一种交替支撑式综掘巷道临时支护设备及其应用的制作方法

本发明涉及一种交替支撑式综掘巷道临时支护设备及其应用，属于矿井巷道支护设备技术领域。

背景技术：

目前我国煤矿综掘巷道掘进时支护已经普遍采用锚杆支护作为永久支护，而在进行锚杆支护前为防止掘进工作面顶板冒落必须进行临时支护。当前煤矿临时支护普遍采用多条前探梁沿巷道方向悬挂在顶板已支护锚杆上探至空顶区，对顶板起到护顶作用，防止冒顶造成人身伤亡事故。该支护方式缺点在于：(1)前探梁对空顶区的支护没有初撑力，安全性、可靠性差；(2)操作过程复杂，依靠手工作业，支护时间长，临时支护效率低；(3)操作人员必须进入空顶区进行架设作业，存在极大的安全隐患。

中国专利文献cn102128040b公开了液压迈步式超前支护装备，提出了一种用于煤矿生产中掘进机工作面的液压迈步式支护装备，其采用液压迈步式行进、组合编织网结构的方法，解决了以往煤矿工作受许用空顶距限制和只能一或两掘一锚的情况，实现了一掘多锚，即掘进多个工序后同时锚固几排锚杆，大大提高了掘进效率，并为工人作业提供安全保护。该支护方式的缺点在于：立柱落地支撑整个支护装备，占用空间，不适于掘进机进一步的掘进工作，在完成临时支护后，由于掘进机截割头和悬臂段的干涉，工人在临时支护装置下进行钻孔、打锚杆等锚护作业时，作业空间极其有限，不便于工人作业。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种交替支撑式综掘巷道临时支护设备。

本发明还提供上述一种交替支撑式综掘巷道临时支护设备的作业方法。

本发明的技术方案如下：

一种交替支撑式综掘巷道临时支护设备，包括底板伸缩系统、临时支护机构、驱动液压缸和液压站；底板伸缩系统的两侧设置有底板支撑液压缸，临时支护机构的两侧设置有顶护板支撑液压缸，液压站提供工作用油；

临时支护机构通过滑动装置连接于底板伸缩系统上，驱动液压缸两端分别连接底板伸缩系统和临时支护机构，通过驱动液压缸工作并借助底板支撑液压缸和顶护板支撑液压缸的交替支撑，将临时支护机构运送到空顶区。

优选的，所述底板伸缩系统包括底板和驱动液压缸铰接支架ⅰ，四个底板支撑液压缸对称连接于底板两侧，底板支撑液压缸活塞杆末端连接有底板支撑液压缸底座，驱动液压缸铰接支架ⅰ安装在底板内。

优选的，所述底板为桁架结构。

优选的，所述临时支护机构包括顶护板、驱动液压缸铰接支架ⅱ、顶护板支撑液压缸底座、液压支腿、支腿底座、顶护板铰接支架ⅰ、液压支腿铰接支架、顶护板铰接支架ⅱ、伸展液压缸；四个顶护板支撑液压缸对称连接于顶护板两侧，顶护板支撑液压缸活塞杆末端连接顶护板支撑液压缸底座；顶护板铰接支架ⅰ设置在顶护板的四个边角上，液压支腿上端铰接顶护板铰接支架ⅰ，液压支腿下端连接支腿底座；液压支腿铰接支架设置在液压支腿上部，顶护板铰接支架ⅱ设置在顶护板两侧，伸展液压缸两端分别与液压支腿铰接支架、顶护板铰接支架ⅱ铰接，驱动液压缸铰接支架ⅱ设置在顶护板底部。

优选的，所述驱动液压缸的两端分别与驱动液压缸铰接支架ⅰ、驱动液压缸铰接支架ⅱ铰接。

优选的，所述滑动装置包括直线导轨和滑块，直线导轨设置在底板上部，滑块连接在顶护板底部并安装在直线导轨上。

优选的，所述底板上并行安装两条直线导轨，每条直线导轨上配合安装两个滑块。

优选的，所述直线导轨通过螺钉安装在底板上表面。

一种交替支撑式综掘巷道临时支护设备的作业方法，事先临时支护机构和底板伸缩系统处于收缩状态，使用升举设备将整套临时支护设备升举至掘进工作面已完成永久支护巷道上部接近顶板处，四个底板支撑液压缸的活塞杆推出并支撑于综掘巷道两侧壁，将整套临时支护设备支撑于综掘巷道顶部；待掘进机挖掘工作完成后，在掘进机截割头和悬臂段部位形成空顶区，临时支护作业开始，包括以下步骤：

(1)驱动液压缸工作，推动临时支护机构向前移动，临时支护机构移动到位后，顶护板支撑液压缸工作，顶护板支撑液压缸活塞杆推出并支撑于巷道两侧壁，将临时支护设备支撑于巷道顶部；

(2)接着底板支撑液压缸活塞杆收回，驱动液压缸活塞杆收回带动底板伸缩系统缩进，然后底板支撑液压缸开始工作，底板支撑液压缸活塞杆推出并支撑于巷道两侧壁，顶护板支撑液压缸活塞杆收回；

(3)重复步骤(1)-(2)，直至临时支护设备位于空顶区下方，且顶护板支撑液压缸活塞杆推出并支撑于巷道两侧壁、驱动液压缸处于活塞杆推出状态；

(4)接着伸展液压缸动作，驱动液压支腿立起；

(5)液压支腿立起后开始工作，使支腿底座着地，顶护板支撑液压缸活塞杆收回，液压支腿继续工作直至顶护板接顶。

本发明的有益效果在于：

1)本发明分别以四个底板支撑液压缸和四个顶护板支撑液压缸交替支撑于巷道侧壁，在底板伸缩系统和临时支护机构之间以直线导轨和滑块形成滑动连接，并以驱动液压缸驱动，使临时支护机构和底板伸缩系统交替前进，将临时支护机构送至巷道工作面空顶区；通过伸展液压缸驱动液压支腿立起，通过液压支腿活塞杆的伸出运动，使顶护板与巷道顶板接顶，通过设定液压支腿的油压对顶板施加初撑力，完成临时支护，掘进机退出临时支护机构所在区域，工人可以在临时支护机构底部所建立的安全区域进行锚护作业。

2)本发明交替支撑式综掘巷道临时支护设备，结构设计科学合理，操作使用方便，采用位于巷道顶部交替支撑的临时支护机构设计，可以避免掘进机干涉临时支护机构的作业，使工人在临时支护机构下具有更为广阔的作业空间。

附图说明

图1为本发明临时支护设备工作状态示意图。

图2为本发明临时支护设备原始状态结构示意图。

图3为底板支撑液压缸支撑于巷道侧壁、临时支护机构向前移动后的结构示意图。

图4为顶护板支撑液压缸支撑于巷道侧壁、底板支撑液压缸收回后的结构示意图。

图5为底板伸缩系统收回后的结构示意图。

图中：1底板伸缩系统、1-1底板、1-2直线导轨、1-3底板支撑液压缸、1-4底板支撑液压缸底座、1-5驱动液压缸铰接支架ⅰ、2临时支护机构、2-1顶护板、2-2驱动液压缸铰接支架ⅱ、2-3顶护板支撑液压缸、2-4顶护板支撑液压缸底座、2-5液压支腿、2-6支腿底座、2-7顶护板铰接支架ⅰ、2-8液压支腿铰接支架、2-9顶护板铰接支架ⅱ、2-10伸展液压缸、2-11滑块、3驱动液压缸、4液压站。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种交替支撑式综掘巷道临时支护设备，包括底板伸缩系统1、临时支护机构2、驱动液压缸3和液压站4；底板伸缩系统1的底座两侧设置有四个底板支撑液压缸1-3，通过底板支撑液压缸1-3活塞杆的推出并支撑于综掘巷道两侧壁，可将整套临时支护设备支撑于综掘巷道顶部；临时支护机构2通过滑动装置连接于底板伸缩系统1上，通过底板伸缩系统1上的滑动装置以及驱动液压缸3将临时支护机构2运送到掘进机前方的空顶区；临时支护机构2两侧设置有四个顶护板支撑液压缸2-3，通过顶护板支撑液压缸2-3活塞杆的推出并支撑于综掘巷道两侧壁，同样可将整套临时支护设备支撑于综掘巷道顶部。

底板伸缩系统1包括底板1-1和驱动液压缸铰接支架ⅰ1-5；底板支撑液压缸1-3通过上法兰的方式连接于底板1-1两侧，在底板支撑液压缸1-3活塞杆末端焊接有底板支撑液压缸底座1-4。底板1-1为桁架结构，便于安装滑动装置，驱动液压缸铰接支架ⅰ1-5焊接在桁架结构内里。

临时支护机构2包括顶护板2-1、驱动液压缸铰接支架ⅱ2-2、液压支腿2-5、支腿底座2-6、顶护板铰接支架ⅰ2-7、液压支腿铰接支架2-8、顶护板铰接支架ⅱ2-9、伸展液压缸2-10；顶护板支撑液压缸2-3通过上法兰的方式连接于顶护板2-1两侧，在顶护板支撑液压缸2-3活塞杆末端焊接有顶护板支撑液压缸底座2-4；液压支腿2-5上端一定距离处焊接液压支腿铰接支架2-8，伸展液压缸2-10下端与液压支腿铰接支架2-8铰接，伸展液压缸2-10上端与顶护板铰接支架ⅱ2-9铰接，顶护板铰接支架ⅱ2-9焊接在顶护板2-1上。

临时支护机构2采用可折叠设计，通过伸展液压缸2-10可将液压支腿2-5折叠或展开，工作时展开，不工作时折叠。

所述底板伸缩系统1和临时支护机构2通过滑动装置连接，滑动装置包括直线导轨1-2和滑块2-11。直线导轨1-2通过螺钉连接于底板1-1上，滑块2-11通过螺钉连接于顶护板2-1底部，通过驱动液压缸3实现临时支护机构2在直线导轨1-2上的直线移动。底板1-1上表面并列安装有两条直线导轨1-2，且每一直线导轨1-2上配合安装有两个滑块2-11。将顶护板2-1安装在两侧四个滑块2-11上，可以保证移动过程中的稳定性。

底板1-1焊接驱动液压缸铰接支架ⅰ1-5，顶护板2-1底部焊接驱动液压缸铰接支架ⅱ2-2，驱动液压缸3两端通过上下耳环的形式铰接于驱动液压缸铰接支架ⅰ1-5、驱动液压缸铰接支架ⅱ2-2上。

顶护板2-1两侧的底部分别焊接两个顶护板铰接支架ⅰ2-7、两个顶护板铰接支架ⅱ2-9，呈对称分布。顶护板2-1的底部四个边角各安装有一个液压支腿2-5，液压支腿2-5的缸筒以上耳环的形式与顶护板铰接支架ⅰ2-7铰接，液压支腿2-5的活塞杆底部安装有支腿底座2-6。

底板1-1上设置液压站4。通过液压站4为所有液压缸等装置提供工作用油。

实施例2：

如图2-5所示，一种如实施例1所述的交替支撑式综掘巷道临时支护设备的作业方法，事先临时支护机构2和底板伸缩系统1处于收缩状态，使用升举设备将整套临时支护设备升举至掘进工作面已完成永久支护巷道上部接近顶板处，四个底板支撑液压缸1-3的活塞杆推出并支撑于综掘巷道两侧壁，将整套临时支护设备支撑于综掘巷道顶部；待掘进机挖掘工作完成后，在掘进机截割头和悬臂段部位形成空顶区，临时支护作业开始，包括以下步骤：

(1)驱动液压缸3工作，推动临时支护机构2沿直线导轨1-2向前移动，临时支护机构2移动到位后，顶护板支撑液压缸2-3工作，顶护板支撑液压缸2-3活塞杆推出并支撑于巷道两侧壁，将整套临时支护设备支撑于巷道顶部；

(2)底板支撑液压缸1-3活塞杆收回，驱动液压缸3活塞杆收回带动底板伸缩系统1缩进，完成上述动作后，底板支撑液压缸1-3工作，底板支撑液压缸1-3活塞杆推出并支撑于巷道两侧壁，顶护板支撑液压缸2-3活塞杆收回；

(3)重复步骤(1)-(2)，直至临时支护设备位于空顶区下方，且顶护板支撑液压缸2-3活塞杆推出并支撑于巷道两侧壁、驱动液压缸3处于活塞杆推出状态；

(4)接着四个伸展液压缸2-10动作，驱动液压支腿2-5立起；

(5)四个液压支腿2-5立起后开始工作，使支腿底座2-6着地；顶护板支撑液压缸2-3活塞杆收回，液压支腿2-5继续工作直至顶护板2-1接顶。