[发明专利]门架式掘锚护一体机及其掘锚施工方法

说明书

一种门架式掘锚护一体机及其掘锚施工方法，包括掘进机、位于掘进机上方的门架机构、套装于门架机构顶梁内的设有上帮导柱的伸缩前梁，在伸缩前梁、上帮导柱、门架机构顶梁及掘进机后部分别设有第一、第二、第三、第四锚杆机，在铲装部两侧设有扩展铲板装置，在机架后部或后支撑部上设有侧向支撑装置。相应的掘锚施工方法为：当掘进机在前部以定位截割方式进行掘进作业的同时在掘进机后部进行顶锚索、下帮锚杆的打设，在掘进截割作业完成后及时对巷道前端刚暴露的顶板进行临时支护并完成顶锚杆、上帮锚杆的打设。本发明具有设备整体布局与结构合理、锚护作业效率高、锚护作业环节用人少、能实现巷道前部锚杆的及时锚护、能适应各种断面形状巷道的优点。

技术领域

本发明涉及一种煤矿巷道掘进与锚护设备技术领域，特别是涉及一种门架式掘锚护一体化装备及巷道掘锚施工方法。

背景技术

目前煤矿巷道掘进施工采用最为普遍的装备是悬臂式掘进机，并以悬臂式掘进机为基础演化出了满足锚杆锚索支护要求的各类掘锚机、掘锚护一体机。而与其配套的锚杆锚索支护施工方法主要有两种类型，第一种为“及时掘锚工法”：掘进机先进行掘进截割作业，完成一个掘进循环后停止掘进，及时对新暴露出的巷道顶板在临时支护装置防护下进行各类锚杆锚索的支护作业，掘进与锚护作业交替进行。这种工法的优点是锚护及时，锚护效果好，作业现场安全性高，能适应包括破碎顶板等各种复杂巷道地质条件。缺点是掘进与锚护作业需交替进行，且由于受设备前方空间的限制可布置的锚杆机数量较少，每台锚杆机需完成多根不同类型锚杆的施工，完成整个断面的锚护施工时间长，锚护作业效率低。第二种为“滞后掘锚工法”：掘进机在巷道前部连续掘进，在掘进机上方布置与掘进机同步前移的临时支护装置，在临时支护装置后部集中布置不同类型的锚杆机，掘进与锚护作业可同时进行。这种工法的优点是掘进与锚护作业并行，锚杆机布置数量多，锚护施工时间短，锚护作业效率高。缺点是巷道顶板不能及时锚护，滞后锚护效果不好，作业现场安全性较差，锚护作业环节用人多，只能适应巷道顶板完整的地质条件。现有技术中采用“及时掘锚工法”及设备的方案有：公告号为CN201443396U的掘锚护一体机、公布号为CN109681225A的岩巷龙门式掘锚护一体机、公告号为CN106194201B的掘锚护一体机、公布号为CN107725062A的掘锚护一体机。现有技术中采用“滞后掘锚工法”及设备的方案有：公告号为CN102704929B的一种掘锚钻一体化的掘锚机、公告号为CN102606153B的全密封煤巷掘锚同步机、公布号为CN107965319A的臂式智能截割掘锚平行一体机。

现阶段分别采用以上两种掘锚工法所形成的技术方案层出不穷，但均未得到有效应用与推广。究其内在原因主要在于所采用的掘锚工法局限性较大，与其相应的掘锚设备整体布局与结构不合理。因此研发高效实用的掘锚护一体施工装备及其工法仍然是业界最热门的课题之一。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种门架式掘锚护一体机及相应的掘锚施工方法，以解决现有技术中掘锚工法局限性大、掘锚设备整体布局与结构不合理、锚护作业时间长效率低、锚护作业环节用人多、滞后锚护效果不好、对巷道断面形状的变化适应性差等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种门架式掘锚护一体机，包括掘进机，掘进机包括机架、铰接于机架前上方的设有横向截割滚筒或纵向截割滚筒的截割部、铰接于机架前下方的铲装部、位于机架中部的运输机、位于机架左右侧下方的两个行走部和铰接于机架左右侧后部的两个后支撑部，所述门架式掘锚护一体机还包括位于机架上方可上下升降的门架机构和伸缩前梁，门架机构包括顶梁、左右两组垂直导向机构和左右两组立柱，垂直导向机构和立柱的底部与机架左右侧连接，垂直导向机构和立柱的顶部铰接在顶梁左右侧下方，伸缩前梁包括前横梁和固定在前横梁后侧的左右两个伸缩纵梁，伸缩纵梁从前方套装于顶梁内并能前后伸缩，在前横梁上设有数台第一锚杆机。第一锚杆机主要用于打设巷道顶板的顶锚杆。门架机构的作用在于，当掘进机处于截割作业时从垂直方向压紧掘进机，形成锚索和下帮锚杆施工的作业平台，当掘进机处于锚护作业时从垂直方向支撑已伸出的伸缩前梁，形成临时支护功能和顶锚杆、上帮锚杆施工的作业平台。