專利名稱：急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦地下采煤工作面綜合機(jī)械化采煤支護(hù)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，屬于一種急傾斜煤層開采工作面的支護(hù)設(shè)備。
背景技術(shù)：
急傾斜煤層賦存條件復(fù)雜，礦井?dāng)?shù)量多，開采難度大，容易發(fā)生重大安全事故。2006年12月，國家煤炭監(jiān)察局針對(duì)難采煤層開采中所發(fā)生重大事故的教訓(xùn)，積極推進(jìn)采煤工藝改革，淘汰落后采煤設(shè)備，進(jìn)一步提高急傾斜煤層安全開采技術(shù)和裝備水平。對(duì)于違反《煤礦安全規(guī)程》，達(dá)不到安全要求的各種非正規(guī)采煤方法和設(shè)備停止使用，逐步淘汰木支柱和金屬支柱支護(hù)。我國急傾斜煤層分布廣泛，特別是在西南、華東地區(qū)煤炭儲(chǔ)量更是占有絕對(duì)的比例，急傾斜煤層的開采對(duì)于解決礦區(qū)開采接續(xù)矛盾或開采解放層、提高資源采出率、緩解地區(qū)煤炭供求矛盾意義重大。國內(nèi)大部分礦區(qū)，例如攀枝花礦區(qū)、廣旺礦區(qū)、重慶市·南桐礦區(qū)、天府礦區(qū)，甘肅華亭礦區(qū)、靖遠(yuǎn)礦區(qū)、貴州的大部礦區(qū)等，都有大量45°以上急傾斜煤層。這些礦區(qū)對(duì)45°以上的大傾角的煤層都沒有采用綜采，產(chǎn)量低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性差。因此，研究適應(yīng)大于45°傾角的薄煤層單一走向長壁綜采技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之急。急傾斜煤層開采作業(yè)空間傾斜角度大，設(shè)備倒滑危險(xiǎn)性大，煤礦矸石飛濺等潛在威脅大，有其特殊的困難；且煤層構(gòu)造復(fù)雜，褶曲、斷層兼而有之，作業(yè)環(huán)境惡劣、生產(chǎn)安全隱患多，綜采難度大，對(duì)機(jī)械設(shè)備適應(yīng)性要求特別高，難以應(yīng)用現(xiàn)有的綜采設(shè)備支護(hù)。目前普遍采用木樁，單體等落后方式進(jìn)行支護(hù)，人員安全難以保證，采煤方法落后，采用常規(guī)設(shè)備方法開采急傾斜煤層十分困難。研發(fā)能夠應(yīng)用于急傾斜煤層的綜采設(shè)備，實(shí)現(xiàn)其綜合機(jī)械化采煤對(duì)保障井下工人安全、提高煤炭產(chǎn)量具有重大現(xiàn)實(shí)意義。實(shí)踐證明，急傾斜煤層開采的關(guān)鍵在于設(shè)備的適應(yīng)性；由于急傾斜煤層開采工作面對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備的適應(yīng)性要求高、難度大，現(xiàn)有設(shè)備無法滿足要求。急傾斜煤層菱形液壓支架的開發(fā)能夠改變急傾斜煤層的開采現(xiàn)狀，有效合理的利用煤炭資源，符合建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的要求，該發(fā)明的研制填補(bǔ)了我國急傾斜煤層綜采支護(hù)領(lǐng)域空白。
發(fā)明內(nèi)容為適應(yīng)急傾斜煤層俯偽斜布置方式的采煤工藝特點(diǎn)，通過采場(chǎng)圍巖運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及其控制規(guī)律下綜采液壓支架受力狀況的研究，發(fā)明一種急傾斜煤層開采工作面菱形液壓支架。所述菱形支架緊密結(jié)合采煤方法和設(shè)備配套特點(diǎn)，將傳統(tǒng)的四連桿穩(wěn)定機(jī)構(gòu)拆分為兩部分，同時(shí)將頂梁和底座設(shè)計(jì)為菱形結(jié)構(gòu)，形成穩(wěn)定的梁端距和行人空間。本發(fā)明的特征在于將液壓支架的四連桿結(jié)構(gòu)拆分為前后兩部分，兩個(gè)立柱前后錯(cuò)動(dòng)布置；同時(shí)將頂梁和底座設(shè)計(jì)為菱形形狀。支架的頂梁與掩護(hù)梁的鉸接孔拆分為前后兩部分，掩護(hù)梁為分體式結(jié)構(gòu)，底座與前后連桿的鉸接孔拆分為前后部分。這樣，菱形液壓支架的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)由前后錯(cuò)開的四連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成，使得頂梁呈菱形形狀，有利于減小液壓支架頂梁支護(hù)面積，提高支護(hù)強(qiáng)度。菱形底座增大了底板接觸面積，結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)，穩(wěn)定性好。由于急傾斜煤層中支架始終受到來自于工作面后部上方矸石的作用，前后錯(cuò)開的四連桿機(jī)構(gòu)能夠有效的阻止俯偽斜條件下后部上方矸石對(duì)支架的沖擊，使得支架在支撐和移架兩個(gè)狀態(tài)，作用于其后部防護(hù)板的作用力都能夠有效的被立柱承擔(dān)，防止支架立柱因承受斜拉力的作用而發(fā)生破壞。整架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)靈活方便，自動(dòng)化程度高，操縱方便省力，工作效率高。急傾斜煤層開采過程中，煤層傾角達(dá)55 69°，工作面上部煤壁向下的傾斜分力較大，易造成漏頂或煤壁片幫，滾落的矸石煤塊嚴(yán)重威脅工作面下方向人員安全。菱形液壓支架為適應(yīng)急傾斜煤層俯偽斜開采工藝，在綜采工作面設(shè)備配套時(shí)充分考慮了設(shè)備間的尺寸配合關(guān)系，做好切眼和工作面之間的矸石防護(hù)，為工作面提供了安全可靠的工作空間。在急傾斜煤層俯偽斜開采的工藝中，菱形支架需要完成從下至上順序移架，要求輸送機(jī)水平推進(jìn)，不得下滑，還要克服推溜產(chǎn)生的刮板輸送機(jī)竄動(dòng)。同時(shí)，急傾斜煤層俯偽斜開采工作面用菱形液壓支架適應(yīng)急傾斜工作面傾角不同、工作面起伏變化的地質(zhì)特點(diǎn)，可保持恒定的控頂距。支架結(jié)構(gòu)簡單緊湊，重量輕，利于移架和搬運(yùn)作業(yè)。支架具有 支護(hù)側(cè)面圍巖和支護(hù)工作面頂板的雙重功能，屬于掩護(hù)、支護(hù)型液壓支架。

圖I是急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架結(jié)構(gòu)示意圖圖2是急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架的底座俯視圖圖3是急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架的頂梁俯視圖圖4是急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架的綜采配套俯視圖圖5是急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架的頂梁與立柱裝配示意圖其中I :頂梁，2 :立柱，3 :平衡調(diào)節(jié)油缸，4 :掩護(hù)梁，5 :底座，6 :前連桿，7 :后連桿，8 :輸送機(jī)調(diào)節(jié)油缸，9 :側(cè)護(hù)板。
具體實(shí)施方式
參見圖I、圖2、圖3、圖5所示急傾斜煤層俯偽斜開采工作面急傾斜煤層菱形液壓支架，主要包括立柱2及其兩端分別鉸接的頂梁I和底座5，立柱2使支架的最大高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2根立柱2成前后兩排錯(cuò)開布置；圖2和圖3為菱形液壓支架的底座和頂梁俯視圖，頂梁和底座均設(shè)計(jì)為菱形結(jié)構(gòu)，與之鉸接的左右四連桿穩(wěn)定機(jī)構(gòu)隨之錯(cuò)動(dòng)為前后部分。頂梁和底座借助于四連桿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的前后錯(cuò)動(dòng)布置實(shí)現(xiàn)支護(hù)強(qiáng)度的最大化，同時(shí)有效阻止上部矸石在移架過程中的竄入。掩護(hù)梁4側(cè)部設(shè)有側(cè)護(hù)板9，供架間密封和防倒之用；輸送機(jī)調(diào)節(jié)油缸8實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)防滑位置調(diào)整；圖4為急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架的綜采配套俯視圖。急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架除具有普通四連桿掩護(hù)液壓支架特點(diǎn)和性能外，還通過鉸接于頂梁和掩護(hù)梁的平衡調(diào)節(jié)油缸3實(shí)現(xiàn)支架狀態(tài)調(diào)整，增強(qiáng)了穩(wěn)定機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度，菱形頂梁可保證穩(wěn)定的梁端距，防止片幫冒頂；菱形底座保持了液壓支架前部行人通道的暢通，增大了工作面通風(fēng)斷面、降低了風(fēng)阻、為工作面瓦斯稀釋，提高生產(chǎn)效率提供了基本保證，有利于實(shí)現(xiàn)工作面安全高效生產(chǎn)。
權(quán)利要求1.急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架，其特征在于液壓支架由頂梁、底座、掩護(hù)梁、四連桿穩(wěn)定機(jī)構(gòu)和立柱組成，四連桿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)拆分為前后兩部分，兩個(gè)立柱前后錯(cuò)動(dòng)布置；支架頂梁和底座均設(shè)計(jì)為菱形結(jié)構(gòu)，頂梁后端與掩護(hù)梁鉸接，掩護(hù)梁與連桿、底座鉸接，掩護(hù)梁拆分為與頂梁和四連桿適應(yīng)的左右兩部分分體結(jié)構(gòu)；急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架整體中心距可以隨輸送機(jī)溜槽進(jìn)行調(diào)整。
2.如權(quán)利要求I所述的急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架，其特征在于支架的菱形頂梁和底座可配合采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)傾斜布置，從而形成穩(wěn)定的梁端距和一致的行人空間。
3.如權(quán)利要求I所述的急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架，其特征在于鉸接于頂梁和掩護(hù)梁間的平衡調(diào)節(jié)油缸布置于菱形支架的中部或者兩側(cè)。
4.如權(quán)利要求I所述的急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架，其特征在于所述的急傾斜煤層菱形綜采液壓支架頂梁和掩護(hù)梁設(shè)置單側(cè)或雙側(cè)側(cè)護(hù)板。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架。其特征在于液壓支架由頂梁、底座、掩護(hù)梁、四連桿穩(wěn)定機(jī)構(gòu)和立柱組成，四連桿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)拆分為前后兩部分，兩個(gè)立柱前后錯(cuò)動(dòng)布置；支架頂梁和底座均設(shè)計(jì)為菱形結(jié)構(gòu)，頂梁后端與掩護(hù)梁鉸接，掩護(hù)梁與連桿、底座鉸接，掩護(hù)梁拆分為與頂梁和四連桿適應(yīng)的左右兩部分分體結(jié)構(gòu)；急傾斜煤層俯偽斜開采工作面菱形液壓支架整體中心距可以隨輸送機(jī)溜槽進(jìn)行調(diào)整。支架結(jié)構(gòu)簡單緊湊，重量輕，利于移架和搬運(yùn)作業(yè)。支架具有支護(hù)側(cè)面圍巖和支護(hù)工作面頂板的雙重功能，屬于掩護(hù)、支護(hù)型液壓支架。
文檔編號(hào)E21D23/03GK202690100SQ20112036738
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者王國法, 寧桂峰, 曾明勝, 劉新華, 宋智鷹, 王彪謀, 李提建, 趙志禮, 杜忠孝 申請(qǐng)人:天地科技股份有限公司