[发明专利]掘进工作面前配套支架

说明书

本发明涉及隧道、巷道工作面支护特别是煤矿掘进工作面的临时支护。

目前国内煤矿沿煤层掘进工作面的掘进工艺为采用掘进机或打眼放炮掘进，工字钢棚子支护或锚杆支护，掘进时掘出的作业空间不能及时支护，不安全，特别是因作业空间的限制，支护与掘进不能平等作业，支护时间占去作业时间的50％以上，大大影响了掘进效率。炮掘时，放炮易崩坏巷道中间的棚子，打炮眼效率低，且烟雾和煤尘充满巷道时间长，影响掘进作业，因此掘进前配套临时支护，一直是掘进工作面的一个重大研究课题。

太原煤科分院曾设计过两种掘进前配套临时支架，一种是栅栏结构的提腿迈步式另一种是钢板刚性结构的推移式。

栅栏结构的提腿迈步式支架主要由八根顶梁间隔分为并列两组，两侧各有四个千斤顶立柱，移架时其中一组提起千斤顶立柱，在推移千斤顶的作用下向前移动一个步距后放下千斤顶立柱承受载，然后移动另一组与其靠齐，该支架有以下缺点：①支架长度为12m每次移动0.8m，两组支架使顶板反复支承达30次之多且不能带压移架，造成顶板严重破坏。②由于栅栏结构非全封闭形顶梁，容易造成顶板漏矸空顶和支架难以复位。③两侧立柱所占空间较大，移架时提起影响掘进机正常工作。④立柱承载面积小，支承时不适于松软底板巷道。⑤支架刚性直线长度太大、不适应巷道有小的弯曲。鉴于上述种种原因，不能投入实际应用。

钢板刚性结构的推移支架主要由钢板制成的顶梁和两侧板焊接而成。因为刚性结构不能适应巷道变形的条件，造成压死支架难于移动，且因没有支撑千斤顶，不能给巷道顶板以初撑力积极支护顶板，来压后移架时，又不能让压，造成支架压死不能移动，因此方案提出后就被现场否定。

中国专利说明书ZL 92233374.2公开了一种名称为“掘进工作面临时支架”的发明，该支架包括钢制棚梁、与该梁铰接的液压缸棚腿、作为柔性轨道的索具、架间推移千斤顶。该装置向前移动时，由操纵阀控制棚腿收起，由前向后逐渐进行，虽然实现了掘进与支护平行作业，但仍存在着上述非全封闭栅栏结构的缺点，同时不能带压移架。

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点而提供一种及时支护的掘进前配套支架。该支架除可实现支护与掘进平行作业外，支护效果好，并可带压移架，适于各种巷道的掘进作业。

本发明提供一种由四面结构的掘进工作面掩护式前配套临时支架，整套支架由2-4个单元支架和连接单元支架的液压千斤顶组成。每个单元支架的架顶和与之铰接的两侧垂直支撑结构为板壁式，两侧壁下端各装一液压支撑升降装置，在架顶板和一侧壁之间铰接一与顶板成一角度的斜壁和限位板，在支架的液压支撑升降油路中装有由操纵阀、溢流阀、单向阀和并联在油路中的双作用油缸组成的带压移架装置。

上述的煤矿掘进工作面的前配套支架，液压支撑升降装置包括液压千斤顶、与千斤顶活塞杆端铰接的上套箱、与千斤顶缸体端铰接的下套箱。

本支架中前单元支架的架顶往前探出并逐渐变薄，以便不影响掘进机割煤；各单元架的架顶之间为锯齿状交叉套迭结构，以解决移架时出现空顶状况。

在支架内可设有限位框，与掘进机炮头上设的限位杆配合使用，保证掘出的巷道四边平直和尺寸到位。后单元架的架顶上设有一排锚杆支护时用的打眼孔、悬挂钻具和捕尘袋的装置。

在应用于炮掘工作面时，还可在后架设计一套封闭门，以减少煤尘、碎煤和烟雾向外扩散。在架内两侧或顶部可设有导轨，并配以煤电钻群，钻眼时推至掘进头，放炮时撤到安全距离以外，使炮掘工艺实现机械化。

经采用上述方案后，由于该支架由若干单元支架组成，每个单元支架架顶和侧面都为板壁式，扩大了支架的架内空间；板壁之间为铰接，特别是采用了一斜壁，能适应巷道的变形或掘进断面尺寸的变化，支护效果好。

该支架装有具有带压移架功能的液压支承升降装置，单元架间装有液压推移千斤顶，可采用液压机械操作，所以掘进时掘出的空间可及时支护，实现支护与掘进平行作业，提高掘进工作效率两倍以上；由于可带压移架，顶板不易破坏，支护效果好。在用于炮掘时，因采用煤电钻群同时进行多个炮眼的打眼作业，可实现炮掘工艺机械化，提高效率数倍，同时采用封闭门，可减少烟雾、煤尘句巷道扩散。

下面结合附图对本发明的实施例进一步详细说明。

图1是本发明掘进工作面前配套支架的结构示意图。

在图1中，本发明由两个单元支架14、15组成，每个单元支架包括架顶4、与架顶一侧铰接的斜壁1、与架顶另一侧和斜壁另一侧铰接的侧壁6和11、与斜壁上铰接处固接的限位板2和10。各单元架架顶之间加工成交叉的锯齿状(图中3)。两个推拉液压千斤顶7的缸体端和活塞杆端分别铰接在两单元支架内侧，每个单元支架侧壁下部装有液压支撑升降装置。液压支撑升降装置中上套箱12焊接在侧壁下部内侧，开口向下；下套箱13与底座9焊接，开口向上；千斤顶8中的缸体端与下套箱内底部铰接、活塞杆端与上套箱内顶面铰接。单元架的架顶、侧壁、斜壁和上下套箱均为钢板制作，架顶上设有锚杆支护打眼孔5。在该套支架的液压油路中采用一个带压移架装置实现带压移架，该装置由操纵阀16、溢流阀17、单向阀18和并联在油路中的双作用油缸19组成。