综采工作面智能化组合式上下巷超前护巷支架的制作方法

1.本发明属于综采工作面超前护巷支架领域，具体涉及一种综采工作面智能化组合式上下巷超前护巷支架，适合综采工作面超前巷道各种断面尺寸，尤其巷道顶板压力大，地质条件复杂情况下的超前护巷支护。


背景技术：

2.目前，我国大部分煤矿综采工作面上下巷超前护巷支护仍然采用单体液压支柱配∏型钢梁支护方式进行超前护巷支护，该支护方式存在以下弊端。
3.单体液压支柱配∏型钢梁支护方式支护，支护强度低、稳定性差、劳动强度大、生产效率低、工序繁琐、工艺落后、支柱维修量大、矿压观测复杂；在“三软”煤层地质条件下，支柱钻底量大很难达到初撑力要求，尤其初次来压及周期来压期间极易发生顶板安全事故。
4.因此，急需发明一种更加先进的综采工作面上下巷超前护巷支架，来解决上述问题，降低煤矿生产的安全风险，同时提高煤矿经济效益。


技术实现要素：

5.本发明为了解决上述单体液压支柱配∏型钢梁支护方式存在弊端问题，提供了一种综采工作面智能化组合式上下巷超前护巷支架，其对综采工作面两巷地质条件适应性强，充分展现出设备的适应性和可操作性优势，实现护巷支架单件重量轻、外型尺寸小、便于入井及井下运输，在不需要专用组装间及大型起吊设备的情况下，即能完成现场安装及拆除工作，保证整体护巷支架在使用中具有较强的稳定性，实现轻型化、智能化、组合式设计以提高综采工作面的生产效率和超前支护安全性。
6.本发明采用的技术方案是：一种综采工作面智能化组合式上下巷超前护巷支架，包括综采工作面上巷超前护巷支架和综采工作面下巷超前护巷支架，其中综采工作面上巷超前护巷支架从外向里依次设计第一组支架、第二组支架、第三组支架、第四组支架，每个支护单架长度5m，共4组支架支护长度20m。
7.所述支护单架每侧1根顶梁和1根底梁之间用2组摆杆进行限位固定，通过3根均匀布置的双伸缩立柱实现顶梁与底梁之间的连接形成一组，巷道两侧各布置一组，两组之间顶梁通过4块箱式顶盖板用销轴固定于两侧顶梁上，每块箱式顶盖板的两侧各设计1块翼展护板，两组底梁之间通过2块弹簧柔性底箱板卡在两侧底梁上，再用螺栓固定在两侧底梁上，形成一架完整的上巷护巷支架单架。
8.所述第一组支架与第二组支架、第三组支架与第四组支架的两侧底梁之间通过“十”字头连接；第二组支架与第三组支架的两侧底梁之间通过行程1200mm推拉千斤顶连接。
9.所述第一组支架2根底梁外侧各设计1根可折叠式调偏千斤顶；第四组支架靠工作面侧箱式顶盖板设计为伸缩式前探梁，行程1200mm。
10.所述的综采工作面下巷超前护巷支架从外向里依次设计第一组支架、第二组支架、第三组支架、第四组支架、第五组支架、第六组支架，每个支护单架长度5m，共6组支护长度30m，其中煤壁向外超前支护长度23m。
11.所述下巷超前护巷支架单架每侧及顶梁之间的固定方式与上巷超前护巷支架相同，第五组支架与第六组支架用限位套筒限位固定，下巷超前护巷支架底梁之间通过桥式过梁连接用螺栓固定在两侧底梁上，桥下为转载机运行空间，形成一台完整的下巷超前护巷支架单架。
12.所述第一组支架与第二组支架、第三组支架与第四组支架、第五组与第六组支架的两侧底梁之间通过“十”字头连接；第二组支架与第三组支架、第四组支架与第五组支架的两侧底梁之间通过行程1200mm推拉千斤顶连接。
13.所述第五组支架、第六组支架底梁靠巷道下帮侧各设计2根可折叠式侧推千斤顶；第五组支架、第六组支架靠巷道上帮工作面侧中间立柱设计为滑动式中间立柱；作业人员跨越转载机时设计带有护栏的人行过桥，并固定在第五架里侧桥式过梁上；工作面刮板运输机拉水煤及粘煤粉时，设计有可移除式机头抬高装置。
14.本发明与现有单体液压支柱配∏型钢梁支护方式比较具有以下优点：上巷超前护巷支架充分利用巷道中部最佳有效空间作为行人通道及工作面设备检修进出通道，同时又不占用过多的巷道断面，减少了巷道通风阻力。
15.上巷第四组支架采用伸缩式前探梁设计，实现工作面每推采两刀，4组护巷支架统一拉移一次，解决了频繁拉移及频繁升降支架对顶板造成的破坏。
16.上巷第一组支架设计的可折叠式调偏千斤顶解决了支架拉移过程中可能出现的偏移现象；底梁固定方式采用弹簧柔性底箱板，可有效避免超前支护段巷道底豉或巷道底板遇突出坚硬岩石时对支架造成应力集中产生的变形破坏。
17.上下巷超前护巷支架顶梁与箱式顶盖板之间设计成弧型接触面，箱式顶盖板上的卡槽与顶梁之间设计出摆动间隙，当巷道顶板有一定倾角或不平整时，可实现箱式顶盖板与巷道顶板平整接触，防止因箱式顶盖板与巷道顶板接触不平造成支架整体出现变形破坏。
18.下巷超前护巷支架通过可折叠式侧推千斤顶的反复动作，保证在工作面刮板运输机头出现上串不能合理接煤的情况下，实现合理搭接，防止拉回煤的不合理工况出现；机头抬高装置可实现工作面出现水煤和粘度较大的粉煤时，增加机头落煤高度，防止出现拉回煤现象。
19.下巷第五组支架里侧桥式过梁处设计带护栏行人过桥，解决了作业人员跨越转载机可能出现的安全问题。
20.与使用单体液压支柱配∏型钢梁支护方式比较，每班可减少两巷专职超前巷道维护工8人，按“两采一准”劳动组织计算，每天可减少16人，全年按330天计算，可节省5280工时，按400元/工计算， 全年可节省工时费211.2万元。
21.本发明提供的综采工作面上下超前护巷支架，适应巷道高度高、支护强度大、支护面积大、对底板比压小、具有自移功能、智能化操作、安全性高和适应性强等突出优点，很好的解决了综采工作面上下超前支护使用单体液压支柱配∏钢梁支护工艺存在的所有弊端问题。
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的一种综采工作面上巷超前护巷支架左视图；图2为图1的俯视图；图3为图1的主视图；图4为本发明实施例提供的一种综采工作面下巷超前护巷支架左视图；图5为图4的俯视图；图6为图4主视图；图7为本发明实施例提供的一种机头抬高装置图；图8为本发明实施例提供的电液控操作远距离集中控制图；图中：1—顶梁
ꢀꢀ
2—底梁
ꢀꢀ
3—摆杆
ꢀꢀ
4—立柱
ꢀꢀ
5—箱式顶盖板6—弹簧柔性底箱板
ꢀꢀ
7—可折叠式调偏千斤顶
ꢀꢀ
8—推拉千斤顶
ꢀꢀ
9—连接“十”字头
ꢀꢀ
10—伸缩式前探梁
ꢀꢀ
11—前探梁推移千斤顶
ꢀꢀ
12—翼展护板
ꢀꢀ
13—桥式过梁
ꢀꢀ
14—滑动式中间立柱
ꢀꢀ
15—伸缩式限位套筒
ꢀꢀ
16—可折叠侧推千斤顶
ꢀꢀ
17—行人过桥
ꢀꢀ
18—机头抬高架
ꢀꢀ
19—卡槽式底座
ꢀꢀ
20—抬高千斤顶。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.如图1、图4所示，本发明实施例提供了一种综采工作面智能化组合式上下巷超前护巷支架，其中包括综采工作面上巷超前护巷支架（图1）和综采工作面下巷超前护巷支架（图4）。
25.综采工作面上巷护巷支架实施方式：1、综采工作面上巷护巷支架共设计4组支架，从外向里依次为第一组支架、第二组支架、第三组支架、第四组支架， 每组支架两根顶梁（1），两根底梁（2），顶梁（1）和底梁（2）之间采用两组摆杆（3）进行限位固定，并通过3根均匀布置的双伸缩立柱（4）实现顶梁（1）与底梁（2）连接形成一组，巷道两侧各布置一组。
26.2、两组之间使用4块箱式顶盖板（5）卡在两侧顶梁（1）上，并用销轴固定于两侧顶梁（1）上，每块箱式顶盖板（5）的两侧各设计1块翼展护板（12），两组底梁（2）之间通过2块弹簧柔性底箱板（6），用螺栓配合弹簧固定在底梁（2）上，上巷第一组支架底梁（2）外侧各设计1根可折叠式调偏千斤顶（7），第四组支架靠工作面侧设计为行程1200mm伸缩式前探梁（10）。
27.3、通过顶梁（1）、底梁（2）、摆杆（3）、立柱（4）、箱式顶盖板（5）、弹簧柔性底箱板（6）、翼展护板（12）组合固定形成一架完整的上巷护巷支架单架，架与架之间用连接“十”头（9）连接，每两架之间用行程1200mm推拉千斤顶（8）连接，组合成4架长度20m的上巷护巷支架组(图1)。
28.综采工作面下巷护巷支架实施方式：1、综采工作面下巷护巷支架共设计6组支架，从外向里依次为第一组支架、第二组支
架、第三组支架、第四组支架、第五组支架、第六组支架，每组支架长度5m，支护总长度30m，从煤壁向外超前支护段支护长度23m。
29.2、下巷护巷支架两根底梁（2）之间用桥式过梁（13）连接，桥式过梁（13）下形成的空间为转载机运行空间，第五、六两组支架采用可伸缩式限位套筒（15）连接，作业人员跨越转载机时设计带有护栏的人行过桥（17），并固定在第五组支架里侧桥式过梁（13）上；可移出式工作面刮板运输机机头抬高装置（图7）组成。
30.3、前、后部刮板运输机机头对应的护巷支架中部立柱，设计成缸体可拔起并且前后滑动式中间立柱（14），前后部刮板运输机机头推移期间将碍事的滑动式中间立柱（14）缸体拔起,待机头推移到位后调整支承位置再二次升紧。
31.4、第五、六两架护巷支架在下帮侧底梁（2）位置均匀设计4根可折叠式侧推千斤顶（16），当工作面刮板运输机机头出现上串拉回煤现象时，利用4根可折叠式侧推千斤顶（16）缸体上设计的两个耳子及底梁（2）上对应位置设计的两个耳子之间用销轴连接固定，使4根可折叠式侧推千斤顶（16）在底梁（2）上形成支点，通过4根可折叠式侧推千斤顶（16）的活柱伸出并穿过底梁上设计的横向孔经，对转载机实现向工作面刮板运输机机头方向的推移。
32.5、通过拔出4根可折叠式侧推千斤顶（16）缸体上的销轴，将其中一根销轴插入底梁（2）上的垂直设计孔与4根可折叠式侧推千斤顶（16）活柱柱头的孔连接，然后降架以巷道下帮为支点，实现对第五、六两架护巷支架向上帮的推移动作。
33.6、第4、5条反复进行动作可实现对转载机尾部及第五、六组护巷支架的多次上移动作。
34.7、综采工作面下巷超前护巷支架顶梁（1）、箱式顶盖板（5）、翼展护板（12）的固定方式与上巷超前护巷支架实施方式相同。
35.所述的综采工作面上巷超前护巷支架，其支护方法包括以下步骤：第一步：当采煤机上行割煤割透后采煤机下行进刀，前部刮板运输机推移机尾后，工作面追机移架到机尾架时，第四组支架靠工作面侧伸缩式前探梁(10)收回一个割煤步距600mm，然后采煤机上行割三角煤后开始下行割煤，前部刮板运输机二次推移机尾后，工作面机尾开始二次移架时，伸缩式前探梁(10)再收回一个割煤步距600mm，两次共收回1200mm；第二步：上巷超前护巷支架通过智能化电液监控操作平台操控系统开始远距离移架操作(图8)，首先第一组支架和第二组支架先收回两侧全部翼展护板(12)后，两组支架同时进行降架操作，待两组支架脱离顶板一定距离后停止降架操作，开始操作推拉千斤顶（8）向前推移第一组和第二组支架，完成一个1200mm行程的推移步距，如发现两组支架出现偏离巷道中心现象时利用可折叠式调偏千斤顶(7)，以巷道一帮为支点进行调整支架推移中心，然后将支架推移到位升起达到初撑力要求，伸出两侧全部翼展护板(12)；第三步：开始收回第三组支架和第四组支架两侧全部翼展护板(12)，然后进行降架操作，待两组支架脱离顶板一定距离后停止降架操作，开始操作推拉千斤顶(8)向前拉移动作，完成一个1200mm行程的拉移步距，然后开始将两组支架同时升起达到初撑力，再将第四组支架的伸缩式前探梁(12)全部伸出行程1200mm，两侧全部翼展护板(12)展开，整个上巷超前护巷支架完成全部操作过程。
36.所述的综采工作面下巷超前护巷支架，其支护方法包括以下步骤：
第一步：当采煤机下行割煤割透后采煤机上行进刀，先将第五组支架上帮靠工作面侧滑动式中间立柱(14)降柱缸体拔起，开始推移前部刮板运输机机头到位后，再将滑动式中间立柱(14)向后方滑动到合适位置升起，开始拉移工作面机头支架，将第六组支架上帮靠工作面侧滑动式中间立柱(14)降柱缸体拔起，开始拉移后部刮板运输机机头到位后，再将滑动式中间立柱(14)向后滑动到合适位置升起，采煤机下行割三角煤后，重复上述动作，这时采煤机在机头位置完成全部进刀工序，工作面机头处支架拉移两次采煤机可以开始上行正常割煤；第二步：在采煤机开始上行割煤前下巷开始拉移转载机，拉移步距1200mm；第三步：下巷超前护巷支架通过智能化电液监控操作平台操控系统(图8)开始远距离移架操作，首先第一组支架和第二组支架先收回两侧全部翼展护板(12)，两组支架同时进行降架操作，待两组支架脱离顶板一定距离后停止降架操作，开始操作底梁(2) 两侧上的推拉千斤顶(8)向前推移动作，推移步距1200mm，第一组和第二组支架推移到位升后起达到初撑力要求，然后展开两侧全部翼展护板(12)，同样方法将第三组和第四组、第五组和第六组支架按顺序推拉到位升起达到初撑力要求，完成全部下巷超前护巷支架拉移动作；第四步：当工作面刮板运输机机头出现上串拉回煤现象时，利用4根可折叠式侧推千斤顶(16)缸体上设计的两个耳子及底梁上对应位置设计的两个耳子之间用销轴连接固定，使4根可折叠式侧推千斤顶(16)在底梁(2)上形成支点，通过4根可折叠式侧推千斤顶(16)活柱伸出并穿过底梁(2)上设计的横向孔经，对转载机实现向工作面刮板运输机机头方向的推移；第五步：通过拔出4根可折叠式侧推千斤顶(16)缸体上的两根销轴，将其中一根销轴插入底梁(2)上的垂直设计孔与4根可折叠式侧推千斤顶(16)活柱柱头的孔连接，然后收回第五组支架和第六组支架上帮全部翼展护板(12)，开始降架以巷道下帮为支点，通过4根可折叠式侧推千斤顶(16)将第五、六组两组支架实现向上帮的推移动作；第六步：当工作面出现水煤和粘度较大的粉煤时，将工作面刮板运输机头抬高装置(图7)安装在机头位置，通过操作抬高千斤顶(20)将机头抬高后用方木垫好，然后降下抬高千斤顶(20)，移出机头抬高装置,整个下巷超前护巷支架完成全部操作过程。
37.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。