掘进巷道可收缩式临时支架的制作方法

本发明属于煤矿掘进工作面临时支护技术领域，具体涉及一种煤矿掘进巷道可收缩式临时支架。

背景技术：

煤炭目前是我国第一大能源，在现阶段的能源结构中占约70％，且在今后很长一段时间内，煤炭在我国能源消耗中仍将占据极重要地位，因此，煤矿的高产高效和安全生产将直接影响到我国的国民经济稳步发展。随着技术的不断发展，煤矿机械在综合机械化开采中发挥了及其重要的作用。然而煤矿井下的支护问题一直是困扰煤炭行业高产高效、安全生产的重要问题。随着综合掘进工作面生产能力和推进速度的提高，掘进区范围的日益加大，掘进巷道的机械化快速掘进和快速支护成为矿井高产高效、安全生产的关键技术之一。

我国综掘工作面长期以来没有采用临时支护设施，大部分井下掘进工艺的现状一般为掘进机截割一刀煤后停机，将掘进机撤出，工人携锚网、锚杆、锚索及锚杆钻机等物料设备进入前端，进行铺网、打锚杆、锚索等永久支护作业。这其中掘进机工作时间仅需5-10分钟，而永久支护作业时间长达20-30分钟甚至更长时间，掘进机的开机率仅有25％左右，这就成为制约掘进机生产效率和掘进面推进速度的主要原因。另外，在掘进事故中，顶板事故约占80％，掘进工作面顶板事故所造成的死亡人数约占全国顶板事故总死亡人数的20％。这就提出了提高掘进效率以及保证掘进工作面的安全这两大问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种煤矿井下掘进巷道临时支护设备，用于解决掘进工作中由于掘、锚速度失衡而影响掘进效率的难题，提高巷道掘进速度的同时也增强了永久支护作业的安全性，从而保证煤矿高产、高效和安全生产。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种掘进巷道可收缩式临时支架，其特殊之处在于：支架由顶梁、两个伸缩顶梁、两个辅助顶梁、两个移架座、一组滑轮和轨道、两个护帮板、两个连接板、两个辅助伸缩油缸、4个伸缩油缸、4个支撑立柱、4个护帮油缸组成；所述顶梁为箱式结构，中部有隔板将箱内分为左、右两侧，左、右两箱内有两道筋板，将左、右两箱又分为前、中、后三箱；所述伸缩顶梁分为左右两个，在顶梁左侧的为左伸缩顶梁，右侧的为右伸缩顶梁，都为下开面箱式结构，其上面、前面、后面和左、右端面包覆在顶梁外，可相对与顶梁左右滑动；所述辅助顶梁分为左右两个，在顶梁左侧的为左辅助顶梁，右侧的为右辅助顶梁，都为箱式结构，嵌在顶梁隔板左、右两侧的中箱内，可相对与顶梁左右滑动；所述辅助伸缩油缸共有两个，对称设置在顶梁隔板两侧的中部两个箱内，其液压缸固定在顶梁内的中部隔板上，其活塞杆与两个辅助顶梁的箱型结构外侧盖板铰接；所述伸缩油缸共有4个，对称设置在顶梁隔板两侧的前、后共4个箱内，其液压缸固定在顶梁内的中部隔板上，其活塞杆与两个伸缩顶梁的箱 型结构外侧盖板铰接；所述移架座顶端通过焊接固定在辅助顶梁底部靠近巷道侧帮的一侧，顶梁、伸缩顶梁、辅助顶梁底部有开槽，供移架座左右移动；护帮油缸底部耳板与护帮板中部耳座铰接，其活塞杆与顶梁下面两端的耳座铰接；所述支撑立柱顶端与伸缩顶梁底部铰接，铰接位置位于伸缩顶梁底板靠近巷道侧帮的两角；所述连接板一端与护帮板铰接，另一端与支撑立柱底端铰接；所述滑轮在顶梁下面中线位置顺序排列，轨道放置在滑轮上，可以沿滑轮向巷道前方或后方滑动。所述连接板一边带有三角形限位挡块，所述护帮板底部与连接板有限位挡块的一边铰接，以保证连接板与护帮板的角度足够大，支撑立柱油缸底部与连接板无限位挡块的一边铰接。顶梁、两个伸缩顶梁、两个辅助顶梁上、下两面设置两排平行的锚杆钻孔。

本发明的工作原理为：由若干台支架在掘进巷道组成工作组，沿巷道顺向布置，呈龙门式结构跨骑于巷道内的掘进机以及配套设备上，支撑顶板并保护巷道两帮。随掘进机向前掘进，工作组离巷道掘进面远端支架进行收缩，减小其高度与宽度后，通过挂于轨道滑轮上的轨道及运输滑轮吊起后，从支撑状态下的其他支架下运送至工作组离巷道掘进面近端，重新展开来支撑顶板与两帮。

本发明与目前巷道临时支护相比，四个液压缸、多段顶梁同时支撑顶板，支护强度高；通过护帮板与护帮油缸将护帮与护顶结合起来，支护效果优秀；支架可收缩后运输，避免了顶板重复支护；其结构紧凑，布局合理，适合煤矿巷道不同类型的顶板、底板和侧帮的情况。

附图说明

图1是本发明伸展状态下的主体结构示意图

图2是本发明收缩状态下的主体结构示意图

图3是本发明顶梁内部结构示意图

图4是本发明的正视图

图5是本发明的侧视图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参见图1～5，所述的支架由顶梁、伸缩顶梁、辅助顶梁、两个移架座、一组滑轮和轨道、护帮板、两个连接板、伸缩油缸、辅助伸缩油缸、支撑立柱、护帮油缸组成；所述顶梁为箱式结构，中部有隔板将箱内分为左、右两侧，左、右两箱内有两道筋板，将左、右两箱分为前、中、后三箱，顶梁为钢板焊接而成，箱型结构保证支撑强度，为支架的主要支撑部件；所述左伸缩顶梁、右伸缩顶梁为下开面箱式结构，其上面、前面、后面和左、右端面包覆在顶梁外，可相对与顶梁左右滑动，既起到支撑作用，又可以收缩减少体积；所述左辅助顶梁、右辅助顶梁为箱式结构，嵌在顶梁隔板左、右两侧的中箱内，可相对与顶梁左右滑动，用于带动移架座向支架中间移动；所述伸缩油缸设置在顶梁隔板两侧的前、后4个箱内，其液压缸固定在顶梁内的中部隔板上，其活塞杆固定在左伸缩顶梁、右伸缩顶梁的端面，用于伸展和收缩伸缩动顶梁；所 述辅助伸缩油缸设置在顶梁隔板两侧的中部两个箱内，其液压缸固定在顶梁内的中部隔板上，其活塞杆固定在左辅助顶梁、右辅助顶梁端面，用于伸展和收缩辅助伸缩顶梁；所述移架座顶端通过焊接固定在辅助顶梁底部靠近巷道侧帮的一侧，其作用是为支架收缩提供暂时的底座，顶梁、伸缩顶梁、辅助顶梁底部有开槽，供移架座左右移动；护帮油缸底部耳板与护帮板中部耳座铰接，其活塞杆与顶梁下面两端的耳座铰接，其与立柱油缸，多段式顶梁呈三角形稳定结构；所述4个支撑立柱顶端在两个伸缩顶梁前后两端靠近巷道侧帮的一侧与其铰接，立柱底端有挡板，提高了接触巷道底板的面积，挡板下有锥形结构，用于钉入巷道底板使支架不会滑动；所述连接板一端与护帮板铰接，另一端与立柱底端铰接；所述轨道滑轮设置在顶梁下面中线的两端轨道放置在滑轮上，可以沿滑轮向巷道前方或后方滑动；所述连接板一边带有三角形限位挡块，所述护帮板底部与连接板有限位挡块的一边铰接，以保证连接板与护帮板的角度足够大，支撑立柱油缸底部与连接板无限位挡块的一边铰接；顶梁、左伸缩顶梁、右伸缩顶梁、左辅助顶梁、右辅助顶梁上、下两面设置两排平行的锚杆钻孔。

以支架展开支护为初始状态，其收缩过程分以下3个步骤：

1.调节支架两个辅助伸缩油缸使其收缩，带动左、右辅助伸缩顶梁由左右两侧向顶梁中间滑动至指定位置，同时两个辅助伸缩顶梁带动与其焊接的移架座向支架重剑移动至指定位置。

2.调节支架4个支撑立柱、4个护帮油缸使其收缩，多段式顶梁下降与顶板分离，移架座也同时下降，当移架座下降到底部接触到巷道底板时，移架座起到支撑作用，继续调节后支架4个支撑立柱、4个护帮油缸使其收缩，带动支撑立柱与底板分离。

3.调节支架4个伸缩油缸、4个护帮油缸使其收缩，带动两个伸缩顶梁由左右两侧向顶梁中间滑动至指定位置，即完成支架收缩过程，支架收缩至最小的体积。

以支架收缩至最小为初始状态，其展开支护过程分以下3个步骤：

1.调节支架4个伸缩油缸、4个护帮油缸使其伸长，带动两个伸缩顶梁由顶梁中间向左右两侧滑动至指定位置。

2.调节支架4个支撑立柱、4个护帮油缸使其伸长，带动支撑立柱底端接触到巷道底板，此时支撑立柱起到支撑作用，继续调节支架4个支撑立柱、4个护帮油缸使其伸长，带动多段式顶梁上升直至其与巷道顶板接触，移架座此时也与地面分离。

3.调节支架两个辅助伸缩油缸使其伸长，带动左、右辅助伸缩顶梁由顶梁中间向左右两侧滑动至指定位置，同时两个辅助伸缩顶梁带动与其焊接的移架座向支架中间移动至指定位置，空出了支架下的空间供掘进机作业，即完成支架的展开过程。