一种全断面掘进机半自动化盾后支护系统的制作方法

1.本实用新型属于巷道掘进机配套安全设施技术领域，涉及一种全断面掘进机半自动化盾后支护系统。


背景技术：

2.多年来煤矿掘进都是已传统掘进机和部分炮采进行，但对部分矿井来讲还是存在一定的不便之处。在安全工作方面巷道的洞顶支护是一项尤为重要的工作，由于岩层和煤层的疏松程度和地下压力的复杂多变及易形成吊顶事故，所以洞顶随机支护是安全工作的重中之重，现有的随机支护主要采用盾壳抽拉式结构，其主要存在以下缺陷：第一，无法实现随机支护锚固；第二，抽拉式结构在洞顶压力作用下严重阻碍抽拉动作，经常使抽拉动作不能执行；第三，拆装困难不利于维修；第四，容易造成抽拉结构变形，并且在做洞顶支护时主要是人力进行。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种全断面掘进机半自动化盾后支护系统，能够有效、稳定的安全支护工艺设施，使截面成型后对洞顶的支护能够及时便捷，从而满足巷道成型后的安全支护工作。
4.本实用新型的一种全断面掘进机半自动化盾后支护系统，包括：两个支撑油缸、两个伸缩导向筒和接顶支架；支撑油缸缸筒与盾构机鞍架铰接，活塞杆与接顶支架铰接，两个支撑油缸对称支撑在接顶支架两端；伸缩导向筒由内筒和外筒构成，内筒固定在盾构机鞍架上，外筒与接顶支架铰接，两个伸缩导向筒对称支撑在接顶支架两端且位于支撑油缸内侧。
5.在本实用新型的全断面掘进机半自动化盾后支护系统中，所述活塞杆通过球面铰接结构与接顶支架连接，所述球面铰接结构包括球面铰接托板、球面铰接套和铰接球面；所述球面铰接托板固定在接顶支架上，球面铰接套固定在球面铰接托板上，铰接球面安装在球面铰接套内部且可在球面铰接套内转动；所述活塞杆末端与铰接球面固定连接。
6.在本实用新型的全断面掘进机半自动化盾后支护系统中，伸缩导向筒的外筒通过关节轴承结构与接顶支架铰接，所述关节轴承结构包括关节轴承外套、关节轴承和关节轴承托板；所述关节轴承托板固定在接顶支架上，关节轴承外套固定在关节轴承托板上，所述外筒末端与关节轴承固定连接。
7.在本实用新型的全断面掘进机半自动化盾后支护系统中，所述接顶支架由多根钢板焊接制成，形成镂空的支架结构，接顶支架的顶面为弧面。
8.在本实用新型的全断面掘进机半自动化盾后支护系统中，所述支撑油缸缸筒通过销轴铰接结构与盾构机鞍架铰接。
9.本实用新型的一种全断面掘进机半自动化盾后支护系统，在支护过程中由于洞顶的复杂多边形，此新型结构中对接顶支架的支撑采用四点铰接形式，使接顶支架可以在一
定范围内自主调节接顶紧密度。同时由于四点经过计算采用了匹配的铰接尺度，因此可以将杠杆力完全施加到伸缩导向筒上，从而避免杠杆力对支撑油缸的作用。采用该后盾支护的小型全断面掘进设备可以做到断面一次成型，从工作效率，自动化可行程度和安全性都有很大提高。取代了抽拉式结构，具有一定的接顶灵活性，同时能够自动携带w型钢带和防护网接顶并锚固，工作人员无需脱离盾体的防护范围即可完成洞顶支护的全部工作。实现了防护工作的半自动化，将临时支护和永久防护进行了无缝对接，同时该盾后支护又是相对独立结构，方便其检修和维护。
附图说明
10.图1是本实用新型的全断面掘进机半自动化盾后支护系统的安装示意图；
11.图2是本实用新型的全断面掘进机半自动化盾后支护系统的主视图；
12.图3是球面铰接结构与活塞杆的连接示意图；
13.图4关节轴承与外筒的连接示意图。
具体实施方式
14.如图1-4所示，本实用新型的一种全断面掘进机半自动化盾后支护系统，包括：两个支撑油缸2、两个伸缩导向筒3和接顶支架1。支撑油缸缸筒与盾构机鞍架7铰接，活塞杆21与接顶支架1铰接，两个支撑油缸2对称支撑在接顶支架1两端。伸缩导向筒3由内筒32和外筒31构成，内筒32固定在盾构机鞍架7上，外筒31与接顶支架1铰接，两个伸缩导向筒3对称支撑在接顶支架1两端且位于支撑油缸2内侧。此结构中对接顶支架1的支撑采用四点铰接形式，使接顶支架1可以在一定范围内自主调节接顶紧密度。同时由于四点经过计算采用了匹配的铰接尺度，因此可以将杠杆力完全施加到伸缩导向筒上，从而避免杠杆力对支撑油缸的作用。
15.如图3所示，所述活塞杆21通过球面铰接结构4与接顶支架1连接。所述球面铰接结构4包括球面铰接托板41、球面铰接套42和铰接球面43；所述球面铰接托板41固定在接顶支架1上，球面铰接套42固定在球面铰接托板41上，铰接球面43安装在球面铰接套42内部且可在球面铰接套42内转动；所述活塞杆21末端与铰接球面43固定连接。进而实现活塞杆21和接顶支架1间的角度调节。
16.如图3所示，伸缩导向筒3的外筒31通过关节轴承结构5与接顶支架1铰接，所述关节轴承结构5包括关节轴承托板51、关节轴承外套52和关节轴承53。所述关节轴承托板51固定在接顶支架1上，关节轴承外套52固定在关节轴承托板51上，所述外筒31末端与关节轴承53固定连接。进而实现外筒31和接顶支架1间的角度调节。
17.所述接顶支架的顶面为弧面，接顶支架由多根钢板焊接制成，形成镂空的支架结构，以减轻重量，同时可以避让盾体和锚杆钻机等结构。
18.所述支撑油缸缸筒通过销轴铰接结构6与盾构机鞍架7铰接。能够限制支撑油缸2延掘进方向移动的同时又在回转方向给了支撑油缸2一定的自由度，这样就能投让支撑油缸在伸缩过程中调节角度使接顶支架1能够实现垂直上升的动作。
19.采用该全断面掘进机半自动化盾后支护系统的小型全断面掘进设备可以做到断面一次成型，从工作效率，自动化可行程度和安全性都有很大提高。取代了抽拉式结构，具
有一定的接顶灵活性，同时能够自动携带w型钢带和防护网接顶并锚固，工作人员无需脱离盾体的防护范围即可完成洞顶支护的全部工作。实现了防护工作的半自动化，将临时支护和永久防护进行了无缝对接，同时该盾后支护又是相对独立结构，方便其检修和维护。
20.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的思想，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种全断面掘进机半自动化盾后支护系统，其特征在于，包括：两个支撑油缸、两个伸缩导向筒和接顶支架；支撑油缸缸筒与盾构机鞍架铰接，活塞杆与接顶支架铰接，两个支撑油缸对称支撑在接顶支架两端；伸缩导向筒由内筒和外筒构成，内筒固定在盾构机鞍架上，外筒与接顶支架铰接，两个伸缩导向筒对称支撑在接顶支架两端且位于支撑油缸内侧。2.如权利要求1所述的全断面掘进机半自动化盾后支护系统，其特征在于，所述活塞杆通过球面铰接结构与接顶支架连接，所述球面铰接结构包括球面铰接托板、球面铰接套和铰接球面；所述球面铰接托板固定在接顶支架上，球面铰接套固定在球面铰接托板上，铰接球面安装在球面铰接套内部且可在球面铰接套内转动；所述活塞杆末端与铰接球面固定连接。3.如权利要求1所述的全断面掘进机半自动化盾后支护系统，其特征在于，伸缩导向筒的外筒通过关节轴承结构与接顶支架铰接，所述关节轴承结构包括关节轴承外套、关节轴承和关节轴承托板；所述关节轴承托板固定在接顶支架上，关节轴承外套固定在关节轴承托板上，所述外筒末端与关节轴承固定连接。4.如权利要求1所述的全断面掘进机半自动化盾后支护系统，其特征在于，所述接顶支架由多根钢板焊接制成，形成镂空的支架结构，接顶支架的顶面为弧面。5.如权利要求1所述的全断面掘进机半自动化盾后支护系统，其特征在于，所述支撑油缸缸筒通过销轴铰接结构与盾构机鞍架铰接。

技术总结
本实用新型属于巷道掘进机配套安全设施，主要为掘进过程中由于空顶距离偏大造成的安全隐患服务。该全断面掘进机半自动化盾后支护系统包括：支撑油缸、伸缩导向筒和接顶支架三部分构成。接顶支架与伸缩导向筒和支撑油缸之间都采用铰接结构连接，能够允许接顶支架做一定角度的自由活动，在一定程度上适应复杂洞顶的接顶效率。其主要功能实现是接顶支架将事先放置好的W型钢带连带拖网直接举升到洞顶后进行锚固，完成后收回随机前行进行下段带、网支护，已达到连续支护无空顶的形态，完全避中、小型吊顶事故发生。型吊顶事故发生。型吊顶事故发生。


技术研发人员：陈有力 贾国宪 刘斌 王天放 徐浩阳 王鹏 刘永飞 黄百煜
受保护的技术使用者：辽宁通用重型机械股份有限公司
技术研发日：2021.08.16
技术公布日：2022/1/7