掘进工作面长距离临时支护装置

本发明属于矿井巷道支护，特别涉及一种掘进工作面长距离临时支护装置。

背景技术：

1、目前在煤炭行业，采掘失衡现象越来越为严重，据统计，综掘队的人员是综采队人员的三倍，但巷道平均月进尺仅仅是综采平均月消耗巷道的三分之一。此外，对于巷道的掘进过程中，掘进机切割作业用时仅占循环作业时间的三分之一，而支护作业时间却占到了二分之一，存在严重的掘支失衡现象。采掘失衡、掘支失衡、顶板冒顶等问题严重制约了煤炭的高效、绿色和可持续性发展。目前煤矿掘进多采用的临时支护设备大致可分为单体支柱式临时支护、前探梁式临时支护、掘进机载前探式临时支护以及自移式临时支护装置。这些支护方式的共同特点是都没有实现掘支平行作业。为此，研制一套配套合理、环境适应性强、及时带压支护的新型长距离临时支护装置至关重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种掘进工作面长距离临时支护装置，旨在提高煤矿巷道掘进过程中的掘进速度，实现掘进和支护平行作业，同时还可以提高煤矿掘进工作面的安全水平。为实现上述目的，本发明采用以下设计方案：

2、一种掘进工作面长距离临时支护装置，包括自前而后依次连接的修整部、支撑部和钻锚部；所述修整部包括门式支架以及固定在门式支架上的前探梁结构和巷道清削结构；所述支撑部包括偶数个门式支架结构；所述钻锚部包括门式支架以及固定在门式支架上的钻锚一体机；所述修整部、支撑部和钻锚部的所有门式支架之间通过推移油缸连接。

3、优选的，在支撑部和钻锚部的所有门式支架前侧铰接推移油缸尾部，推移油缸前部连接在其前侧的门式支架的后侧。

4、优选的，对于修整部和支撑部，所述门式支架包括左侧和右侧的双向液压支柱以及支撑于双向液压支柱顶部的u形槽式第一横梁，所述双向液压支柱的顶端以及底端为液压支柱的活动杆，中部为缸套筒。

5、优选的，对于修整部，所述第一横梁上固定有前探梁结构，所述前探梁结构包括衔接液压缸、第一支撑顶梁、前探梁、前探梁伸缩油缸；多个所述衔接液压缸自左而右并排固定在第一横梁内，每个衔接液压缸顶部球铰连接有一个第一支撑顶梁，每个第一支撑顶梁前端铰接有一个前探梁，每个前探梁下壁中部铰接有一个前探梁伸缩油缸，所述前探梁伸缩油缸的缸套筒底部铰接在第一横梁前侧下部，所述前探梁伸缩油缸的活动杆端铰接在前探梁下壁中部。

6、优选的，修整部左侧和右侧的双向液压支柱上分别固定有一个巷道清削结构，所述巷道清削结构主要包括截割滚筒、清煤组件和清削机械臂；所述清削机械臂一端固定在双向液压支柱上，另一端上侧连接截割头下侧连接清煤组件，所述清削机械臂能够带动截割头和清煤组件进行多角度多方位移动。

7、优选的，所述清煤组件包括液压马达、马达底座、铲煤板、马达连接杆、坦克链、齿轮；所述马达底座内部并排安装有两个液压马达，液压马达的马达连接杆伸出马达底座，所述马达连接杆上固定有齿轮，两个齿轮上缠绕有坦克链，所述坦克链上间隔布置有铲煤板。

8、优选的，对于钻锚部，所述门式支架包括左侧和右侧的双向液压支柱以及支撑于双向液压支柱顶部的矩形断面第二横梁，所述双向液压支柱的顶端以及底端为液压支柱的活动杆，中部为缸套筒。

9、优选的，对于修整部和钻锚部，双向液压支柱底部连接有第一底座。

10、优选的，对于支撑部，自前而后的奇数门式支架组成奇数组，自前而后的偶数门式支架组成偶数组，在门式支架上多个衔接液压缸自左而右成排间隔固定在第一横梁内，每个衔接液压缸顶部球铰连接有一个第二支撑顶梁；且奇数门式支架上的衔接液压缸及其对应的第二支撑顶梁与偶数门式支架的衔接液压缸及其对应的第二支撑顶梁在左右方向上交错布置；沿前后方向同列的第二支撑顶梁通过钢绞线连接。

11、优选的，所述第二支撑顶梁顶面沿前后方向设置有钢绞线槽，奇数门式支架顶部，前后相对的钢绞线槽内设置有同一根钢绞线，前后对应成列的第二支撑顶梁上的钢绞线成组固定；偶数门式支架顶部，前后相对的钢绞线槽内设置有同一根钢绞线，前后对应成列的第二支撑顶梁上的钢绞线成组固定。

12、优选的，奇数门式支架双向液压支柱底部连接有第二底座，偶数门式支架双向液压支柱底部连接有门式第三底座，沿左右方向，第二底座在第三底座门式框架内部；所述第二底座沿底面前后方向通过钢绞线连接，所述第三底座底面沿前后方向通过钢绞线连接。

13、优选的，奇数门式支架第二底座底部和偶数门式支架第三底座底部沿前后方向设置有钢绞线槽，前后相对的钢绞线槽内设置有同一根钢绞线，前后对应成列的第二底座上的钢绞线成组固定，前后对应成列的第三底座上的钢绞线成组固定。

14、优选的，钢绞线外部包裹有胶套。

15、优选的，每组钢绞线前端、后端分别依次通过高压弹簧、卡接结构配合固定成组。

16、优选的，高压弹簧靠近第二支撑顶梁的一端与第二支撑顶梁固定连接；高压弹簧靠近第二底座的一端与第二底座固定连接；高压弹簧靠近第三底座的一端与第三底座固定连接。

17、优选的，所述修整部、支撑部和钻锚部的所有门式支架的双向液压支柱内侧成列相对设置有轨道框，左侧和右侧成列的轨道框分别通过一个工字长轨连接，修整部和钻锚部分别与工字长轨两端固定连接，支撑部通过轨道框能够在工字长轨上滑动，还能够在工字长轨上固定。

18、优选的，对于修整部和钻锚部，所述轨道框前侧和后侧设置有轨道钳制器用于固定工字长轨。

19、优选的，在支撑部门式支架的双向液压支柱上固定轨道调节油缸底座和固定块，且轨道调节油缸底座位于固定块下部并间隔一定距离，所述固定块上在门式支架内侧固定轨道框，轨道框下部还通过支撑块支撑于调节油缸底座上，轨道框顶面和底面开槽，顶面为矩形槽，矩形槽内多个轴向沿左右方向的圆柱杆，圆柱杆上设置有滚柱轴承，底面为圆形槽，所述轨道调节油缸一端可以自圆形槽进入轨道框。

20、有益效果：1.关于柔性钢绞线顶梁、底梁方面：本发明的柔性钢绞线顶梁、底梁与顶底板的接触面积大，极大地降低了顶板的变形压力和装置的接地比压，能够有效防止顶板变形和支架插底现象；本发明在支撑部门式支架移架时，仍能继续对顶板进行有效支护，极大地防止了移架过程中的顶板变形和垮落；本发明在顶底板凹凸不平方面有着极强的适应性，通过两端的高压弹簧增加了钢绞线的松弛度。

21、2.关于工字长轨方面：本发明给工字长轨预留了调节空间，极大地防止了工字长轨应受力不均而产生形变，保证了移架的顺畅性和稳定性。

22、3.关于衔接液压缸方面：本发明采用球铰方式连接第一支撑顶梁和第二支撑顶梁，极大地适应了顶板的不平整性。

23、4.关于巷道清削结构方面：本发明通过清理巷道巷帮和底板的平整性，尤其是巷帮和底板衔接处的圆角，增强了本发明在煤矿掘进巷道中的适用性，同时保证了门式支架落地后的平稳性。

24、5.本发明通过修整部、支撑部、钻锚部的有序结合，不仅提高了掘进效率，同时有效维持了巷道围岩的稳定性；本发明可以和综掘机并行作业，实现综掘机的连续作业，提高了掘进效率。本发明在综掘机完成一刀的掘进任务后，可以及时对新暴露的巷道顶板进行支护，极大地减轻了顶板的弹塑性变形；本发明通过钻锚部及时完成了对巷道的永久支护，实现了掘支平行作业。

25、附图说明

26、图1是掘进工作面长距离临时支护装置的左侧视图；

27、图2是掘进工作面长距离临时支护装置的俯视图；

28、图3是掘进工作面长距离临时支护装置的主视图；

29、图4是修整部右侧视图；

30、图5是修整部前右视图；

31、图6是修整部主视图；

32、图7是修整部轨道支撑结构的局部放大图；

33、图8是钻锚部后左视图；

34、图9是钻锚部轨道支撑结构的局部放大图；

35、图10是支撑部奇数门式支架主视图；

36、图11是支撑部奇数门式支架后右视图；

37、图12是支撑部轨道支撑结构的局部放大图；

38、图13是支撑部偶数门式支架主视图；

39、图14是支撑部偶数门式支架后右视图；

40、图15是巷道清削结构俯视图；

41、图16是巷道清削结构侧视图；

42、图17是清煤组件放大图；

43、图18是钻锚一体机侧视图；

44、图19是支撑部奇数门式支架底座；

45、图20是支撑部偶数门式支架底座；

46、图21是支撑部轨道框俯视图；

47、图22是第二支撑顶梁三视图；

48、图23是卡接结构处钢绞线连接侧视图；

49、图24是卡钉排正视图；

50、图25是卡槽排三视图；

51、图26是钢绞线第二、第三底座处局部放大图；

52、图27是钢绞线第二支撑顶梁处放大图；

53、图28是第二支撑顶梁用钢绞线；

54、图29是第二底座用钢绞线；

55、图30是第三底座用钢绞线；

56、图31是卡接结构固定钢绞线俯视图；

57、图32是支撑部偶数门式支架搬移侧视图；

58、图33是支撑部奇数门式支架搬移侧视图；