掘进临时支护装置的制作方法

本实用新型属于巷道掘进设备技术领域，涉及一种矩形巷道掘进作业的临时支护装置，特别是一种与掘进机械配合作业，能够对掘进暴露出的顶板做及时的临时支护，并便于进行永久支护作业，可实现掘进、临时支护和永久支护并行作业的掘进临时支护装置。

背景技术：

矿山开采、尤其是煤矿的井工开采中，传统的支护方式需要在掘进装置截割完成后，掘进装置停机的情况下，依靠人工或锚杆钻车进行打锚杆作业。这种传统的作业方式，掘进装置的掘进效率只能发挥出20%～25%，而且无论掘进巷道围岩条件如何，一次掘进的进尺都不可以过大，否则将会面临片帮、冒顶等事故的威胁，安全性也较差，严重影响了掘进工作的进度。故有必要对现有技术的井下采煤巷道的掘进临时支护方式和装置予以改进。

技术实现要素：

本实用新型就是针对上述问题，提供一种与掘进机械配合作业，能够对掘进暴露出的顶板做及时的临时支护，并便于进行永久支护作业，可实现掘进、临时支护和永久支护并行作业的掘进临时支护装置。

本实用新型所采用的技术方案是：该掘进临时支护装置包括支护前架，其特征在于：所述支护前架的后方设置有支护后架，且支护后架与支护前架之间通过推移机构相连；所述支护前架和支护后架均由下部两侧分别设置的侧部支撑底座、以及上部设置的上部升降顶梁构成，两侧的侧部支撑底座与上部升降顶梁的两端部之间，分别设置有升降机构；所述上部升降顶梁与两侧的侧部支撑底座和升降机构，围合构成中部的掘进作业空间；并且，所述支护前架的顶部设置有顶锚作业空间，所述支护前架与支护后架之间，还设置有帮锚作业空间。

所述支护前架包括下部两侧分别设置的前架底座，两侧的前架底座的上方分别设置有前架侧箱体，所述前架侧箱体的下部通过升降机构与前架底座的上部相连；两侧的前架侧箱体前部的上端之间设置有前架前顶梁，前架前顶梁的后方、两侧前架侧箱体后部的上端之间，设置有前架后顶梁；且所述前架前顶梁与前架后顶梁之间设置有顶锚作业空间。以通过升降机构分别带动两侧的前架侧箱体、以及其上设置的前架前顶梁和前架后顶梁升降，进而形成对掘进巷道顶板的有效支撑；同时，可在前架前顶梁与前架后顶梁之间预留的顶锚作业空间内，进行上锚网和打设顶锚杆等作业。

所述前架前顶梁由前顶梁主体构成，前顶梁主体的左右两端分别通过前顶梁连接耳板与相应的前架侧箱体上端的前顶梁连接部相连接。以利用前架前顶梁的前顶梁主体的整体式结构，对掘进作业截割后、巷道迎头处新暴露的巷道顶板进行及时支护。

所述前架前顶梁与前架后顶梁之间的顶锚作业空间内，活动设置有托网掩护机构；所述托网掩护机构通过掩护连接部与前架前顶梁活动相连。以根据实际情况，利用顶锚作业空间内设置的托网掩护机构，来进行辅助上锚网的作业；并进一步对掘进作业截割后的巷道顶板进行支护。

所述前架后顶梁由后顶梁主体构成，后顶梁主体的上侧设置有若干组顶板接触凸梁，相邻的两组顶板接触凸梁之间设置有顶锚避让间隔；所述后顶梁主体的左右两端分别通过后顶梁连接耳板，与相应的前架侧箱体上端的后顶梁连接部相连接。以在对巷道顶板进行及时支护的同时，利用前架后顶梁上、相邻两组顶板接触凸梁之间的顶锚避让间隔，来避免前架后顶梁支撑顶板过程中，对已打设好的顶锚杆的破坏。

所述支护后架包括下部两侧分别设置的后架底座，两侧的后架底座的上方分别设置有后架侧箱体，所述后架侧箱体的下部通过升降机构与后架底座的上部相连；两侧的后架侧箱体的上端之间设置有后架顶部梁。以利用升降机构分别带动两侧的后架侧箱体、以及其上的后架顶部梁升降，从而形成对掘进巷道顶板的有效支撑；并且，可在支护前架与支护后架之间预留的帮锚作业空间内，进行打设侧部帮锚杆的作业。

所述后架顶部梁由若干组横向设置在两侧后架侧箱体上端之间的后架顶梁横梁构成，且各组后架顶梁横梁上，设置有若干组沿巷道延伸方向、纵向布置的后架顶梁顺梁。以通过若干组纵横交错布置的后架顶梁横梁和后架顶梁顺梁，对掘进巷道顶板进行支撑；并有效避免后架顶部梁支撑顶板过程中，对已打设好的顶锚杆的破坏。

所述后架顶梁横梁由后架横梁主体构成，后架横梁主体的左右两端，分别通过后架横梁连接耳板与相应的后架侧箱体上端的后架横梁连接部相连接。以利用后架顶梁横梁的后架横梁主体，来起到后架顶部梁整体结构的支撑和平衡作用。

所述后架顶梁顺梁由后架顺梁主体构成，后架顺梁主体的下侧通过后架顺梁连接耳板，与相应的后架顶梁横梁上侧设置的后架顺梁连接部相连；且相邻两组后架顶梁顺梁之间设置有顶锚避让间隔。以在对巷道顶板进行及时支护的同时，利用后架顶部梁上、相邻两组后架顶梁顺梁之间的顶锚避让间隔，来进一步避免对已打设好的顶锚杆的破坏。

所述升降机构包括设置在侧部支撑底座和上部升降顶梁两端部之间的升降液压缸和导向机构，升降液压缸的两端分别通过升降缸铰接部与侧部支撑底座和上部升降顶梁相连；所述导向机构包括设置在上部升降顶梁两端部下侧的导向插接套，所述侧部支撑底座的上侧、与导向插接套相对应的位置，设置有导向插接柱。以通过升降液压缸，来分别驱使支护前架和支护后架的上部升降顶梁相对于侧部支撑底座上、下升降，并利用导向插接套和导向插接柱的配合连接，来为上部升降顶梁的升降进行导向，进而确保升降的平稳性。

本实用新型的有益效果：由于本实用新型采用前后布置的支护前架和支护后架，支护后架与支护前架之间通过推移机构相连；支护前架和支护后架均由下部两侧分别设置的侧部支撑底座、以及上部设置的上部升降顶梁构成，两侧的侧部支撑底座与上部升降顶梁的两端部之间，分别设置有升降机构；上部升降顶梁与两侧的侧部支撑底座和升降机构，围合构成掘进作业空间；支护前架的顶部设置有顶锚作业空间，支护前架与支护后架之间设置帮锚作业空间的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，利用前、后布置的支护前架和支护后架内的掘进作业空间，让该掘进临时支护装置单独罩设在掘进作业装置的外部，将掘进临时支护装置同掘进作业装置、顶锚杆作业装置和帮锚杆作业装置分离开来，并由推移机构驱使门式结构的支护前架和支护后架循环前移，进而配合掘进作业连续地向前掘进，对巷道掘进工作面前部的暴露顶板及时进行机械化支护，并掩护掘进作业和永久支护作业实现连续作业，提高掘进装置开机率和掘进效率,有效提升巷道掘进作业环境的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1的a向视图。

图3是图1中的支护前架的一种结构示意图。

图4是图3沿b-b线的剖视图。

图5是图3中的前架侧箱体的一种结构示意图。

图6是图3中的前架底座的一种结构示意图。

图7是图3中的前架前顶梁的一种结构示意图。

图8是图7的侧视图。

图9是图4中的前架后顶梁的一种结构示意图。

图10是图1中的支护后架的一种结构示意图。

图11是图10的侧视图。

图12是图10中的后架侧箱体的一种结构示意图。

图13是图10中的后架底座的一种结构示意图。

图14是图11中的后架顶梁横梁的一种结构示意图。

图15是图10中的后架顶梁顺梁的一种结构示意图。

图16是本实用新型的一种实施方式示意图。

图中序号说明：1支护前架、2支护后架、3推移机构、4帮锚作业空间、5顶锚作业空间、6托网掩护机构、7掘进作业空间、8侧部支撑底座、9上部升降顶梁、10升降机构、11前架底座、12前架侧箱体、13前架升降液压缸、14导向机构、15前架前顶梁、16前架后顶梁、17推移铰接耳板、18前侧箱主体、19前顶梁连接部、20后顶梁连接部、21升降缸上铰接部、22导向插接套、23掘进作业避让斜面、24前底座主体、25升降缸下铰接部、26导向插接柱、27前顶梁主体、28前顶梁连接耳板、29掩护连接部、30后顶梁主体、31顶板接触凸梁、32顶锚避让间隔、33后顶梁连接耳板、34后架底座、35后架侧箱体、36后架升降液压缸、37后架顶部梁、38后架顶梁横梁、39后架顶梁顺梁、40后侧箱主体、41后架横梁连接部、42后底座主体、43后架横梁主体、44后架横梁连接耳板、45后架顺梁连接部、46后架顺梁主体、47后架顺梁连接耳板、48掘进作业装置、49顶锚杆作业装置、50帮锚杆作业装置。

具体实施方式

根据图1～16详细说明本实用新型的具体结构。该掘进临时支护装置包括支护前架1，支护前架1的后方设置有支护后架2，支护后架2与支护前架1之间通过推移机构3相连；并且，支护前架1和支护后架2的截面均为门式结构。支护前架1包括下部两侧分别设置的前架底座11，两侧的前架底座11的上方分别设置有前架侧箱体12，前架侧箱体12的下部通过升降机构10与前架底座11的上部相连接。

两侧的前架侧箱体12前部的上端之间设置有前架前顶梁15，前架前顶梁15的后方、两侧前架侧箱体12后部的上端之间，设置有前架后顶梁16。同时，前架前顶梁15与前架后顶梁16之间，还设置有便于进行上锚网和打设顶锚杆等作业的顶锚作业空间5。并且，两侧的前架侧箱体12的前端，还倾斜设置有便于掘进作业装置截割作业的掘进作业避让斜面23。从而，通过升降机构10分别带动两侧的前架侧箱体12、以及其上设置的前架前顶梁15和前架后顶梁16一同升降，以形成对掘进巷道顶板的有效支撑；并且可在前架前顶梁15与前架后顶梁16之间预留的顶锚作业空间5内，进行上锚网和打设顶锚杆等作业。

支护前架1的前架前顶梁15由整体式结构的前顶梁主体27构成，前顶梁主体27的左右两端侧分别通过若干组前顶梁连接耳板28，与相对应一侧的前架侧箱体12上端的若干组前顶梁连接部19相连接；进而利用前架前顶梁15的前顶梁主体27的整体式结构，对掘进作业截割后、巷道迎头处新暴露的巷道顶板进行及时支护。根据掘进巷道的顶板地质条件，支护前架1的前架前顶梁15的前端，可以设置前部掩护机构；且结合具体的使用需要，前部掩护机构可以采用能够伸缩的插接式掩护结构，也可以采用能够上、下摆动的铰接式掩护结构。另外，前架前顶梁15与前架后顶梁16之间的顶锚作业空间5内，还可以活动设置托网掩护机构6；托网掩护机构6通过掩护连接部29与前架前顶梁15的前顶梁主体27后侧部活动相连。托网掩护机构6可采用上下摆动或上下升降的结构形式。从而，根据实际情况，利用顶锚作业空间5内设置的托网掩护机构6，来进行辅助上锚网的作业，并进一步对掘进作业截割后的巷道顶板进行支护。

支护前架1的前架后顶梁16则由长条状的后顶梁主体30构成，后顶梁主体30的上侧设置有若干组顶板接触凸梁31，且相邻的两组顶板接触凸梁31之间设置有顶锚避让间隔32。后顶梁主体30的左右两端分别通过后顶梁连接耳板33，与相对应一侧的前架侧箱体12上端的后顶梁连接部20相连接；以在对巷道顶板进行及时支护的同时，利用前架后顶梁16上、相邻两组顶板接触凸梁31之间的顶锚避让间隔32，来避免前架后顶梁16支撑顶板过程中，对已打设好的顶锚杆的破坏。

前架侧箱体12的下部与前架底座11的上部之间设置的升降机构10，包括前架升降液压缸13和导向机构14，前架升降液压缸13的伸缩端通过升降缸上铰接部21与前架侧箱体12相铰接，前架升降液压缸13的固定端，则通过升降缸下铰接部25与前架底座11相铰接。导向机构14包括设置在前架前顶梁15和前架后顶梁16两端部下侧、前架侧箱体12上的导向插接套22；相对应一侧的前架底座11的上侧、与导向插接套22相应的位置处，设置有导向插接柱26；进而通过前架升降液压缸13，来驱使支护前架1的前架侧箱体12以及其上部的前架前顶梁15和前架后顶梁16，相对于前架底座11（支护前架1的侧部支撑底座8）上、下升降，并利用导向插接套22和导向插接柱26的配合连接，来为支护前架1的上部升降顶梁9的升降进行导向，进而确保支护前架1升降的平稳性。

该掘进临时支护装置的支护后架2包括下部两侧分别设置的后架底座34，两侧的后架底座34的上方分别设置有后架侧箱体35，后架侧箱体35的下部通过升降机构10与后架底座34的上部相连接。同时，两侧的后架侧箱体35的上端之间，还设置有后架顶部梁37。支护后架2的前方与支护前架1的后方之间，还设置有用于进行打设侧部帮锚杆作业的帮锚作业空间4。从而，利用升降机构10分别带动两侧的后架侧箱体35、以及其上的后架顶部梁37升降，以形成对掘进巷道顶板的有效支撑；并且，可在支护前架1与支护后架2之间预留的帮锚作业空间4内，进行打设侧部帮锚杆的作业。

支护后架2的后架顶部梁37由若干组横向设置在两侧后架侧箱体35上端之间的后架顶梁横梁38构成，且各组后架顶梁横梁38上，还设置有若干组沿巷道延伸方向、纵向布置的后架顶梁顺梁39；以通过若干组纵横交错布置的后架顶梁横梁38和后架顶梁顺梁39，对掘进巷道顶板进行支撑；并有效避免后架顶部梁37支撑顶板过程中，对已打设好的顶锚杆的破坏。

后架顶部梁37的后架顶梁横梁38由长条状的后架横梁主体43构成，后架横梁主体43的左右两端，分别通过后架横梁连接耳板44与相应的后架侧箱体35上端的若干个后架横梁连接部41相连接；进而利用后架顶梁横梁38的后架横梁主体43，来起到后架顶部梁37整体结构的支撑和平衡作用。后架顶梁顺梁39由长条状的后架顺梁主体46构成，后架顺梁主体46的下侧通过若干组后架顺梁连接耳板47，与相对应的后架顶梁横梁38上侧相应设置的后架顺梁连接部45相连接。并且，相邻两组后架顶梁顺梁39之间，也设置有顶锚避让间隔32。从而，在对巷道顶板进行及时支护的同时，利用后架顶部梁37上、相邻两组后架顶梁顺梁39之间的顶锚避让间隔32，来进一步避免对已打设好的顶锚杆的破坏。

后架侧箱体35的下部与后架底座34的上部之间设置的升降机构10，包括后架升降液压缸36和导向机构14，后架升降液压缸36的伸缩端通过升降缸上铰接部21与后架侧箱体35相铰接，后架升降液压缸36的固定端，通过升降缸下铰接部25与后架底座34相铰接。导向机构14则包括设置在后架顶部梁37两端部下侧、后架侧箱体35上的导向插接套22，相对应一侧的后架底座34的上侧、与导向插接套22相应的位置，还设置有导向插接柱26。以通过后架升降液压缸36，来驱使支护后架2的后架侧箱体35以及其上部布置的后架顶梁横梁38和后架顶梁顺梁39，相对于后架底座34（支护后架2的侧部支撑底座8）上、下升降，同时利用导向插接套22和导向插接柱26的配合连接，为支护后架2的上部升降顶梁9的升降进行导向，确保支护后架2升降的平稳性。

支护前架1的前架前顶梁15和前架后顶梁16，以及两侧的前架侧箱体12、前架底座11和升降机构10，围合构成装置前部的掘进作业空间7；支护后架2的后架顶部梁37，以及两侧的后架侧箱体35、后架底座34和升降机构10，则围合构成装置后部的掘进作业空间7。同时，能够理解的是，根据具体的使用需要，支护前架1的前架前顶梁15和前架后顶梁16、以及支护后架2的后架顶部梁37与巷道顶板的接触面，可根据巷道顶板形状设置成平面、弧形或梯形等形状，以适应不同形状的掘进巷道顶板条件。支护后架2与支护前架1之间设置的推移机构3，包括分别设置在两侧的前架侧箱体12和后架侧箱体35之间、以及两侧的前架底座11和后架底座34之间的推移液压缸，各推移液压缸的两端，分别通过推移铰接耳板17与相应的侧箱体和底座相连。

使用时，将该掘进临时支护装置在巷道掘进工作面内安装布置好，并将掘进作业装置48（综掘机或其他掘进设备）、顶锚杆作业装置49和帮锚杆作业装置50，布置在支护前架1和支护后架2的掘进作业空间7内。然后，分别伸出支护前架1的前架升降液压缸13和支护后架2的后架升降液压缸36，进而使支护前架1的前架前顶梁15和前架后顶梁16，以及支护后架2的后架顶部梁37（由若干组纵横交错布置的后架顶梁横梁38和后架顶梁顺梁39构成），均与掘进巷道的顶板相接触，以形成对巷道顶板的支护。支护前架1和支护后架2之间连接的推移机构3的各根推移液压缸，均处于收回状态。

掘进作业装置48开始掘进，当掘进作业截割完巷道岩体顶部的区域后，支护前架1的前架前顶梁15的前端，会支护巷道前端新暴露出的顶板；且如果支护前架1的前架前顶梁15前端设置有前部掩护机构，则伸出或展开前部掩护机构，从而增加对巷道前端新暴露顶板的支护面积。当掘进作业装置48需要向前连续截割时，收回支护前架1的各根前架升降液压缸13，让前架前顶梁15和前架后顶梁16与巷道顶板暂时分离；之后，伸出推移机构3的各根推移液压缸，推动降架的支护前架1向前移动。支护前架1移动到位以后，伸出支护前架1的前架升降液压缸13，使支护前架1的前架前顶梁15和前架后顶梁16与新割出的巷道顶板相接触、形成有效支撑。随后，再收回支护后架2的后架升降液压缸36，让后架顶部梁37的后架顶梁顺梁39与巷道顶板暂时分离；随后，收回推移机构3的各根推移液压缸，拉拽降架的支护后架2向前移动。当支护后架2前移到位之后，伸出支护后架2的后架升降液压缸36，使支护后架2的后架顶部梁37的后架顶梁顺梁39与巷道顶板再次接触、形成支撑，并准备进行下一步距的巷道截割。

在掘进作业装置48进行连续掘进的过程中，运用布置在支护前架1内的顶锚杆作业装置49，在支护前架1顶部、前架前顶梁15后方预留的顶锚作业空间5内、于托网掩护机构6的掩护下，对新暴露出的巷道空间的顶板进行打设顶锚杆的永久支护作业。同时，利用布置在掘进作业空间7内的帮锚杆作业装置50，在支护前架1和支护后架2之间预留的帮锚作业空间4内，对新暴露出的巷道空间的两帮进行打设帮锚杆的永久支护作业。

重复以上掘进作业，支护前架1向前移动、拉拽支护后架2，在支护前架1顶部、以及支护前架1和支护后架2之间进行永久支护，并将截割下的煤和岩石运输出掘进工作面等步骤，使得掘进作业在不需要完全停机、后退的情况下，由推移机构3推拉支护前架1和支护后架2循环前移，进而配合掘进作业连续地向前掘进，既减少了不同工序之间交替所浪费的时间，又为工人的支护作业提供了安全保障，显著提升掘进效率。该掘进临时支护装置能够保证操作人员在支护前架1和支护后架2的掩护下，进行打锚杆或架棚等永久支护作业，实现了“掘进作业”不受“永久支护作业”制约的目的，巷道掘进的速度能够提高30%以上，有效缓解了矿井采掘接续紧张的情况。并且，该掘进临时支护装置还能够有效限制和防止围岩变形破坏、维持巷道顶板的完整性，确保了永久支护的效果，有利于矿井顶板的安全管理。