巷道超前支护支架的制作方法

本实用新型属于煤矿井下支护设备技术领域，涉及一种用于复杂巷道顶底板条件的支护装置，特别涉及一种能够在频繁角度变化的巷道顶板、以及软煤巷道底板条件下进行及时、有效支护，移动稳定，作业效率高，占用巷道空间小，适应性强，使用安全可靠的巷道超前支护支架。

背景技术：

目前，对于倾斜顶板和底板硬度较软的巷道，其超前支护工艺一般是：采用单体支柱进行点接触式支护，再通过完全人工搬运作业的方式，将后部的支柱拆除后再搬运到前方进行支护，如此循环作业。这种传统的工艺作业流程，不但作业效率低，操作人员劳动强度大，而且，在支护作业的过程中容易出现打滑、钻底等现象，存在较大的安全隐患。同时，在拆除后部单体支柱作业的过程中，由于受采动影响的巷道顶板没有得到有效的临时支护，使得操作人员的安全无法得到保障，极易发生安全事故，影响掘进工作面的安全、高产高效生产。

另外，现有的巷道超前支护装置的顶梁大多是刚性结构，对于倾斜巷道顶板只能形成线接触；由于线接触时的压强会急剧增大，所以容易对巷道顶板上的锚网及顶板本身造成破坏，导致巷道顶板的局部冒落，诱发安全事故，不利于顶板的管理。并且，现有巷道超前支护装置的底座面积较小，在巷道底板硬度较软时易出现钻底现象，造成支护装置支撑力不足、对顶板支撑失效的状况；一旦巷道压力增大时，容易出现顶板冒落事故；同时，当底座钻底之后，整个支护装置的移动也十分困难，不但降低了支护效率，而且增大了辅助作业的劳动强度。故有必要对现有技术的巷道超前支护装置予以改进。

技术实现要素：

本实用新型就是针对现有巷道超前支护装置存在的上述问题，提供一种能够在频繁角度变化的巷道顶板、以及软煤巷道底板条件下进行及时、有效支护，移动稳定，作业效率高，占用巷道空间小，适应性强，使用安全可靠的巷道超前支护支架。

本实用新型所采用的技术方案是：该巷道超前支护支架包括前底座和后底座，前底座和后底座之间设置有移架液压缸，其特征在于：所述前底座和后底座均由底座主体构成，底座主体的中部设置有连杆铰接部，连杆铰接部的前后两侧分别设置有立柱安装柱窝；所述前底座和后底座的上方分别设置有前顶梁和后顶梁，前顶梁和后顶梁均由顶梁主体构成，顶梁主体中部的掩梁铰接部分别铰接有掩护梁；各掩护梁通过前连杆和后连杆分别与前底座和后底座中部的连杆铰接部相连接，且前底座的立柱安装柱窝内设置的升降立柱的上端与前顶梁相铰接，后底座的立柱安装柱窝内设置的升降立柱的上端与后顶梁相铰接；前顶梁和后顶梁之间设置有中间伸缩梁；所述前顶梁和后顶梁的顶梁主体的上部设置有顶梁座箱，顶梁座箱的上侧设置有圆弧形凹槽Ⅰ，圆弧形凹槽Ⅰ内活动设置有顶梁半圆柱体，顶梁半圆柱体的两端分别与顶梁座箱的端壁相铰接。

所述前顶梁和后顶梁之间设置的中间伸缩梁由伸缩套和伸缩柱构成，伸缩柱滑动插接在伸缩套内，且伸缩套与伸缩柱之间通过伸缩液压缸相连；伸缩套的前端与前顶梁的后端相铰接，伸缩柱的后端则与后顶梁的前端相铰接；所述中间伸缩梁的伸缩套的上部设置有中间梁座箱，中间梁座箱的上侧设置有圆弧形凹槽Ⅱ，圆弧形凹槽Ⅱ内活动设置有中间梁半圆柱体，中间梁半圆柱体的两端分别与中间梁座箱的端壁相铰接。以利用中间梁半圆柱体在中间梁座箱圆弧形凹槽Ⅱ内的自适应转动和倾斜，来配合顶梁半圆柱体在顶梁座箱圆弧形凹槽Ⅰ内的自适应转动和倾斜，从而使顶梁结构充分适应频繁角度变化的巷道顶板条件。

所述前底座的底座主体的前端设置有防钻底装置。以减小底座前端对巷道底板的比压，进而在软煤巷道底板条件下、有效防止底座钻底的情况。

所述防钻底装置包括折弯斜板，折弯斜板的两侧分别设置有侧立板，两个侧立板之间设置有铰接耳板；所述防钻底装置通过铰接耳板与前底座的底座主体前端的连接耳板相铰接。以利用面积较大的折弯斜板，来降低底座前端对巷道底板的比压，并方便装置的安装和拆卸。

所述前底座和后底座结构相同，前顶梁和后顶梁结构相同，且前底座与后底座、以及前顶梁与后顶梁均采用对称布置的形式。以提升底座、顶梁的通用性，便于安装和维护。

本实用新型的有益效果：由于本实用新型采用由底座主体构成的前底座和后底座，底座主体的中部设置连杆铰接部，连杆铰接部的前后两侧分别设置立柱安装柱窝；前底座和后底座上方分别设置的前顶梁和后顶梁均由顶梁主体构成，顶梁主体中部的掩梁铰接部分别铰接有掩护梁；各掩护梁通过前连杆和后连杆分别与前底座和后底座中部的连杆铰接部相连接，前底座和后底座的立柱安装柱窝内设置的升降立柱的上端，分别与前顶梁和后顶梁相铰接；前顶梁和后顶梁之间设置中间伸缩梁；并且，前顶梁和后顶梁的顶梁主体的上部设置顶梁座箱，顶梁座箱上侧的圆弧形凹槽内活动设置有顶梁半圆柱体的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，利用顶梁半圆柱体在顶梁座箱圆弧形凹槽内的自适应转动和倾斜，使顶梁结构充分适应巷道顶板条件；并通过前底座前端设置的防钻底装置，来减小底座前端对巷道底板的比压，有效防止底座钻底的情况。该巷道超前支护支架能够在频繁角度变化的巷道顶板、以及软煤巷道底板条件下进行及时、有效支护，移动稳定，作业效率高，占用巷道空间小，适应性强，使用安全可靠。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1中的前顶梁（或后顶梁）的一种爆炸结构示意图。

图3是图1中的中间伸缩梁的一种爆炸结构示意图。

图4是图1中的前底座的一种爆炸结构示意图。

图5是图4中的防钻底装置的一种结构示意图。

图中序号说明：1前底座、2防钻底装置、3前连杆、4后连杆、5掩护梁、6升降立柱、7移架液压缸、8后底座、9前顶梁、10中间伸缩梁、11后顶梁、12顶梁主体、13掩梁铰接部、14顶梁座箱、15圆弧形凹槽Ⅰ、16顶梁半圆柱体、17伸缩套、18伸缩液压缸、19伸缩柱、20中间梁座箱、21圆弧形凹槽Ⅱ、22中间梁半圆柱体、23底座主体、24立柱安装柱窝、25连杆铰接部、26连接耳板、27折弯斜板、28侧立板、29铰接耳板、30加强板。

具体实施方式

根据图1～5详细说明本实用新型的具体结构。该巷道超前支护支架包括前后布置的前底座1和后底座8，前底座1和后底座8之间设置有移架液压缸7；前底座1和后底座8的结构相同，且为了提升底座的通用性、便于安装和维护，前底座1和后底座8采用前后对称布置的形式。前底座1和后底座8均由底座主体23构成，底座主体23的中部设置有用于与前连杆3和后连杆4端部相铰接的连杆铰接部25；连杆铰接部25的前后两侧分别设置有用于布置升降立柱6的立柱安装柱窝24。

前底座1的底座主体23的前端可拆卸式设置有防钻底装置2，防钻底装置2由折弯斜板27构成，折弯斜板27的左右两侧分别设置有侧立板28，两个侧立板28之间设置有用于与前底座1前端连接的铰接耳板29；铰接耳板29与两个侧立板28之间分别设置有加强板30。整个防钻底装置2通过铰接耳板29与前底座1的底座主体23前端的连接耳板26相铰接，进而利用面积较大的折弯斜板27，来降低底座前端对巷道底板的比压，以在软煤巷道底板条件下、有效防止底座钻底的情况，并方便装置的安装和拆卸。

前底座1和后底座8的上方分别设置有前顶梁9和后顶梁11，前顶梁9和后顶梁11的结构相同，且为了提升顶梁的通用性、方便安装和维护，前顶梁9和后顶梁11也采用前后对称布置的形式。前顶梁9和后顶梁11均由顶梁主体12构成，顶梁主体12中部的掩梁铰接部13分别铰接有向下布置的掩护梁5；各掩护梁5通过前连杆3和后连杆4，分别与前底座1和后底座8中部的连杆铰接部25相铰接，且前底座1的两个立柱安装柱窝24内竖直设置的升降立柱6的上端，分别与前顶梁9的下部相铰接；后底座8的两个立柱安装柱窝24内竖直设置的升降立柱6的上端，分别与后顶梁11相铰接。根据具体的使用需要，前顶梁9和后顶梁11的顶梁主体12的两侧可分别设置侧护壁板机构，以增大支护面积。

结构相同的前顶梁9和后顶梁11的顶梁主体12上部，均设置有上侧开口的顶梁座箱14；顶梁座箱14的上侧设置有圆弧形凹槽Ⅰ15，圆弧形凹槽Ⅰ15内活动设置有顶梁半圆柱体16，顶梁半圆柱体16下部的弧形面与圆弧形凹槽Ⅰ15相配合，且顶梁半圆柱体16的前后两端分别与顶梁座箱14的端壁相铰接。同时，前顶梁9和后顶梁11之间设置有配合移架液压缸7伸缩的中间伸缩梁10，中间伸缩梁10由伸缩套17和伸缩柱19构成，伸缩柱19滑动插接在伸缩套17内；伸缩套17与伸缩柱19之间通过伸缩液压缸18相连接，伸缩液压缸18的固定端与伸缩套17的前端相铰接，伸缩液压缸18的伸缩端与伸缩柱19的后端相铰接。

中间伸缩梁10的伸缩套17的前端与前顶梁9后端相铰接，中间伸缩梁10的伸缩柱19的后端则与后顶梁11前端相铰接，进而配合前底座1和后底座8之间的移架液压缸7的伸缩，来同步伸缩中间伸缩梁10，使得巷道超前支护支架配合工作面的回采而同步移动，实现对巷道顶板超前支护段的连续支护。中间伸缩梁10的伸缩套17的上部，设置有上侧开口的中间梁座箱20，中间梁座箱20的上侧设置有圆弧形凹槽Ⅱ21，圆弧形凹槽Ⅱ21内活动设置有中间梁半圆柱体22，中间梁半圆柱体22下部的弧形面与圆弧形凹槽Ⅱ21相配合，且中间梁半圆柱体22的前后两端分别与中间梁座箱20的端壁相铰接。进而利用中间梁半圆柱体22在中间梁座箱20圆弧形凹槽Ⅱ21内的自适应转动和倾斜，来配合前顶梁9和后顶梁11上部顶梁半圆柱体16在顶梁座箱14圆弧形凹槽Ⅰ15内的自适应转动和倾斜，以使顶梁结构充分适应频繁角度变化的巷道顶板条件，提升巷道超前支护支架的使用适应性。

该巷道超前支护支架使用时，根据超前支护段所需的支护长度，按照上述结构连接方式，在采煤工作面的回采巷道内、将若干组巷道超前支护支架沿巷道延伸方向安装布置好；并且，根据回采巷道的宽度，也可并排布置两列巷道超前支护支架。伸出各升降立柱6，使前顶梁9和后顶梁11上部的顶梁半圆柱体16的顶部平面与巷道顶板相接触，同时，前顶梁9和后顶梁11之间设置的中间伸缩梁10上部的中间梁半圆柱体22也与巷道顶板相接触，进而对巷道顶板进行稳固的支撑。在频繁角度变化的巷道顶板条件下，利用前顶梁9和后顶梁11上部顶梁半圆柱体16在顶梁座箱14圆弧形凹槽Ⅰ15内的自适应转动和倾斜，并配合中间梁半圆柱体22在中间梁座箱20圆弧形凹槽Ⅱ21内的自适应转动和倾斜，来提升巷道超前支护支架的使用适应性。

当该巷道超前支护支架需要随工作面的开采而向前移动时，首先，收回前顶梁9和前底座1之间的升降立柱6，使前顶梁9与巷道顶板脱离开（此时，后顶梁11仍支撑着巷道顶板）。然后，伸出移架液压缸7，并同步伸出中间伸缩梁10的伸缩柱19，从而推动前顶梁9和前底座1向前移动。前顶梁9和前底座1移动到位后，再次伸出两者之间的升降立柱6，以支撑住巷道顶板。之后，降下后顶梁11和后底座8之间的升降立柱6，再收回移架液压缸7，从而拉动已降架的后顶梁11和后底座8向前移动（此时，前顶梁9支撑着巷道顶板）。后顶梁11和后底座8前移到位后，升起升降立柱6，支撑巷道顶板。重复上述依次对各组支护支架前顶梁9和后顶梁11升降、推移前底座1和后底座8的步骤，使巷道超前支护支架配合工作面的回采而同步移动，实现对巷道顶板超前支护段的连续支护。并且，可拆卸式设置在前底座1前端的防钻底装置2，利用面积较大的折弯斜板27，来降低底座前端对巷道底板的比压，进而在软煤巷道底板条件下，有效地防止底座钻底情况的发生。