[实用新型]急倾斜煤层俯伪斜开采工作面菱形液压支架

说明书

技术领域

 本发明涉及煤矿地下采煤工作面综合机械化采煤支护设备技术领域，属于一种急倾斜煤层开采工作面的支护设备。 

背景技术

急倾斜煤层赋存条件复杂，矿井数量多，开采难度大，容易发生重大安全事故。2006年12月，国家煤炭监察局针对难采煤层开采中所发生重大事故的教训，积极推进采煤工艺改革，淘汰落后采煤设备，进一步提高急倾斜煤层安全开采技术和装备水平。对于违反《煤矿安全规程》，达不到安全要求的各种非正规采煤方法和设备停止使用，逐步淘汰木支柱和金属支柱支护。我国急倾斜煤层分布广泛，特别是在西南、华东地区煤炭储量更是占有绝对的比例,急倾斜煤层的开采对于解决矿区开采接续矛盾或开采解放层、提高资源采出率、缓解地区煤炭供求矛盾意义重大。国内大部分矿区，例如攀枝花矿区、广旺矿区、重庆市南桐矿区、天府矿区，甘肃华亭矿区、靖远矿区、贵州的大部矿区等，都有大量45°以上急倾斜煤层。这些矿区对45°以上的大倾角的煤层都没有采用综采，产量低，工人劳动强度大，安全性差。 

因此，研究适应大于45°倾角的薄煤层单一走向长壁综采技术成为当务之急。急倾斜煤层开采作业空间倾斜角度大,设备倒滑危险性大，煤矿矸石飞溅等潜在威胁大，有其特殊的困难；且煤层构造复杂，褶曲、断层兼而有之，作业环境恶劣、生产安全隐患多，综采难度大，对机械设备适应性要求特别高,难以应用现有的综采设备支护。目前普遍采用木桩,单体等落后方式进行支护,人员安全难以保证,采煤方法落后，采用常规设备方法开采急倾斜煤层十分困难。研发能够应用于急倾斜煤层的综采设备，实现其综合机械化采煤对保障井下工人安全、提高煤炭产量具有重大现实意义。

实践证明，急倾斜煤层开采的关键在于设备的适应性；由于急倾斜煤层开采工作面对煤矿机械设备的适应性要求高、难度大，现有设备无法满足要求。急倾斜煤层菱形液压支架的开发能够改变急倾斜煤层的开采现状，有效合理的利用煤炭资源，符合建设节约型社会的要求，该发明的研制填补了我国急倾斜煤层综采支护领域空白。

发明内容

为适应急倾斜煤层俯伪斜布置方式的采煤工艺特点，通过采场围岩运动特点及其控制规律下综采液压支架受力状况的研究，发明一种急倾斜煤层开采工作面菱形液压支架。所述菱形支架紧密结合采煤方法和设备配套特点，将传统的四连杆稳定机构拆分为两部分，同时将顶梁和底座设计为菱形结构，形成稳定的梁端距和行人空间。本发明的特征在于:将液压支架的四连杆结构拆分为前后两部分，两个立柱前后错动布置；同时将顶梁和底座设计为菱形形状。支架的顶梁与掩护梁的铰接孔拆分为前后两部分，掩护梁为分体式结构，底座与前后连杆的铰接孔拆分为前后部分。这样，菱形液压支架的稳定结构由前后错开的四连杆机构构成，使得顶梁呈菱形形状，有利于减小液压支架顶梁支护面积，提高支护强度。菱形底座增大了底板接触面积，结构适应性强，稳定性好。由于急倾斜煤层中支架始终受到来自于工作面后部上方矸石的作用，前后错开的四连杆机构能够有效的阻止俯伪斜条件下后部上方矸石对支架的冲击，使得支架在支撑和移架两个状态，作用于其后部防护板的作用力都能够有效的被立柱承担，防止支架立柱因承受斜拉力的作用而发生破坏。整架系统运动灵活方便，自动化程度高，操纵方便省力，工作效率高。 

急倾斜煤层开采过程中，煤层倾角达55～69°，工作面上部煤壁向下的倾斜分力较大，易造成漏顶或煤壁片帮，滚落的矸石煤块严重威胁工作面下方向人员安全。 

菱形液压支架为适应急倾斜煤层俯伪斜开采工艺，在综采工作面设备配套时充分考虑了设备间的尺寸配合关系，做好切眼和工作面之间的矸石防护，为工作面提供了安全可靠的工作空间。在急倾斜煤层俯伪斜开采的工艺中，菱形支架需要完成从下至上顺序移架，要求输送机水平推进，不得下滑，还要克服推溜产生的刮板输送机窜动。同时，急倾斜煤层俯伪斜开采工作面用菱形液压支架适应急倾斜工作面倾角不同、工作面起伏变化的地质特点，可保持恒定的控顶距。支架结构简单紧凑，重量轻，利于移架和搬运作业。支架具有支护侧面围岩和支护工作面顶板的双重功能，属于掩护、支护型液压支架。 

附图说明

图1是急倾斜煤层俯伪斜开采工作面菱形液压支架结构示意图 

图2是急倾斜煤层俯伪斜开采工作面菱形液压支架的底座俯视图 

图3是急倾斜煤层俯伪斜开采工作面菱形液压支架的顶梁俯视图 

图4是急倾斜煤层俯伪斜开采工作面菱形液压支架的综采配套俯视图 

图5是急倾斜煤层俯伪斜开采工作面菱形液压支架的顶梁与立柱装配示意图