一种超前液压支架可自动直线行走的方法与流程

本发明涉及矿山机械领域，具体涉及一种超前液压支架可自动直线行走的方法。

背景技术：

随着综采面机械自动化程度的快速提高，通风、运输和开采工艺对两道断面尺寸要求越来越大，传统的工作面超前支护方式从支护能力、支护高度、自动化程度、可操作性、安全性方面都已经不适应安全高效综采工作面对超前支护的要求。

尤其是目前超前液压支架存在着两大问题：

一、超前液压支架需要人工拖拽才能前移，大大增加了工人的劳动强度和劳动时间，降低了工作效率。

二、无论是人工拖拽还是已经存在的自移式超前液压支架都存在着前移过程中，无法自动调直的问题，在每一次前移的过程中，超前支架会有微小的偏移，在不断累积之后，偏移误差达到一定值之后，超前支架的护帮板有卡进巷道一侧的煤壁里，导致无法继续前移，从而影响采煤进度，降低工作效率。

为了克服上述不足，亟需一种能够实现自动行走的，且能够自动保持直线行走的新型超前液压支架。

技术实现要素：

为了解决背景技术中提到的人工拖拽液压支架困难，无法在行进中自动调直等问题，本发明提供一种超前液压支架可自动直线行走的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种超前液压支架的自动直线行走方法，包括支撑顶梁；设在支撑顶梁两侧的第一延伸装置和第二延伸装置分别通过伸缩油缸相对支撑顶梁直线伸缩；所述第一延伸装置和第二延伸装置的端部分别铰接第一护帮板和第二护帮板；所述第一延伸装置和第一护帮板之间与第二延伸装置和第二护帮板之间分别铰接有若干个推移伸缩缸；所述支撑顶梁的底部设有若干组支撑液压立柱，且每组支撑液压立柱的底部均固定在底座顶部；所述底座的底部设有容纳导轨的u形槽；所述导轨的两侧边至u形槽的两个内侧壁上分别对称的设有若干组通电后保持互相悬浮的第一磁极和第二磁极，且第一磁极和第二磁极保持直线等间距排列；每组第一磁极包括：若干个与第一控制器电连接且依次顺序叠加的电磁铁；每组第二磁极包括：若干个与第二控制器电连接且依次顺序叠加的电磁铁；每组第一磁极和每组第二磁极在通电后，同侧的电磁铁极性相反；所述第二控制器还包括：控制直线排列的所有第二磁极依次顺序改变极性的转换控制电路；所述第一磁极与第一控制器电连接，第二磁极与第二控制器电连接；所述导轨的底面分别垂直固定若干个第一支撑油缸，且所有第一支撑油缸的进液口相通；在第一支撑油缸底部设有切削岩石的定位装置。

还包括如下的步骤：

步骤a、在巷道底部的中心安装导轨，且导轨保持水平；并把超前液压支架的底座安装在导轨的第一个端部；

步骤b、保证底座底部紧密水平放置在巷道底部；

步骤c、通过伸出支撑液压立柱，让超前液压支架正常支护；直至超前液压支架支护完毕，将支撑液压立柱缩回；

步骤d、保持导轨静止；

步骤e、通过第一控制器和第二控制器对第一磁极和第二磁极通电，使底座相对导轨悬浮，并控制第二控制器让底座滑到导轨的第二个端部，取消第一控制器和第二控制器的控制，重复完成步骤b和步骤c；

步骤f、保持底座静止；

步骤g、通过第一控制器和第二控制器对第一磁极和第二磁极通电，使底座相对导轨悬浮，并通过第二控制器控制导轨相对底座从第二端滑动到第一端；

步骤h、重复导轨相对巷道底部的重新水平固定。

其中，所述步骤a中的导轨水平固定时，导轨的底部通过外部的液压泵站控制第一支撑油缸与巷道底部的自适应调节。

进一步地，所述自适应调节时，启动定位装置在巷道底部岩石上切削出一定深度的凹坑。

进一步地，在步骤e中，对第一控制器和第二控制器控制的取消顺序是：先取消第二控制器的控制，再取消第一控制器的控制。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过磁悬浮技术有效的解决了人工拖拽的难度，同时，采用机械结构的直线运动取代人工拖拽保持直线的方式，可以更高效的保证底座和支撑顶梁的运动始终为直线。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的另一个结构示意图；

图3为导轨在底座内悬浮的磁场示意图；

图4为导轨在底座内运动的磁场示意图；

图5为钻孔装置的结构示意图。

图中，1支撑顶梁、11第一延伸装置、12第一护帮板、13第二延伸装置、14第二护帮板、15推移伸缩缸、2支撑液压立柱、3底座、4导轨、5第一磁极、6第二磁极、7第一支撑油缸、8第二支撑油缸、9定位装置、91钻孔装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，一种超前液压支架可自动直线行走的方法，包括支撑顶梁1；在支撑顶梁1的两侧分别设有相对支撑顶梁1伸缩的第一延伸装置11和第二延伸装置13；其中所述第一延伸装置11和第二延伸装置13的端部分别铰接第一护帮板12和第二护帮板14；所述第一延伸装置11和第一护帮板12之间与第二延伸装置13和第二护帮板14之间分别铰接有若干个推移伸缩缸15。具体的，所述第一延伸装置11和第二延伸装置13与支撑顶梁1内部分别设有伸缩油缸。在巷道顶板支护中，通过伸缩油缸可以控制第一延伸装置11和第二延伸装置13的延伸长度，并且利用推移伸缩缸15控制第一护帮板12和第二护帮板14的展开长度，用于巷道的支护。

在支撑顶梁1支撑时，所述支撑顶梁1的底部设有若干组支撑液压立柱2，且每组支撑液压立柱2的底部均固定在底座3顶部；所述底座3的底部设有容纳导轨4的u形槽。

在所述导轨4的两侧边至u形槽的两个内侧壁上分别对称的设有若干组通电后保持互相悬浮的第一磁极5和第二磁极6，且第一磁极5和第二磁极6保持直线等间距排列；其中所述第一磁极5与第一控制器电连接，第二磁极6与第二控制器电连接。其中，第一控制器和第二控制器的电路连接可以是目前已知的磁悬浮技术，也可以是其他已知的现有技术。

如图3和图4所示，其中，每组第一磁极5包括：若干个与第一控制器电连接且依次顺序叠加的电磁铁。

每组第二磁极6包括：若干个与第二控制器电连接且依次顺序叠加的电磁铁。每组第一磁极5和每组第二磁极6在通电后，同侧的电磁铁极性相反。其中，所述第二控制器还包括：控制直线排列的所有第二磁极6依次顺序改变极性的转换控制电路。如图3所示，导轨4在底座3内悬浮的工作原理是：第二磁极6的磁性会受到第一磁极5的磁性影响。以图3所示，第二磁极6的下方n极会受到同侧第一磁极5下方n极的排斥力，并且受到第一磁极5下方n极上面的s极的吸引力，故此让导轨4在底座3内悬浮。

同理，为了让导轨4或底座3移动，如图4和图5所示，可通过第二控制器顺序控制安装在导轨4上的所有第二磁极6依次变化磁性，以模仿磁悬浮推进技术将导轨4或底座3移动。其中，第二控制器的电路连接可以参考目前已知的磁悬浮技术或者其他已知的现有技术实现。

为了让导轨4可以具有自适应的特点，所述导轨4的底面分别垂直固定若干个第一支撑油缸7，且所有第一支撑油缸7的进液口相通，其中，所有的第一支撑油缸7与外部第一液压压力源连接。以满足在巷道底部可以完全更贴切的安装导轨4，并且由于多个第一支撑油缸7以点代面的可以更好适应巷道复杂的地面。同时，还可以在第一支撑油缸7底部均设有定位装置9。

其中，进一步地，底座3也可以采用类似导轨4的结构，所述底座3的底面分别垂直固定若干个第二支撑油缸8，且所有第二支撑油缸8的进液口相通；所述第二支撑油缸8的底部设有定位装置9。其中，所述定位装置9包括：尖端朝下的岩石钻孔装置，具体为气动钻孔器。

在第一支撑油缸7或第二支撑油缸8自适应的向下伸出时，可以启动气动钻孔器，在巷道底部的岩石上钻出不同深度的孔，通过该钻出的孔可以更好的让导轨4或者底座3定位，不会让导轨4或者底座3侧滑。

通过上述方案，本发明的具体使用方法包括如下步骤：

步骤a、在巷道底部的中心安装导轨4，且导轨4保持水平；并把超前液压支架的底座3安装在导轨4的第一个端部，其中，导轨4保持水平的方法可以使用第一支撑油缸7和气动钻孔器互相配合的方式完成。也可以是目前已知的其他水平固定方式。

步骤b、保证底座3底部紧密水平放置在巷道底部。

步骤c、通过伸出支撑液压立柱2，让超前液压支架正常支护；直至超前液压支架支护完毕，将支撑液压立柱2缩回。

步骤d、保持导轨4静止。

步骤e、通过第一控制器和第二控制器对第一磁极5和第二磁极6通电，使底座3相对导轨4悬浮，并控制第二控制器让底座3滑到导轨4的第二个端部，取消第一控制器和第二控制器的控制，重复完成步骤b和步骤c。此时，导轨4还不能为底座3提供继续深入支护的条件。

步骤f、保持底座3相对巷道静止。

步骤g、通过第一控制器和第二控制器对第一磁极5和第二磁极6通电，使底座3相对导轨4悬浮，并通过第二控制器控制导轨4相对底座3从第二端滑动到第一端；

步骤h、重复导轨4相对巷道底部的重新水平固定。导轨4的水平固定可以参考步骤a的固定方式。

其中，所述步骤a中的导轨4水平固定时，导轨4的底部通过外部的液压泵站控制第一支撑油缸7与巷道底部的自适应调节。

为了更好的补充步骤a中使用第一支撑油缸7与巷道底部的自适应调节，所述自适应调节时，启动定位装置9在巷道底部岩石上切削出一定深度的凹坑。

在步骤e中，对第一控制器和第二控制器控制的取消顺序是：先取消第二控制器的控制，再取消第一控制器的控制。该取消顺序一方便时为了便于停止底座3的运动，另一方面的目的是给多个底座3提供一个自由释放内应力的过程。当底座3不存在运动的推动力，仅具有磁悬浮力时，可以每个底座3都可以处在自由悬浮的状态，通过该种状态可以让每个底座3与支撑顶梁1之间不存在扭矩力，便于后面支撑顶梁1的稳定支护。相比较传统人工拖拽的方式，本发明合理采用磁悬浮技术有效的解决了技术问题。同时，采用导轨4相对底座3为直线滑动代替了底座3在巷道底部的直线运动，可以更高效的让支撑顶梁1的运动保持直线。