弹性护盾支撑机构的制作方法

本技术涉及巷道施工机械，尤其涉及一种弹性护盾支撑机构。

背景技术：

1、综掘工作面超前支护问题是长期困扰煤炭生产技术难题，由于巷道掘进后，顶板裸露不能及时得到有效支护，经常会造成顶板掉矸、冒落等造成伤人事故。资料表明，由于长期以来我国炮掘、综掘工作面没有合理配套的超前支护设备，顶板冒落事故占掘进事故的80％，全国顶板事故造成的人员死亡情况有20％发生在掘进工作面。可见，提高掘进速度的同时保障掘进工作面人员及设备安全是急需我们解决的问题。

2、随着掘进机械化程度和单产的快速提高，通风、运输和开采工艺对顺槽断面尺寸要求越来越大，巷道宽度已经达到4500～6000mm，高度已经达到3000～4500mm，掘进机的功率也越来越大。传统的窜管前探梁和单体支柱加横梁的临时支护从支护能力、支护高度、支护速度、自动化程度、可操作性和安全性等方面都不能满足掘进临时支护的要求，在很大程度上制约了高性能掘进设备高产高效能力的发挥。

3、国内外目前应用较多的有前探梁式(即吊挂环穿管式前探梁临时支护)、支柱加横梁式(即采用多排单体液压支柱加高强度工字钢棚梁支护法)、掘进机机载式(即掘进机机载临时支护装置)三种临时支护，这些方式虽然在一定程度上缓解了掘进工作面迎头支护的压力，改善了工作面的支护状况，但这些方式都存在着一定的缺陷，不能实现自移、全方位行走，且在安全方面存在薄弱环节，而且煤层赋存条件复杂多变，并不是每种方式都能适应所有的井下巷道，尤其处于软破碎围岩巷道、凹凸不平顶板时并不能全部实现充分接顶、全面主动支撑。具体分析如下：

4、(1)吊挂环穿管式前探梁临时支护

5、吊挂环穿管式前探梁临时支护，主要由吊挂环和前探梁组成，环由锚杆固定在顶板上，前探梁在吊环中，探出后支护顶板。其主要问题：①利用半圆木和木楔将钢与顶板刹实背紧，没有初撑力，存在极大的安全隐；②前探梁与顶板为点或线接触，不能对空顶区全面进行有效支护，如遇到顶板破碎使用效果就更差；操作过程复杂，需要人工移动，劳动强度大，临时支护速度慢、效率低；③锚网支护方式在铺网时操作员必须进入空顶区作业，存在极大的安全隐患。

6、(2)多排单体液压支柱加高强度工字钢棚梁支护法

7、掘进机割煤后先迅速采用液压单体支柱将空顶板支撑牢固，然后再进行敲帮问顶，待处理完掉活矸、浮石后，迅速用单体柱将工字钢和钢丝网顶到顶部平直部分、连网、护住顶板。支设每根单体液压支柱时至少3人配合进行超前支护，工人劳动强度大，成本高，回柱危险性大，存在安全隐患，并且影响人员及设备通行，支护效果和安全保障不理想。

8、(3)掘进机机载临时支护装置

9、主要由左右底座、左右机架、左右翻转架、左右折臂架和顶架梁组成，安装在掘进机前中部。掘进机正常掘进时，该装置折叠收缩在截割减速机背部，不干扰掘进机的运动和截割作业功能；需要支护时通过操作支护折叠架的液压控制阀来控制折叠架的位置，使折叠架伸出支撑于顶板，完成支护功能。其主要缺点：①支护面积小，不能完全支护暴露的顶板；②锚网支护时操作人员仍在空顶下作业，存在极大的安全隐患；③该装置对顶板适应性差。掘进时遇到顶底板起伏，巷道变低，机载支护不能完全施展开，达不到初撑力，存在较大安全隐患。另外，掘锚一体机组可依据巷道规格实行定制服务，在于地质条件较好的煤层可实现较高进尺，但是整个掘锚机组造价成本较高，而且对于松软破碎围岩赋存条件的煤层适应性差，一旦巷道顶板发生漏顶、煤壁发生较大片帮极易导致掘锚机组进退两难，而在岩巷中更是无法有效发挥快掘性能。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种弹性护盾支撑机构，用以解决煤矿复杂地质条件下的掘进主动临时支护难题，特别适用于松软破碎围岩巷道，尤其当顶板凹凸不平时更能实现主动全面接顶，同时护盾装置采用伸缩结构，完成预掘巷道顶板的连续主动临时支护。此外，弹性护盾支撑机构可在倾斜煤层、缓倾斜煤层中与大部分煤矿巷道综掘工作面设备配套使用。

2、本实用新型提供一种弹性护盾支撑机构，所述弹性护盾支撑机构适于巷道支撑，且所述弹性护盾支撑机构包括：

3、顶梁，所述顶梁的两端设有第一伸缩梁和第二伸缩梁，所述第一伸缩梁和所述第二伸缩梁均沿所述顶梁的延伸方向可伸缩；

4、多个顶部千斤顶，多个所述顶部千斤顶沿所述顶梁的长度方向设于所述顶梁的上表面，所述顶部千斤顶适于支撑所述巷道顶板；

5、两个立柱，每个所述立柱位于所述顶梁的下方，用于支撑所述顶梁，其中一个所述立柱的顶部与所述第一伸缩梁连接，其中另一个所述立柱的顶部与所述第二伸缩梁连接，所述立柱为可伸缩立柱；

6、两个肩角千斤顶，其中一个所述肩角千斤顶位于其中一个所述立柱的顶部且适于倾斜支撑所述巷道肩角，其中另一个所述肩角千斤顶位于其中另一个所述立柱的顶部且适于倾斜支撑所述巷道肩角。

7、根据本实用新型提供的一种弹性护盾支撑机构，多个所述顶部千斤顶沿所述顶梁长度方向依次贴合且排列于所述顶梁。

8、根据本实用新型提供的一种弹性护盾支撑机构，所述立柱的顶部具有开口朝上的凹槽；

9、所述肩角千斤顶包括：安装板，所述安装板盖设于所述凹槽的上端，所述安装板的下侧设有圆角，所述圆角铰接与所述凹槽内；

10、上覆气囊千斤顶，所述上覆气囊千斤顶设于所述安装板的上侧；

11、肩角抵接板，所述肩角抵接板设于所述上覆气囊千斤顶的上表面，且所述肩角抵接板适于与巷道肩角止抵；

12、活动导轨，所述活动导轨位于所述安装板的上侧，所述活动导轨的下端与所述安装板连接，所述活动导轨沿竖直方向延伸；

13、旋转拉杆，所述旋转拉杆的一端与所述肩角抵接板连接，另一端适于沿所述活动导轨移动，且所述旋转拉杆相对于所述活动导轨可枢转；

14、多个弹性件，多个所述弹性件均位于所述安装板的下侧，且每个所述弹性件的一端与所述安装板连接，另一端与所述立柱的顶部连接；

15、在所述巷道的左右方向上，当所述活动导轨位于所述上覆气囊千斤顶左侧时，所述肩角千斤顶朝向左侧倾斜支撑；当所述活动导轨位于所述上覆气囊千斤顶右侧时，所述肩角千斤顶朝向右侧倾斜支撑。

16、根据本实用新型提供的一种弹性护盾支撑机构，所述肩角千斤顶和所述顶部千斤顶中的至少一个为气囊千斤顶。

17、根据本实用新型提供的一种弹性护盾支撑机构，所述弹性护盾支撑机构还包括两个辅助支护平台，其中一个所述辅助支护平台与所述顶梁的一端连接，其中另一个所述辅助支护平台与所述顶梁的另一端连接，

18、所述辅助支护平台朝向所述巷道顶板凸出于所述顶梁，所述辅助支护平台的下方限定出避让空间，所述第一伸缩梁和所述第二伸缩梁适于在对应的所述避让空间内伸缩，每个所述立柱均适于收纳至对应的所述避让空间内。

19、根据本实用新型提供的一种弹性护盾支撑机构，还包括斜撑千斤顶，所述斜撑千斤顶的一端与所述顶梁铰接，另一端与对应的立柱铰接。

20、根据本实用新型提供的一种弹性护盾支撑机构，还包括第一伸缩千斤顶和第二伸缩千斤顶，所述第一伸缩千斤顶的一端与所述顶梁连接，另一端与所述第一伸缩梁连接，以推动所述第一伸缩梁伸缩运动；所述第二伸缩千斤顶的一端与所述顶梁连接，另一端与所述第二伸缩梁连接，以推动所述第二伸缩梁伸缩运动。

21、根据本实用新型提供的一种弹性护盾支撑机构，所述立柱包括：

22、上套箱，所述上套箱的顶部与所述第一伸缩梁或者所述第二伸缩梁连接；

23、下套箱，所述下套箱设于所述上套箱内，且所述下套箱适于沿上下方向相对所述上套箱移动；

24、竖直千斤顶，所述竖直千斤顶的一端与所述上套箱连接，所述竖直千斤顶的另一端与所述下套箱连接，且所述竖直千斤顶适于驱动所述上套箱相对于所述下套箱移动。

25、根据本实用新型提供的一种弹性护盾支撑机构，还包括：

26、固定座，所述固定座与所述下套箱的下端连接；

27、护套，所述护套与所述固定座连接，所述护套罩设于所述全方位行走机构升降千斤顶；

28、全方位行走机构升降千斤顶，所述全方位行走机构升降千斤顶的一端与所述护套连接；

29、全方位行走轮，所述全方位行走轮与所述全方位行走机构升降千斤顶的另一端连接，所述全方位行走机构升降千斤顶适于驱动所述全方位行走轮沿竖直方向移动。

30、根据本实用新型实施例的弹性护盾支撑机构，通过在顶梁上设置多个顶部千斤顶，对于凹凸不平的巷道顶板结构，每个顶部千斤顶可以独立支撑不同平面的巷道顶板，由此多个顶部千斤顶可以支撑凹凸不平的巷道顶板。通过设置肩角千斤顶，肩角千斤顶对巷道肩角可以起到倾斜支撑的作用，由此实现对巷道肩角的全面支撑。

31、此外，通过设置第一伸缩梁和第二伸缩梁均沿顶梁延伸方向可伸缩，立柱为可伸缩立柱，依靠第一伸缩梁和第二伸缩梁的伸缩，实现两侧伸缩梁的伸展以适应不同断面的巷道，弹性护盾支撑机构可以在收拢状态和展开状态切换，由此收拢状态的弹性护盾支撑机构从展开状态的弹性护盾支撑机构的下方移动。由此弹性护盾支撑机构全面支撑巷道的同时，可以迅速调整弹性护盾支撑机构的位置，实现自适应移动，进而提高巷道的掘进速率。