一种急倾斜巷道用液压支架及使用方法与流程

本发明涉及采煤技术领域，更确切地说涉及一种急倾斜巷道用液压支架及使用方法。

背景技术：

当煤层巷道倾角大于等于45°的煤层为急倾斜煤层。由于急倾斜煤层煤层倾角太大，严重阻碍了急倾斜煤层安全高效开来技术的发展,目前市面上的采煤方法普遍存在通风系统不完善、安全出口不符合安全规程规定、工作面瓦斯安全隐患严重、工人劳动强度大、安全风险大、煤炭资源丢失浪费严重、工作面单产低、采煤机械化程度低等问题。寻求一种本质安全型的急倾斜煤层智能无人综采装备,从根本上解决当前急倾斜煤层安全、高效、经济开采显得极为迫切。

技术实现要素：

本发明提供一种急倾斜巷道用液压支架及使用方法，其包括多个支架依次排列而成，相邻支架侧板紧靠相抵，形成一整排稳定的液压支架，支架顶部的顶梁抵于巷道顶部，防止支架歪倒、倾斜与滑动，且能调节相邻支架间的间隙，以适应不同工况。

本发明的技术解决方案是，提供一种急倾斜巷道用液压支架，它包括底板、左侧板、右侧板及顶梁，所述左侧板与右侧板分别垂直于底板且位于底板两侧，所述左侧板与右侧板之间设有第一导向套，所述右侧板固定于底板上，所述左侧板与右侧板上开有一组相对的孔，所述左侧板与底板之间设有第一油缸，通过第一油缸伸缩以实现左侧板与底板之间距离调节；

所述顶梁包括底梁、连接梁、支撑梁及伸缩梁，所述底梁、连接梁、支撑梁及伸缩梁依次可活动连接，所述底梁可活动连接于底板后方；

所述支撑梁与底板之间设有多个立柱式第二油缸，通过第一油缸伸缩以实现支撑梁相对于底板作升降动作，所述支撑梁一端通过连接梁与底梁连接，另一端可活动连接伸缩梁，所述支撑梁与连接梁之间设有第三油缸，通过第三油缸伸缩以实现支撑梁与连接梁之间的摆角角度调节；

所述支撑梁两侧向左侧板方向延伸出侧翼，所述侧翼与支撑梁之间设有第四油缸与第二导向套，通过第四油缸与导向套的伸缩以实现侧翼与支撑梁之间的距离调节；

所述伸缩梁与支撑梁之间设有第五油缸，通过第五油缸伸缩以实现伸缩梁与支撑梁之间的摆角角度调节。

优选地，所述第二油缸数量为四个，且均向底板前方倾斜，其分别位于底板四个角位置，所述底板上设有相对应的加强筋，用来加固第二油缸。

优选地，所述伸缩梁包括前梁与后梁，后梁可活动连接于支撑梁上，所述前梁套设于后梁上，所述前梁与后梁之间设有第六油缸，通过第六油缸伸缩以实现前梁可伸缩，所述前梁顶端可活动连接有挡板，所述挡板与前梁之间设有第七油缸，通过第七油缸伸缩以实现挡板的摆角角度调节。

优选地，所述第六油缸数量为两个，分别位于第七油缸两侧；所述第五油缸数量也为两个，分别与第六油缸处于同一直线上。

优选地，所述底板中间位置设有一牵引块，所述牵引块通过导向块可移动地固定于底板上，所述牵引块与底板之间设有第八油缸，通过第八油缸伸缩以实现牵引块在底板前后方向作往复移动。

优选地，所述左侧板外侧面上均匀地设有多个滚轮。

优选地，所述右侧板顶部与侧翼之间设有第九油缸，用来辅助侧翼与支撑梁之间的距离微调。

优选地，所述左侧板与右侧板的孔之间设有金属网通道。

基于以上液压支架结构，本发明还提供一种该液压支架的使用方法，其包括以下步骤：

步骤一，将多个支架并列置于巷道内，支架的底板贴于巷道地面上，使得前一个支架的右侧板与后一个支架的左侧板相抵，以此类推，形成一整排支架，支架数量可根据巷道深度以作调整，由于每个支架都设有金属网通道，使得一整排支架内形成一整条连通的金属网通道，作为工作人员通道；

步骤二，通过各个油缸驱动，所述顶梁作升降动作并抵于巷道顶部，通过驱动第一油缸以调节左侧板与底板之间的距离，从而实现微调相邻两个支架之间距离，采煤机位于支架前方并进行采煤工作；

步骤三，采煤完成后，所述牵引块连接至辅助拉力设备，通过辅助拉力装置拉动牵引块，实现支架从巷道上撤离，从巷道最深处的支架至巷道口的支架依次逐个撤离。

优选地，相邻两台支架之间前后错开0.5至0.8m。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：1、相邻支架通过侧板相互紧靠，使得一整条液压支架能稳定地放置于急倾斜巷道内，使得前一个支架的右侧板与后一个支架的左侧板直接接触，相当于前一个支架的右侧板作为该支架的第二个受力面，承载后一个支架，而后一个支架的右侧板则承载下一个支架，以此类推，即后一个支架的下滑力和处于大角度情况下的支架侧向倾覆力直接作用在煤层底板和前一个支架的侧板上，避免急倾斜煤层开采时支架歪倒和下滑，实现整条支架稳定性好，且承载力高；2、每个支架的左侧板为活动式侧板，通过油缸与导向套的伸缩而推动左侧板，使得底板与左侧板之间的距离可调，从而能灵活地调整相邻支架之间的间隙，以适应不同急倾斜巷道工况；3、每个支架的左侧板上设有滚轮，由于后一个支架的左侧板紧靠前一个支架的右侧板，实现相邻支架之间的滚动摩擦，大幅降低移架阻力；4、整条支架内设有一条金属网通道，采用高强度金属网形成一条全封闭式人行通道，保证工作人员的安全与工作效率，同时方便对支架进行维修。

附图说明

图1是本发明单个支架整体结构轴视图。

图2是本发明单个支架整体结构后视图。

图3是本发明单个支架整体结构仰视图。

图4是本发明单个支架支撑梁结构示意图。

图5是本发明单个支架整体结构俯视图。

图6是本发明多个支架并排叠加设置示意图。

图7是本发明实施例二中框架结构示意图。

其中1、底板；2、左侧板；3、右侧板；4、顶梁；41、底梁；42、连接梁；43、支撑梁；44、伸缩梁；441、前梁；442、后梁；443、第六油缸；444、挡板；445、第七油缸；45、第三油缸；46、侧翼；47、第四油缸；48、第二导向套；49、第五油缸；5、第一导向套；6、孔；7、第一油缸；8、第二油缸；9、牵引块；10、导向块；11、第八油缸；12、滚轮；13、第九油缸；14、框架。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一，如图1所示，本发明结构包括底板1、左侧板2、右侧板3及顶梁4，左侧板2与右侧板3分别垂直于底板1且位于底板1两侧，左侧板2与右侧板3之间设有第一导向套5，第一导向套5数量至少为四个，分别位于侧板四个角，第一导向套5能起到固定并支撑两侧侧板的作用，第一导向套5均通过铰接方式固定于左侧板2与右侧板3，采用铰接方式的好处是连接销轴装卸方便，右侧板3固定于底板1上或从底板1延伸而出，左侧板2与右侧板3上开有一组相对的孔6，孔6之间设有金属网通道，金属网通道内还能设置梯子，以供工作人员在急倾斜巷道内攀爬，左侧板2与底板1之间设有第一油缸7，通过第一油缸7伸缩从而推动左侧板2移动，在第一导向套5辅助下，实现左侧板2与底板1之间距离调节。

顶梁4包括底梁41、连接梁42、支撑梁43及伸缩梁44，底梁41、连接梁42、支撑梁43及伸缩梁44依次可活动连接，如图2所示，底梁41可活动连接于底板1后方，可活动链接的主要方式为通过销轴铰接，顶梁4的整体宽度应小于等于左右侧板3之间的距离，避免干扰相邻支架的侧板相互接触。

支撑梁43作为与巷道顶部直接接触的部件，支撑梁43与底板1之间设有多个立柱式第二油缸8，通过第一油缸7伸缩以实现支撑梁43整体相对于底板1作升降动作，从而实现支撑梁43的高度调节，支撑梁43一端通过连接梁42与底梁41连接，另一端可活动连接伸缩梁44，支撑梁43与连接梁42之间设有第三油缸45，通过第三油缸45伸缩以实现支撑梁43与连接梁42之间的摆角角度调节，本实施例中，第三油缸45的数量为两个且并列设置。

第二油缸8数量为四个，其分别位于底板1四个角位置，且均向底板1前方倾斜，这样设计的目的在于，由于顶梁4的连接梁42通过底梁41铰接于底板1后端，因此支撑梁43升降时，底梁41与连接梁42均会相互摆动，摆动过程中会导致支撑梁43前倾，因此第二油缸8也作相应前倾处理，使得支撑梁43受力均匀，底板1上设有相对应的加强筋，用来加固第二油缸8的固定。

支撑梁43两侧向左侧板2方向延伸出侧翼46，如图4所示，侧翼46与支撑梁43之间设有第四油缸47与第二导向套48，通过第四油缸47与导向套的伸缩以实现侧翼46与支撑梁43之间的距离调节，第四油缸47与第二导向套48均等距地固定安装于支撑梁43上，且有侧翼46作为其遮挡面，不仅最大程度提高空间利用率，而且防止巷道内煤屑进入第四油缸47安装处。这里需要说明的是，侧翼46为折弯件，即两个面呈90度角，其中一个面与支撑梁43表面齐平，该面的宽度可根据实际工况进行调整，且随着侧翼46移动，该面的移动距离始终小于其宽度，也即是说该面始终与支撑梁43表面重叠，不会造成该面与支撑梁43之间留有间隙，另一面则垂直于支撑梁43表面作为侧翼46工作面，第四油缸47与第二导向套48一端固定于支撑梁43上，另一端固定于该工作面上，使得侧翼46在实现其作用的同时，防止了巷道顶部的煤屑通过间隙掉至底板1上，

如图3所示，伸缩梁44与支撑梁43之间设有第五油缸49，通过第五油缸49伸缩以实现伸缩梁44与支撑梁43之间的摆角角度调节，另外，伸缩梁44通过伸缩能延长或缩短其自身的伸出量，而伸缩梁44包括前梁441与后梁442，后梁442可活动连接于支撑梁43上，前梁441套设于后梁442上，前梁441与后梁442之间设有第六油缸443，通过第六油缸443伸缩以实现前梁441可伸缩，前梁441顶端可活动连接有挡板444，挡板444与前梁441之间设有第七油缸445，通过第七油缸445伸缩以实现挡板444的摆角角度调节，实现伸缩梁44长度与角度的灵活控制，以适应不同巷道工况。

第六油缸443数量为两个，分别位于第七油缸445两侧；第五油缸49数量也为两个，分别与第六油缸443处于同一直线上，这样设计的目的在于在不影响油缸动作的前提下，起到更好的支撑作用，加固支撑梁43前后的连接。

如图5所示，底板1中间位置设有一牵引块9，牵引块9通过导向块10可移动地固定于底板1上，本实施例中，导向块10可作为滑轨固定于底板1中间位置，牵引块9套设于导向块10内，牵引块9与底板1之间设有第八油缸11，第八油缸11作为驱动力，以实现牵引块9在底板1前后方向作往复移动。

左侧板2外侧面上均匀地设有多个滚轮12，滚轮12均匀等距地分布于左侧板2外侧面上，滚轮12实现了支架的滚动摩擦，当支架安置或撤离时起到了很好的辅助移动作用，非常方便省力。

右侧板3顶部与侧翼46之间设有第九油缸13，用来辅助侧翼46与支撑梁43之间的距离微调，并且在急倾斜巷道内，相邻支架的侧板之间接触存在一定错开的分力，第九油缸13驱动侧翼46以抵消该方向上的分力。

另外，每七台支架之间的通道之间设一液控隔离门，液控隔离门固定于支架左侧板2或右侧板3的孔6内，防止在急倾斜巷道内行人爬梯时物体或煤屑坠落而伤人。

基于上述支架结构，本发明还提供一种急倾斜巷道用液压支架的使用方法，其具体步骤如下：

步骤一，安装支架。如图6所示，将多个支架并列置于巷道内，支架的底板1贴于巷道地面上，使得前一个支架的右侧板3与后一个支架的左侧板2相抵，以此类推，形成一整排支架，支架数量可根据巷道深度以作相应调整，由于每个支架都设有金属网通道，即将金属网通过焊接固定于孔6上，使得一整排支架内形成一整条连通的金属网通道，作为工作人员通道；

步骤二，调节相邻支架之间、顶梁4与巷道顶部之间的距离。通过各个油缸驱动，顶梁4作升降动作并抵于巷道顶部，通过驱动第一油缸7以调节左侧板2与底板1之间的距离，从而实现微调相邻两个支架之间距离，采煤机位于支架前方并进行采煤工作，采煤机的具体工作及结构在此不赘言；

步骤三，撤离支架。采煤完成后，牵引块9连接至辅助拉力设备，通过辅助拉力装置拉动牵引块9，实现支架从巷道上撤离，撤离过程中通过调节侧翼46、左侧板2与底板1之间的距离，以及左侧板2上的滚轮12，使得每个支架均能很方便的撤离，这里需要说明的是，从巷道最深处的支架至巷道口的支架依次逐个撤离，原因在于，当先撤离距离巷道口近的支架时，巷道口存在崩塌而将剩余支架及工作人员埋没的风险。

相邻两台支架之间前后错开0.5至0.8m，因为这样可以保证支架移动时，相邻支架前后错开时扔有足够的空间保证工作人员通行，且后一个支架的重心仍在前一个支架的侧板范围内。

另外，底板1直接接触巷道地面，底板1前端向上延伸出导向板，导向板与底板1之间具有一定圆角弧度，避免支架撤离时底板1在巷道地面移动时卡于地面碎石。

上述的油缸型号及尺寸可根据不同工况进行灵活调整，在此不赘言。

实施例二，如图7所示，底板1、左侧板2、右侧板3及连接两者的第一导向套5整体替换成一个钢制框架14结构，该框架14为长方体，油缸均位于框架14内且靠近框架14四个角处，这种钢框架14的好处在于，当支架之间并排叠加起来时，不会发生倾倒弯曲等现象，是一种结构简单稳定地结构，且方便金属网通道布置，其余内容同实施例一。

本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。