一种超前支护用悬移式锚网及钢带自动铺设装置及方法与流程

本发明属于煤矿机械技术领域，特别是涉及一种超前支护用悬移式锚网及钢带自动铺设装置及方法。

背景技术：

在煤矿巷道掘进作业中，进行巷道支护是一项关乎井下人员生命安全的重要工作，其中钢带配合锚杆支护就已经在松散困难区得到充分利用，并取得了良好的效果。钢带的主要作用是提高围岩的稳固性，同时可以增加岩块之间的摩擦力，以防止岩块松动变形，从而减少巷道表面由于顶板弯曲下沉造成的拉伸破坏，利用钢带将锚杆彼此联成一个整体，从而增强整体支护能力。

目前，在完成每一轮的巷道开挖后，都是由人力完成钢带的铺设及安装，作业时，先将巷道顶板的不平整处进行镐刨处理，再靠人力将钢带托起，并使钢带与巷道顶板紧密贴合。在钢带铺设的整个过程中，巷道基本上仅能依靠围岩内部的作用力保持稳定，并且由于作业人员靠近巷道掘进面，这在稳定性较差的巷道内是极其危险的。

因此，现阶段采用的人力铺设钢带的方式存在机械化程度低、工人劳动强度大、作业安全性差、钢带铺设质量难以保障的缺点。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种超前支护用悬移式锚网及钢带自动铺设装置及方法，摒弃了人力铺设钢带的方式，钢带能够自动完成铺设，大幅度降低了工人的劳动强度，提高了工人作业时的安全性，而且钢带铺设质量也得到进一步提高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种超前支护用悬移式锚网及钢带自动铺设装置，包括超前支护机构、锚网储运机构、锚网转运机构、锚网铺展机构、钢带存储机构及钢带转运机构；所述锚网储运机构设置在超前支护机构的顶梁侧方，所述锚网转运机构设置在超前支护机构的前探梁侧方，锚网储运机构与锚网转运机构同侧分布；所述锚网铺展机构设置在超前支护机构的前探梁前端；所述钢带存储机构设置在超前支护机构的前探梁下方；所述钢带转运机构设置在钢带存储机构后方的前探梁中部。

所述锚网储运机构包括锚网储运机架、锚网储运液压马达、锚网储运主动链轮、锚网储运从动链轮及锚网储运链条；所述锚网储运机架水平固装在超前支护机构的顶梁上，所述锚网储运液压马达水平固装在锚网储运机架的前端，所述锚网储运主动链轮固定套装在锚网储运液压马达的动力输出轴上，所述锚网储运从动链轮安装在锚网储运机架的后端，锚网储运主动链轮与锚网储运从动链轮之间通过锚网储运链条传动连接，在锚网储运链条上均布有若干锚网挂钩，锚网挂钩用于挂装卷状锚网。

所述锚网转运机构包括锚网转运基座、锚网转运杠杆及杠杆摆转驱动缸；所述锚网转运基座固装在超前支护机构的顶梁上，所述杠杆摆转驱动缸的缸筒端部铰接在锚网转运基座上，杠杆摆转驱动缸的活塞杆端部铰接在锚网转运杠杆一端，锚网转运杠杆中部的支点转轴水平固连在超前支护机构的前探梁上，锚网转运杠杆的另一端为自由端，在锚网转运杠杆的自由端端部安装有卷状锚网限位板，卷状锚网限位板采用滑动锁止结构，在卷状锚网限位板后侧的锚网转运杠杆上固装有卷状锚网限位卡块，卷状锚网套装在卷状锚网限位板与卷状锚网限位卡块之间的锚网转运杠杆上。

所述锚网铺展机构数量为两套，两套锚网铺展机构并列分布；所述锚网铺展机构包括第一锚网铺展液压马达、第二锚网铺展液压马达、第一锚网铺展链轮、第二锚网铺展链轮及锚网铺展链条；所述第一锚网铺展液压马达和第二锚网铺展液压马达均采用双头液压马达，第一锚网铺展液压马达安装在超前支护机构边部的前探梁前端，第二锚网铺展液压马达安装在超前支护机构中部的前探梁前端，在第一锚网铺展液压马达的动力输出轴两头均安装有第一锚网铺展链轮，在第二锚网铺展液压马达的动力输出轴两头均安装有第二锚网铺展链轮，第一锚网铺展链轮与第二锚网铺展链轮之间通过锚网铺展链条传动连接，在锚网铺展链条上均布有若干锚网铺展拨齿；在两套所述锚网铺展机构之间留有钢带装配让位间隙，在钢带装配让位间隙两侧的前探梁上均安装有锚网导向板，锚网导向板初始状态为水平，锚网导向板具有向上翻转自由度。

在所述锚网铺展机构后方的前探梁上安装有锚网抬升机构，锚网抬升机构包括锚网抬升板、锚网抬升驱动缸及锚网抬升支架；所述锚网抬升支架固装在前探梁上，所述锚网抬升板位于锚网抬升支架上方，锚网抬升板后端铰接在锚网抬升支架上，锚网抬升板前端为自由端；所述锚网抬升驱动缸位于锚网抬升板与锚网抬升支架之间，锚网抬升驱动缸的缸筒端部铰接在锚网抬升支架上，锚网抬升驱动缸的活塞杆端部铰接在锚网抬升板下表面中部。

所述钢带存储机构包括钢带存储箱及钢带自动顶升弹簧，所述钢带存储箱固定吊装在超前支护机构的前探梁下方，所述钢带自动顶升弹簧竖直安装在钢带存储箱底部，在钢带自动顶升弹簧顶部设置有钢带托板，若干钢带叠放在钢带托板上，在所述钢带存储箱顶部开设有条缝状钢带出口，在相邻的钢带之间安装有泡沫垫板。

所述钢带转运机构包括钢带转运基座、钢带转运伸缩臂、钢带转运夹持手及伸缩臂摆转驱动缸；所述钢带转运机构位于锚网导向板后方的两根前探梁中间，所述钢带转运基座固装在前探梁上，所述钢带转运伸缩臂后端铰接在钢带转运基座上，所述钢带转运夹持手安装在钢带转运伸缩臂前端，所述伸缩臂摆转驱动缸的缸筒端部铰接在钢带转运基座上，伸缩臂摆转驱动缸的活塞杆端部铰接在钢带转运伸缩臂上。

一种超前支护用悬移式锚网及钢带自动铺设方法，采用了所述的超前支护用悬移式锚网及钢带自动铺设装置，包括如下步骤：

步骤一：井下作业人员先将准备好的卷状锚网从锚网储运机架最后端挂装到锚网储运链条的锚网挂钩上，然后启动锚网储运液压马达，带动锚网储运链条运转，使挂装有卷状锚网的锚网挂钩向前方移动，随着锚网储运链条的运转，继续在空载的锚网挂钩上挂装卷状锚网，直到挂装的第一个卷状锚网移动到锚网储运机架的最前端，此时关停锚网储运液压马达；

步骤二：控制杠杆摆转驱动缸的活塞杆伸出，使锚网转运杠杆绕着支点转轴旋转，直到锚网转运杠杆的自由端向下偏转到指定位置，此时解锁卷状锚网限位板，然后将锚网储运机架最前端的卷状锚网取下，再将取下的卷状锚网套在锚网转运杠杆上，当卷状锚网内端顶靠在卷状锚网限位卡块上后，重新将卷状锚网限位板锁定，此时卷状锚网被限定在卷状锚网限位板与卷状锚网限位卡块之间；最后，控制杠杆摆转驱动缸的活塞杆回缩，直到锚网转运杠杆恢复到水平状态；同时，当第一个卷状锚网取下后，后面的卷状锚网在锚网储运液压马达的驱动下向前移动设定距离，直到补上之前因取走卷状锚网而留下的空缺；

步骤三：同步启动两套锚网铺展机构内的第一锚网铺展液压马达和第二锚网铺展液压马达，带动锚网铺展链条运转，当锚网铺展拨齿经过卷状锚网的接头部位时会插入网孔内，随着锚网铺展拨齿的移动，将带动卷状锚网的接头部位同步移动，此时锚网会从卷状逐渐铺展成平面状；当平面状的锚网脱离第一套锚网铺展机构后，会沿着锚网导向板滑向第二套锚网铺展机构，并继续由第二套锚网铺展机构对锚网进行铺展作业，直到锚网全部从卷状铺展成平面状，此时关停第一锚网铺展液压马达和第二锚网铺展液压马达；

步骤四：控制锚网抬升驱动缸的活塞杆伸出，使锚网抬升板向上抬起，进而将锚网抬升板上方处于平面状的锚网抬离前探梁；

步骤五：控制钢带转运伸缩臂伸出，使钢带转运夹持手移动到钢带正上方，由钢带转运夹持手夹住钢带存储箱最上层的钢带，然后继续控制钢带转运伸缩臂伸出，使钢带从条缝状钢带出口移出钢带存储箱，直到钢带移动到前探梁的前方，此过程中上数第二层的钢带会在钢带自动顶升弹簧作用下上升到最顶层；然后控制伸缩臂摆转驱动缸的活塞杆伸出，使钢带转运伸缩臂向上摆转，直到钢带转运夹持手所夹持的钢带移动到前探梁的斜上方，此过程中钢带转运伸缩臂会向上顶开锚网导向板，之后锚网导向板会在重力作用下自动下落并恢复初始水平状态；然后控制钢带转运伸缩臂回缩，直到钢带落在前探梁上，此时松开钢带转运夹持手，使钢带留在前探梁上表面，最后控制钢带转运伸缩臂回到初始位置；

步骤六：控制锚网抬升驱动缸的活塞杆回缩，使锚网抬升板回落到水平初始状态，进而使平面状的锚网落在钢带上表面，完成锚网和钢带的铺设；

步骤七：重复步骤二至步骤六，实现锚网和钢带的连续铺设。

本发明的有益效果：

本发明的超前支护用悬移式锚网及钢带自动铺设装置及方法，摒弃了人力铺设钢带的方式，钢带能够自动完成铺设，大幅度降低了工人的劳动强度，提高了工人作业时的安全性，而且钢带铺设质量也得到进一步提高。

附图说明

图1为本发明的一种超前支护用悬移式锚网及钢带自动铺设装置的结构示意图；

图2为本发明的锚网储运机构的结构示意图；

图3为本发明的锚网转运机构的结构示意图；

图4为本发明的锚网铺展机构及锚网抬升机构的结构示意图；

图5为本发明的钢带存储机构的结构示意图；

图6为本发明的钢带转运机构的结构示意图；

图中，1—超前支护机构，2—锚网储运机构，3—锚网转运机构，4—锚网铺展机构，5—钢带存储机构，6—钢带转运机构，7—顶梁，8—前探梁，9—锚网储运机架，10—锚网储运液压马达，11—锚网储运主动链轮，12—锚网储运从动链轮，13—锚网储运链条，14—锚网挂钩，15—卷状锚网，16—锚网转运基座，17—锚网转运杠杆，18—杠杆摆转驱动缸，19—支点转轴，20—卷状锚网限位板，21—卷状锚网限位卡块，22—第一锚网铺展液压马达，23—第二锚网铺展液压马达，24—第一锚网铺展链轮，25—第二锚网铺展链轮，26—锚网铺展链条，27—锚网铺展拨齿，28—锚网导向板，29—锚网抬升板，30—锚网抬升驱动缸，31—锚网抬升支架，32—钢带存储箱，33—钢带自动顶升弹簧，34—钢带托板，35—，36—钢带条缝状钢带出口，37—泡沫垫板，38—钢带转运基座，39—钢带转运伸缩臂，40—钢带转运夹持手，41—伸缩臂摆转驱动缸。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～6所示，一种超前支护用悬移式锚网及钢带自动铺设装置，包括超前支护机构1、锚网储运机构2、锚网转运机构3、锚网铺展机构4、钢带存储机构5及钢带转运机构6；所述锚网储运机构2设置在超前支护机构1的顶梁7侧方，所述锚网转运机构3设置在超前支护机构1的前探梁8侧方，锚网储运机构2与锚网转运机构3同侧分布；所述锚网铺展机构4设置在超前支护机构1的前探梁8前端；所述钢带存储机构5设置在超前支护机构1的前探梁8下方；所述钢带转运机构6设置在钢带存储机构5后方的前探梁8中部。

所述锚网储运机构2包括锚网储运机架9、锚网储运液压马达10、锚网储运主动链轮11、锚网储运从动链轮12及锚网储运链条13；所述锚网储运机架9水平固装在超前支护机构1的顶梁7上，所述锚网储运液压马达10水平固装在锚网储运机架9的前端，所述锚网储运主动链轮11固定套装在锚网储运液压马达10的动力输出轴上，所述锚网储运从动链轮12安装在锚网储运机架9的后端，锚网储运主动链轮11与锚网储运从动链轮12之间通过锚网储运链条13传动连接，在锚网储运链条13上均布有若干锚网挂钩14，锚网挂钩14用于挂装卷状锚网15。

所述锚网转运机构3包括锚网转运基座16、锚网转运杠杆17及杠杆摆转驱动缸18；所述锚网转运基座16固装在超前支护机构1的顶梁7上，所述杠杆摆转驱动缸18的缸筒端部铰接在锚网转运基座16上，杠杆摆转驱动缸18的活塞杆端部铰接在锚网转运杠杆17一端，锚网转运杠杆17中部的支点转轴19水平固连在超前支护机构1的前探梁8上，锚网转运杠杆17的另一端为自由端，在锚网转运杠杆17的自由端端部安装有卷状锚网限位板20，卷状锚网限位板20采用滑动锁止结构，在卷状锚网限位板20后侧的锚网转运杠杆17上固装有卷状锚网限位卡块21，卷状锚网15套装在卷状锚网限位板20与卷状锚网限位卡块21之间的锚网转运杠杆17上。

所述锚网铺展机构4数量为两套，两套锚网铺展机构4并列分布；所述锚网铺展机构4包括第一锚网铺展液压马达22、第二锚网铺展液压马达23、第一锚网铺展链轮24、第二锚网铺展链轮25及锚网铺展链条26；所述第一锚网铺展液压马达22和第二锚网铺展液压马达23均采用双头液压马达，第一锚网铺展液压马达22安装在超前支护机构1边部的前探梁8前端，第二锚网铺展液压马达23安装在超前支护机构1中部的前探梁8前端，在第一锚网铺展液压马达22的动力输出轴两头均安装有第一锚网铺展链轮24，在第二锚网铺展液压马达23的动力输出轴两头均安装有第二锚网铺展链轮25，第一锚网铺展链轮24与第二锚网铺展链轮25之间通过锚网铺展链条26传动连接，在锚网铺展链条26上均布有若干锚网铺展拨齿27；在两套所述锚网铺展机构4之间留有钢带装配让位间隙，在钢带装配让位间隙两侧的前探梁8上均安装有锚网导向板28，锚网导向板27初始状态为水平，锚网导向板28具有向上翻转自由度。

在所述锚网铺展机构4后方的前探梁8上安装有锚网抬升机构，锚网抬升机构包括锚网抬升板29、锚网抬升驱动缸30及锚网抬升支架31；所述锚网抬升支架31固装在前探梁8上，所述锚网抬升板29位于锚网抬升支架31上方，锚网抬升板29后端铰接在锚网抬升支架31上，锚网抬升板29前端为自由端；所述锚网抬升驱动缸30位于锚网抬升板29与锚网抬升支架31之间，锚网抬升驱动缸30的缸筒端部铰接在锚网抬升支架31上，锚网抬升驱动缸30的活塞杆端部铰接在锚网抬升板29下表面中部。

所述钢带存储机构5包括钢带存储箱32及钢带自动顶升弹簧33，所述钢带存储箱32固定吊装在超前支护机构1的前探梁8下方，所述钢带自动顶升弹簧33竖直安装在钢带存储箱32底部，在钢带自动顶升弹簧33顶部设置有钢带托板34，若干钢带35叠放在钢带托板34上，在所述钢带存储箱32顶部开设有条缝状钢带出口36，在相邻的钢带35之间安装有泡沫垫板37。

所述钢带转运机构6包括钢带转运基座38、钢带转运伸缩臂39、钢带转运夹持手40及伸缩臂摆转驱动缸41；所述钢带转运机构6位于锚网导向板28后方的两根前探梁8中间，所述钢带转运基座38固装在前探梁8上，所述钢带转运伸缩臂39后端铰接在钢带转运基座38上，所述钢带转运夹持手40安装在钢带转运伸缩臂39前端，所述伸缩臂摆转驱动缸41的缸筒端部铰接在钢带转运基座38上，伸缩臂摆转驱动缸41的活塞杆端部铰接在钢带转运伸缩臂39上。

一种超前支护用悬移式锚网及钢带自动铺设方法，采用了所述的超前支护用悬移式锚网及钢带自动铺设装置，包括如下步骤：

步骤一：井下作业人员先将准备好的卷状锚网15从锚网储运机架9最后端挂装到锚网储运链条13的锚网挂钩14上，然后启动锚网储运液压马达10，带动锚网储运链条13运转，使挂装有卷状锚网15的锚网挂钩14向前方移动，随着锚网储运链条13的运转，继续在空载的锚网挂钩14上挂装卷状锚网15，直到挂装的第一个卷状锚网15移动到锚网储运机架9的最前端，此时关停锚网储运液压马达10；

步骤二：控制杠杆摆转驱动缸18的活塞杆伸出，使锚网转运杠杆17绕着支点转轴19旋转，直到锚网转运杠杆17的自由端向下偏转到指定位置，此时解锁卷状锚网限位板20，然后将锚网储运机架9最前端的卷状锚网15取下，再将取下的卷状锚网15套在锚网转运杠杆17上，当卷状锚网15内端顶靠在卷状锚网限位卡块21上后，重新将卷状锚网限位板20锁定，此时卷状锚网15被限定在卷状锚网限位板20与卷状锚网限位卡块21之间；最后，控制杠杆摆转驱动缸18的活塞杆回缩，直到锚网转运杠杆17恢复到水平状态；同时，当第一个卷状锚网15取下后，后面的卷状锚网15在锚网储运液压马达10的驱动下向前移动设定距离，直到补上之前因取走卷状锚网15而留下的空缺；

步骤三：同步启动两套锚网铺展机构4内的第一锚网铺展液压马达22和第二锚网铺展液压马达23，带动锚网铺展链条26运转，当锚网铺展拨齿27经过卷状锚网15的接头部位时会插入网孔内，随着锚网铺展拨齿27的移动，将带动卷状锚网15的接头部位同步移动，此时锚网会从卷状逐渐铺展成平面状；当平面状的锚网脱离第一套锚网铺展机构4后，会沿着锚网导向板27滑向第二套锚网铺展机构4，并继续由第二套锚网铺展机构4对锚网进行铺展作业，直到锚网全部从卷状铺展成平面状，此时关停第一锚网铺展液压马达22和第二锚网铺展液压马达23；

步骤四：控制锚网抬升驱动缸30的活塞杆伸出，使锚网抬升板29向上抬起，进而将锚网抬升板29上方处于平面状的锚网抬离前探梁8；

步骤五：控制钢带转运伸缩臂39伸出，使钢带转运夹持手40移动到钢带35正上方，由钢带转运夹持手40夹住钢带存储箱32最上层的钢带35，然后继续控制钢带转运伸缩臂39伸出，使钢带35从条缝状钢带出口36移出钢带存储箱32，直到钢带35移动到前探梁8的前方，此过程中上数第二层的钢带35会在钢带自动顶升弹簧33作用下上升到最顶层；然后控制伸缩臂摆转驱动缸41的活塞杆伸出，使钢带转运伸缩臂39向上摆转，直到钢带转运夹持手40所夹持的钢带移动到前探梁8的斜上方，此过程中钢带转运伸缩臂39会向上顶开锚网导向板27，之后锚网导向板27会在重力作用下自动下落并恢复初始水平状态；然后控制钢带转运伸缩臂39回缩，直到钢带35落在前探梁8上，此时松开钢带转运夹持手40，使钢带35留在前探梁8上表面，最后控制钢带转运伸缩臂39回到初始位置；

步骤六：控制锚网抬升驱动缸30的活塞杆回缩，使锚网抬升板29回落到水平初始状态，进而使平面状的锚网落在钢带35上表面，完成锚网和钢带的铺设；

步骤七：重复步骤二至步骤六，实现锚网和钢带的连续铺设。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。