一种用于煤矿掘进工作面的前探梁升降保护装置的制作方法

本实用新型属于煤矿开采临时支护设备技术领域，尤其涉及一种用于煤矿掘进工作面的前探梁升降保护装置。

背景技术：

我国大部分煤矿属井工开采，不同的矿区，即使同一矿井不同的作业地点，地质条件变化也比较大，针对井下复杂的地质条件，不同的断面形状、掘进工艺和支护工艺，采用不同的临时支护形式，对实现煤矿安全生产和高效快速掘进起着关键性作用。

在煤矿掘进工艺和支护形式的发展变革中，其临时支护方式也在发生翻天地覆的变化。目前掘进常用的临时支护形式为“吊环吊梁”前探支护，前探梁的吊梁长为4.0m，直径75mm，壁厚4.5mm的钢管，吊环用直径不小于20mm的钢筋焊制而成，吊环焊接牢固可靠，有足够的强度。吊环固定在锚杆上，每根吊梁两个固定点。这种支护形式职工劳动强度大，在遇断层和矿压较为显现时，使用不方便，甚至有可能压坏前探梁，所以亟待开发一种操作简单，牢固可靠的前探支护装置，以满足安全生产和快速掘进的需要。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，解决在煤矿掘进工作过程中安全有效地进行临时支护的技术问题，本实用新型提供一种用于煤矿掘进工作面的前探梁升降保护装置。

本实用新型通过以下技术方案予以实现。

一种用于煤矿掘进工作面的前探梁升降保护装置，它包括前探梁和升降操控单元，其中：若干所述前探梁平行设置于岩体的下方，横跨靠近煤矿掘进工作面一侧若干前探梁的上方设置有若干短支撑板，横跨若干短支撑板的上方与煤矿掘进工作面的下表面之间设置有若干长支撑板，若干所述升降操控单元设置于岩体的下方并沿前探梁的轴线方向依次布置；

所述升降操控单元包括壳体、锚杆、升降手柄、蜗轮和蜗杆，所述蜗杆沿水平方向贯穿壳体的下部，蜗杆的一端延伸至壳体的外部，升降手柄安装于蜗杆的外端部上；所述壳体的底面上设置有轴承组，螺纹轴竖直向上安装于轴承组中，螺纹轴的上部设置有螺纹，蜗轮安装在螺纹轴上，蜗轮与蜗杆相配合；吊梁支撑板设置于螺纹轴的上方，吊梁支撑板的下表面上安装有螺纹套管，螺纹套管与螺纹轴的上部螺纹连接，前探梁贯穿壳体放置于吊梁支撑板的上方，升降手柄通过蜗轮蜗杆传动结构驱动吊梁支撑板沿螺纹轴上下运动，此传动机构有增距的特点，且具有双向起降与自锁功能，起末传动比为i＝1:0.25。经实际核算可知，升降手柄每旋转1圈，吊梁升降距离为6mm；所述壳体的上表面上设置有紧固螺栓，紧固螺栓通过联轴器与锚杆的下端连接，锚杆的上端部插入岩体中，锚杆的下部由上至下依次安装帽形支护座和紧固螺母，紧固螺母将帽形支护座卡紧在岩体上。前探梁空载时，升降操控单元输入扭矩为20kn×m，满足前探梁最大托举力扭矩为380n×m。

进一步地，所述前探梁与长支撑板平行设置。

进一步地，所述前探梁为方形钢管，截面尺寸为160mm×80mm×6mm型钢，材质为16mn高强度冷轧材，最大托举力为6000kg。

进一步地，所述前探梁的方形钢管内设置有v字形加强筋板，在前探梁内部形成结构性补强力系(按4/5段焊)，材质：16mn冷轧合金钢，强度：δs≥16mn×3倍。

与现有技术相比本实用新型的有益效果为：

1、本装置为一种临时支护装置，本发明所需零件少，适合井下搬运与运输，有方便安装与拆卸的优点，全部临时支护区域最大支护力总和为20000kg，可以边掘进边做支护，支护效率高。在掘进工作完成后，可以迅速将该装置撤走，也可以在本装置的基础上再做防护；

2、本装置采用侧向操纵，操纵空间大，方便操纵，而且不影响掘进工作面的工作；

3、本装置结构简单，长支撑板和短支撑板可使用废旧木板，防护成本低，而且防护效果优良，适宜实际应用。

附图说明

图1为本实用新型主视剖视结构示意图；

图2为本实用新型工作状态结构示意图；

图3为前探梁断面结构示意图。

图中，1为锚杆，2为帽形支护座，3为紧固螺母，4为联轴器，5为紧固螺栓，6为壳体，7为前探梁梁，8为吊梁支撑板，9为螺纹轴，10为蜗轮，11为蜗杆，12为轴承组，13为升降手柄，14为岩体，15为短支撑板，16为长支撑板。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。若未特别指明，实施例均按照常规实验条件。另外，对于本领域技术待通过人员而言，在不偏离本实用新型的实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

如图1至图3所示的一种用于煤矿掘进工作面的前探梁升降保护装置，它包括前探梁和升降操控单元，其中：若干所述前探梁7平行设置于岩体14的下方，横跨靠近煤矿掘进工作面一侧若干前探梁7的上方设置有若干短支撑板15，横跨若干短支撑板15的上方与煤矿掘进工作面的下表面之间设置有若干长支撑板16，若干所述升降操控单元设置于岩体14的下方并沿前探梁7的轴线方向依次布置；

所述升降操控单元包括壳体6、锚杆1、升降手柄13、蜗轮10和蜗杆11，所述蜗杆11沿水平方向贯穿壳体6的下部，蜗杆11的一端延伸至壳体6的外部，升降手柄13安装于蜗杆11的外端部上；所述壳体6的底面上设置有轴承组12，螺纹轴9竖直向上安装于轴承组12中，螺纹轴9的上部设置有螺纹，蜗轮10安装在螺纹轴9上，蜗轮10与蜗杆11相配合；吊梁支撑板8设置于螺纹轴9的上方，吊梁支撑板8的下表面上安装有螺纹套管，螺纹套管与螺纹轴9的上部螺纹连接，前探梁贯穿壳体放置于吊梁支撑板的上方，通过操纵升降操控单元c、d、e中吊梁支撑板与岩体的间距，调整前探梁7的前探部分对长支撑板和短支撑板的加紧程度，实现对前探区域的有效支护。前探梁7在空载时可前后水平滑动，也可以沿水平方向选择至设定角度，吊梁前端可上下升降250mm。升降手柄13通过蜗轮蜗杆传动结构驱动吊梁支撑板8沿螺纹轴9上下运动，在蜗轮增距机构中，起末传动比为i＝1:0.25，经实际核算可知，升降手柄13每旋转1圈，吊梁升降距离为6mm，蜗杆11的展开螺旋角小于蜗轮10与蜗杆11接触的摩擦角，蜗杆11停止转动时，蜗轮10给蜗杆11一个方向滑力，蜗杆11不能反向转动，随即发生自锁。当升降手柄13摇至合适位置，撤走升降手柄13，前探梁也不会下降，从而实现对前探区域的有效支护。所述壳体6的上表面上设置有紧固螺栓5，紧固螺栓5通过联轴器4与锚杆1的下端连接，锚杆1的上端部插入岩体14中，锚杆1的下部由上至下依次安装帽形支护座2和紧固螺母3，紧固螺母3将帽形支护座2卡紧在岩体14上。前探梁7空载时，升降操控单元输入扭矩为20kn×m，满足前探梁7最大托举力扭矩为380n×m。

进一步地，所述前探梁与长支撑板平行设置。

进一步地，所述前探梁7为方形钢管，截面尺寸为160mm×80mm×6mm型钢，材质为16mn高强度冷轧材，最大托举力为6000kg。

进一步地，所述前探梁7的方形钢管内设置有v字形加强筋板，在前探梁内部形成结构性补强力系(按4/5段焊)，材质：16mn冷轧合金钢，强度：δs≥16mn×3倍。

实际使用时，本具体实施方式中平行设置有两根前探梁7，沿每根前探梁7的轴线方向依次布置三个升降操控单元，依次为升降操控单元c、升降操控单元d和升降操控单元e，在掘进工作面打通之后，可以立即用该装置做临时防护，随着掘进工作的不断进行，可以将前探梁适当往前伸，也可以再增加几个升降操控单元，来实现对前探区域的有效支护。掘进工作完成之后，若无塌方，可以迅速将该装置撤走，在做永久防护，也可以在该装置的基础上做永久性防护。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术待通过人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。