连接调偏油缸，对综掘面临时支护装置进行调偏；也可连接互帮板，防止巷道片帮的煤块落入综掘面临时支护装置内部。

所述的推移油缸布置于底座的内部，结构简单紧凑。

本发明跨骑于掘进机之上，当掘进机向前掘进时，临时支护装置需先收回护迎头梁，再跟随掘进机向前移动，对顶板进行及时支护。临时支护装置前移时，首先收前后支撑腿的油缸使其离地，伸推移油缸使抬底迈步行走机构前底座的滑道向前移动，收立柱使撑顶纵梁脱离顶板，伸前后支撑腿的油缸使其撑地并将底座抬起，伸辅助支撑机构的油缸使其支撑顶板，收推移油缸使左右支撑机构沿着滑轨向前移动，收前后支撑腿的油缸使底座接地，伸立柱使撑顶纵梁支撑顶板；掘进机再向前掘进一排，收立柱使撑顶纵梁脱离顶板，伸出伸缩油缸使前梁超前支护一个排距，伸立柱使撑顶纵梁支撑顶板。收前梁千斤顶使前梁下摆，放锚网与钢带，伸前梁千斤顶使前梁接顶。伸护迎头梁千斤顶，使其支护迎头，防止迎头的片煤掉落。

本发明改变传统的支护方式、易及时实现全断面主动支撑顶板，有利于矿井的顶板安全管理。

（1）抬底迈步行走机构，通过推移油缸与支护机构相连接实现临时支护装置的迈步式自移。

（2）辅助支撑机构，在支护机构向前移动时，可为其提供一个稳定的支撑点，保证临时支护装置稳定的向前迈步。

（3）伸缩梁与撑顶纵梁通过伸缩油缸形成伸缩机构，实现巷道的超前支护，并可实现掘进两排移动一次临时支护装置，简化了临时支护工序，减小移架次数。

（4）前梁上布置有两个钢带槽，可实现机械化的铺设锚网和上钢带，减少劳动强度，保证人员的安全。

（5）临时支护装置前端设有护迎头梁，在人工对顶板进行永久支护时，可防止迎头片煤掉落，保证人员安全。

（6）支护机构采用滑轨机构，保证了支架纵向和横向稳定性，承受和传递外载，保持支架的整体刚性。并且底座具有较大的接地面积，能形成一个可靠的支撑点提高支架的稳定性。

（7）独立式的液压系统，对掘进工作面现场适应性高，液压系统连接方便安全，人员在危险区域安装时间短，大大提高人员安全性。

（8）大跨距主体支撑机构，实现与综掘装备合理配套。与掘进机独立作业，互不干涉、性能可靠，移架迅速方便可靠。实现掘进——无支护——临时支护——永久性支护的衔接过渡，可实现连续掘进与连续支护的作业方式。

本发明具有如下的有益效果：可实现对顶板的全断面主动支撑顶板，简化支护程序，实现掘进、临时支护以及永久锚护同步进行的连续作业方式，避免作业人员在空顶下作业的安全隐患，有利于煤矿掘进工作的顶板安全管理，为综掘面创造了安全的工作环境；提高煤矿掘进面机械化支护作业程度，大大提高掘进速度和工作效率，降低掘进成本以及作业人员的劳动强度，缓解采掘接续紧张的被动局面。

本发明为掘进工作面安全高效开采创造可靠、灵活的支护条件，对完善掘进面的机械化开采工艺，提高掘进速度和生产效率具有重要意义。

附图说明

图1为本发明的主视示意图；

图2为本发明的俯视示意图；

图3为本发明的侧视示意图；

图中：1.内支架组，2.外支架组，3.外支架组挑梁，4.外侧支架组支撑横梁，5.外支架组顶梁，6．内支架组支撑横梁，7．内支架组顶梁，8．立柱，9．底座，10．前连杆，11．掩护梁，12．后连杆，13．内支架组挑梁，14．推移油缸，15．挑梁千斤顶。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

新型煤矿巷道综掘面临时支护装置与掘进机合理的配套，对巷道顶板近乎无反复支撑，能够及时实现全断面支护，简化支护程序，实现掘进、临时支护以及永久锚护同步进行的连续作业方式，避免作业人员在空顶区域作业，提高了机械化支护作业程度，降低了作业人员劳动强度，提高掘进效率，为作业人员的安全提供了有力保障。新型煤矿巷道综掘面临时支护装置主要由左右支护机构通过横梁、伸缩梁、前梁、护迎头梁、抬底迈步行走机构及辅助支撑机构相互铰接组成。前梁上设有钢带槽可实现对顶板的超前支护及机械化上锚网与钢带。抬底迈步行走机构、底座及辅助支撑机构相互支撑顶底板，从而使能相互形成一个可靠的支撑点，实现临时支护装置的迈步自移。

具体来说，新型煤矿巷道综掘面临时支护装置，主要包括左支护机构1、右支护机构2、前支撑腿3、后支撑腿8、辅助支撑机构5、前梁10和伸缩梁13。左支护机构1和右支护机构2通过连接横梁20、前梁10、护迎头梁9和销轴连为一体。所述的左支护机构1和右支护机构2包括底座4、导向梁15、立柱19、左顶梁16和右顶梁17。前支撑腿3和后支撑腿8通过滑轨7连接为一体。撑顶纵梁18布置于连接横梁20上，并与伸缩梁13通过伸缩油缸14连为一体。伸缩梁13与前梁10通过前梁千斤顶12连为一体。前梁10与护迎头梁9通过护迎头梁千斤顶11连为一体。左右底座4与前支撑腿之间分别布置有推移油缸6。

所述的前支撑腿3和后支撑腿8，通过滑轨7、推移油缸6与底座4连接为一体形成抬底迈步行走机构。

所述的伸缩梁13与撑顶纵梁18通过伸缩油缸14形成伸缩机构，伸缩油缸14的行程与巷道的锚杆排距相一致，可实现综掘面巷道的超前一个排距的临时支护。

所述的前梁10的前端与中部各设有钢带槽，前端的钢带槽可通过前梁千斤顶12的伸收实现钢带与片网的机械化铺设。

所述的辅助支撑机构5通过销轴与抬底迈步行走机构的后支撑腿8连为一体，当辅助支撑机构5撑顶后，可为临时支护装置提供一个稳定的支撑点。

所述的底座4上设有连接耳21，可通过销轴连接调偏油缸，对综掘面临时支护装置进行调偏；也可连接互帮板，防止巷道片帮的煤块落入综掘面临时支护装置内部。

所述的推移油缸6布置与左、右支护机构1、2的底座4的内部，结构简单紧凑。

本发明可实现对巷道顶板的近乎无反复支撑，其结构紧凑，操作灵活，能够大大提高掘进速度和工作效率。与综掘机合理配套、操作简单、有足够的支护强度，简化支护程序，减少移架次数，实现全断面支护掘进工作面空顶区的顶板，保证掘进工作面的作业人员和掘进机处于安全状态；实现掘进、临时支护以及永久锚护同步进行的连续作业方式，减少原始往返临时支护时间；减少职工原始扛运、撤单体的劳动力，实现掘进工作面机械化临时支护，降低工人劳动强度。