专利名称：综采工作面顺槽超前加强支护工艺及液压支架的制作方法
技术领域：
本发明涉及采煤工作面顺槽超前加强支护领域，特别是一种用于综采工作面轨道顺槽超前加强支护的综采工作面顺槽超前加强支护工艺及液压支架。
背景技术：
《煤矿安全规程》规定采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20m范围内，必须加强支护；综合机械化采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.8m。目前，我国大多数煤矿在综采工作面作业规程中要求轨道顺槽的超前支护距离不小于60m，其中超前工作面煤壁40m内，架设800×600mm金属十字崐梁配合单体液压支柱支护，每排五个金属十字梁布置，即为“+++++”形式，要求顶梁800mm长梁体的方向沿顺槽中心线走向布置。轨道顺槽端头切顶线紧跟后部运输机机尾，密集切顶支柱柱距为500mm。当上端头顶板下沉严重时，在上端头跨前后部运输机机尾处架设双楔梁抬棚，超前工作面煤壁不小于3m。
由于顺槽内超前加强支护方式的要求和支护距离的加长，使端头维护工人的工作量大、劳动强度也大。在采煤机每进一次运输机机尾时，都需要端头维护工人做好前期的准备工作，提前撤出靠近煤壁侧的单体液压支柱和金属十字梁，以利于采煤机割通运输机机尾处的煤壁。移架后，需将切顶线后的单体液压支柱和金属十字梁及时回收放顶，这时端头维护工人需进入采空区作业，对工人的人身安全存在一定的安全隐患。
发明内容
为了克服现有综采工作面轨道顺槽超前加强支护方式工人的支护工作量和劳动强度大、工效低、回柱放顶不安全的不足，本发明提供一种综采工作面顺槽超前加强支护工艺及液压支架，该工艺用其超前加强支护液压支架与端头液压支架组合代替单体液压支柱和金属十字梁，对轨道顺槽和端头进行自移式超前加强支护，降低现场工人的支护工作量和劳动强度，提高工效和支护效果，减少不安全因素。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是综采工作面顺槽超前加强支护工艺的实施方法如下①在轨道顺槽端头布置一组端头液压支架；在轨道顺槽，沿综采工作面推进方向，依次顺序敷设多组超前加强支护液压支架，至少为四组；其中，第一组超前加强支护液压支架采用倒置的方式，与端头液压支架相向、相接布置，其余的超前加强支护液压支架按照正常方式布置；②超前加强支护液压支架利用设在底座箱底部的推移装置进行推移；推移装置包括推移千斤顶、导轨，推移千斤顶铰接于底座箱与导轨之间，导轨位于底座箱底部的滑道内、两端伸出底座箱，导轨的前、后两端分别有与相邻的前一组和后一组超前加强支护液压支架的导轨对应联接；所有推移装置的导轨顺序首尾联成一体，使液压支架在沿导轨推移过程中保持直线移动；③在移架的同时，后面的一组超前加强支护液压支架、包括端头液压支架，及时伸出前探梁进行支护，防止空顶；④每组超前加强支护液压支架的两列立柱之间留有足够的宽度，作为行人和运料的通道；⑤用顶梁两侧的侧护板，支护顶梁两侧的顶板。
综采工作面顺槽超前加强支护工艺所用的液压支架，或称超前加强支护液压支架，由顶梁、前探梁、四连杆机构、立柱、底座箱、推移装置、抬底座装置、液压操纵阀等构成。顶梁为后端加长型。推移装置主要由推移千斤顶、导轨构成；推移千斤顶铰接于底座箱与导轨之间，导轨位于底座箱底部的滑道内、两端伸出底座箱，导轨的前、后两端分别有与相邻的前一组超前加强支护液压支架和后一组超前加强支护液压支架的导轨对应联接的联接部。四连杆机构由与顶梁铰接的上连杆，以及前连杆、后连杆、底座箱构成；为左右两套，分别位于支架后部的两侧，中间为人行空间。顶梁的两侧有侧护板及其千斤顶。立柱的横向间距加大，作为人行通道。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案还可以是综采工作面顺槽超前加强支护液压支架的推移装置的导轨由前、后导轨组成。前、后导轨之间，以及推移千斤顶的前端，通过销轴铰接；推移千斤顶位于后导轨内，后端通过长销轴与底座箱后部铰接；长销轴在后导轨两侧的导槽中穿过，在推移装置推移时沿导槽滑动。前探梁包括前梁及伸缩梁；侧护板包括伸缩侧护板及其外端的活动侧护板。立柱的横向间距为800～1000mm。立柱可以采用三排、六根。
本发明的有益效果是①利用液压支架对轨道顺槽和端头顶板进行液压自移式超前加强支护，不仅满足了对顶板支护质量的要求和行人空间的要求，而且有效地降低对工作面顺槽超前支护的工作量和劳动强度，提高现场工人作业的安全程度，提高工作效率。
②利用在工作面上出口倒置的超前加强支护液压支架，可保证推移前部运输机机尾的空间和足够的支护空间，保障工作面原煤生产的快速进行；它与顺槽内的其它液压支架，都提高轨道顺槽的支护高度，满足了《煤矿安全规程》对巷道安全出口和超前加强支护的要求。解决了以往前部运输机机尾支护需架设双楔梁抬棚的问题。
③利用在轨道顺槽端头安设的端头液压支架，与工作面液压支架保持整体性，保证切顶线附近顶板的支护状况，使端头维护工人不需要进入采空区以及后部运输机维护保养，人员的安全状况得到可靠地保障。
图1、2是本发明工艺超前加强支护液压支架及端头液压支架在综放工作面轨道顺槽布置示意图的主视图、俯视3、4是本发明超前加强支护液压支架结构示意图的主视图、侧视5、6是底座箱的结构示意图的俯视图、主视7、8是推移装置的结构示意图的俯视图、主视中1-第一组超前加强支护液压支架、2-第二及其后各组超前加强支护液压支架、3-端头液压支架、4-工作面输送机、5-回采工作面、6-轨道顺槽、7-顶梁、8-前梁、9-伸缩梁、10-上连杆、11-立柱、12-底座箱、13-前导轨、14-抬底座装置、15-伸缩侧护板、16-活动侧护板、17-伸缩侧护板千斤顶、18-活动侧护板千斤顶、19-后导轨、20-前连杆、21-后连杆、22-推移千斤顶、23-长销轴、24-销轴、25-导槽具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
在图1、2中示出本发明工艺的超前加强支护液压支架(1、2)与端头液压支架(3)在综采放顶煤工作面轨道顺槽(6)中的布置情况。以此为例说明该工艺在综采工作面轨道顺槽(6)中超前加强支护的具体方法。具体方法如下①在轨道顺槽(6)端头布置一组端头液压支架(3)、或称一架；在轨道顺槽(6)，沿综采工作面(5)推进方向、依次顺序敷设多组超前加强支护液压支架(1、2)，可以是4～11组，以六组为宜；其中，第一组超前加强支护液压支架(1)采用倒置方式布置，与端头液压支架(3)相向、相接布置，其余的超前加强支护液压支架(2)按照正常方式布置。②超前加强支护液压支架(1、2)及端头液压支架(3)利用设置在底座箱底部中间位置的推移装置进行推移，所有推移装置的导轨(13、19)顺序首尾联成一体，保证液压支架在推移过程中保持直线移动；③在移架的同时，后面的一组超前加强支护液压支架、包括端头液压支架，及时伸出前探梁进行支护，防止空顶。④各超前加强支护液压支架的两列立柱(11)之间加大间距，作为行人和运料通道。⑤利用顶梁(7)两侧的伸缩侧护板，支护顶梁两侧的顶板。
在图3、4中示出本发明工艺用综采工作面顺槽超前加强支护液压支架的结构。由顶梁(7)、前梁(8)、伸缩梁(9)、立柱(11)、四连杆机构、底座箱(12)、推移装置、抬底座装置(14)、液压操纵阀、液压管路及液压辅助元件等构成。
顶梁(7)为后端加长型。本液压支架取消了一般支撑掩护式液压支架的掩护梁，其后端加长部的支撑范围相当于掩护梁。前梁(8)位于顶梁(7)前端、与之铰接。伸缩梁(9)安装在前梁(8)内、可前探伸缩。伸缩侧护板(15)和活动侧护板(16)设置在顶梁(7)的两侧。四根立柱(11)和两组四连杆机构的上端与顶梁(7)铰接支撑，其下端铰接于底座箱(12)上。抬底座装置设置在底座箱(12)前部横梁后侧。推移装置装设在底座箱(12)底部的纵向中心线处的滑道内。推移装置的前导轨(13)的前端由底座箱(12)的前横梁下部的滑道伸出，通过其联接部与相邻的前一组液压支架的导轨铰接，后导轨(19)的后端由底座箱(12)后部伸出，通过其联接部与相邻的后一组液压支架的导轨铰接。
顶梁(7)是采用钢板拼焊的箱形变断面金属结构件。前梁(8)是采用钢板拼焊箱形结构，由铰接于前梁(8)与顶梁(7)之间的两只千斤顶控制。伸缩梁(9)是采用钢板拼焊箱形结构，装配于前梁(8)内、由前梁(8)内的一只千斤顶控制其前探伸缩。通过前梁(8)和伸缩梁(9)的组合，使液压支架前探支护面积扩大，能根据截深的变化，调整轨道顺槽端头和轨道顺槽的支护情况。
立柱(11)为两排、四根，两列立柱(11)的间距、即立柱(11)的横向间距，加大到700～1500mm，作为行人和运料的通道。更适宜的间距为800～1000mm。
在图4中示出伸缩侧护板(15)和活动侧护板(16)的结构。伸缩侧护板(15)及其千斤顶(17)设置于顶梁(7)的两侧内部；两个伸缩侧护板(15)的外端与活动侧护板(16)及其千斤顶(18)铰接。二者支护顶梁(7)两侧的顶板以及护帮。
在图2、5、6中示出底座箱(12)及四连杆机构的结构。
底座箱(12)或称底座，是采用钢板焊接整体箱式结构，其后部的箱形结构是分开的，分别与前、后连杆(20、21)铰接，形成两组四连杆机构。
四连杆机构由与顶梁铰接的上连杆(10)与前连杆(20)、后连杆(21)、底座箱(12)后部铰接构成，为左右两组，分别位于两侧立柱(11)的后面、支架后部的两侧，中间为人行通道。既保证足够的支护强度，又满足一定的行人空间。上连杆(10)、前连杆(20)、后连杆(21)均采用钢板焊接的箱形结构。
在图4～8中示出推移装置的位置与结构。推移装置由推移千斤顶(22)、前导轨(13)、后导轨(19)、长销轴(23)等构成。前导轨(13)、后导轨(19)之间通过销轴(24)铰接；与销轴(24)铰接的还有推移千斤顶(22)的前端。推移千斤顶(22)位于后导轨(19)内，它的后端通过长销轴(23)与底座箱(12)的后部铰接。长销轴(23)在后导轨(19)两侧的导槽(25)中穿过，在推移装置推移时沿导槽(25)滑动。
推移装置的前导轨(13)、后导轨(19)采用整体箱式结构，其横断面为方框形。前导轨(13)前端、后导轨(19)后端都有铰接部，以便与相邻的前后液压支架的导轨相铰接。
在图3～5中示出抬底座装置(14)的位置与结构。它固定于底座箱(12)的前横梁后侧、位于前导轨(13)的顶面。抬底座装置(14)采用圆钢管焊接圆柱状结构，内装千斤顶，实现底座箱(12)的抬起，以适应巷道底板起伏变化。本发明液压支架的立柱(11)也可采用三排、六根，顶梁长度也相应加长，增加一排立柱的间距。前探梁也可采用其它形式，如铰接前梁和铰接前探梁组合。侧护板也可采用其它形式，如铰接侧护板和活动侧护板组合。
权利要求
1.一种综采工作面顺槽超前加强支护工艺，其特征在于①在轨道顺槽端头布置一组端头液压支架(3)；在轨道顺槽(6)、沿综采工作面(5)推进方向依次顺序敷设多组超前加强支护液压支架(1、2)，至少为四组，其中，第一组超前加强支护液压支架(1)采用倒置的方式，与端头液压支架(3)相向、相接布置，其余的超前加强支护液压支架(2)按照正常方式布置；②超前加强支护液压支架(1、2)利用设在底座箱底部的推移装置进行推移；推移装置包括推移千斤顶、导轨，推移千斤顶铰接于底座箱与导轨之间，导轨位于底座箱底部的滑道内、两端伸出底座箱，导轨的前、后两端分别有与相邻的前一组和后一组超前加强支护液压支架的导轨对应联接；所有推移装置的导轨顺序首尾联成一体，使液压支架在沿导轨推移过程中保持直线移动；③在移架的同时，后面的一组超前加强支护液压支架、包括端头液压支架，及时伸出前探梁进行支护，防止空顶；④每组超前加强支护液压支架的两列立柱(11)之间留有足够的宽度，作为行人和运料的通道；⑤用顶梁(7)两侧的侧护板，支护顶梁两侧的顶板。
2.根据权利要求1所述的综采工作面顺槽超前加强支护工艺，其特征在于所说的超前加强支护液压支架为6～11组。
3.根据权利要求1所述的综采工作面顺槽超前加强支护工艺所用的液压支架，包括顶梁、前探梁、四连杆机构、立柱、底座箱、推移装置、抬底座装置、液压操纵阀，其特征在于所说的顶梁为后端加长型顶梁(7)；所说的推移装置包括推移千斤顶、导轨；推移千斤顶铰接于底座箱(12)与导轨之间，导轨位于底座箱(12)底部的滑道内、两端伸出底座箱(12)，导轨的前、后两端分别有与相邻的前一组和后一组超前加强支护液压支架的导轨对应联接的联接部；所说的四连杆机构包括与顶梁(7)铰接的上连杆(10)，以及前连杆(20)、后连杆(21)、底座箱(12)，为左右两套，分别位于支架后部的两侧，中间为人行空间；顶梁(7)的两侧有侧护板及其千斤顶；所说的立柱(11)的横向间距加大为人行通道宽度。
4.根据权利要求3所述的综采工作面顺槽超前加强支护液压支架，其特征在于所说的推移装置，其导轨包括前导轨(13)、后导轨(19)；前导轨(13)和后导轨(19)之间、以及推移千斤顶(22)的前端，通过销轴(24)相铰接；推移千斤顶(22)位于后导轨(19)内，其后端通过长销轴(23)与底座箱(12)的后部相铰接；长销轴(23)在后导轨(19)两侧的导槽(25)中穿过，可沿导槽(25)滑动。
5.根据权利要求3所述的综采工作面顺槽超前加强支护液压支架，其特征在于所说的前探梁包括前梁(8)及伸缩梁(9)。
6.根据权利要求3所述的综采工作面顺槽超前加强支护液压支架，其特征在于所说的侧护板包括伸缩侧护板(15)及其外端的活动侧护板(16)。
7.根据权利要求3所述的综采工作面顺槽超前加强支护液压支架，其特征在于所说的立柱(11)的横向间距为800～1000mm。
8.根据权利要求3所述的综采工作面顺槽超前加强支护液压支架，其特征在于所说的立柱为三排、六根。
全文摘要
本发明涉及综采工作面顺槽超前加强支护工艺及其专用液压支架，本发明工艺包括①在轨道顺槽端头布置一组端头液压支架；沿工作面推进方向顺序敷设多组超前加强支护液压支架，其中第一组液压支架与端头支架相向布置，其余支架正常布置；②各液压支架利用其推移装置沿底座箱底部滑道中的导轨进行推移；所有液压支架的导轨顺序首尾联成一体，使支架保持直线推移；③在移架同时，后一组液压支架及时伸出前探梁支护，防止空顶；④每组支架立柱的横向间距加大，作为行人和运料通道；⑤用顶梁两侧的侧护板支护两侧的顶板。本发明支架须有推移装置及导轨、前探梁、侧护板。采用自移式超前加强支护，可降低工作量和劳动强度，提高工效、支护效果及安全。
文档编号E21D15/48GK1690361SQ20041002406
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月30日 优先权日2004年4月30日
发明者贾民, 曹宏伟, 程斌, 刘健, 李伟, 张体刚, 王兴军 申请人:兖矿集团有限公司