專利名稱：急傾斜煤層液壓支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型適用于煤礦井下急傾斜煤層走向長壁機(jī)械化開采支護(hù)頂板。
近年來，國內(nèi)外對(duì)研制急傾斜煤層的開采設(shè)備十分重視。國外推廣使用較多的有西班牙馬吉納——威斯特伐利亞(MACKINA－WESTFALIA)公司生產(chǎn)的PAZER液壓支架，蘇聯(lián)的AHЩ急傾斜煤層液壓支架，但整套結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，價(jià)昂。國內(nèi)尚未研制出適用于急傾斜煤層的液壓支架。目前，我國急傾斜煤層采面主要支護(hù)有柔性掩護(hù)支架、單體液壓支柱和木支柱等。在急傾斜煤層內(nèi)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化難度大。如果采用單體液壓支柱配采煤機(jī)高檔普采配套設(shè)備，工人在支護(hù)頂板時(shí)，仍有較繁重的體力勞動(dòng)，頂板難以管理，嚴(yán)重影響采煤設(shè)備的效率和工人的安全。
本實(shí)用新型的目的是為了實(shí)現(xiàn)急傾斜煤層采煤工藝中的落、裝、運(yùn)煤，支護(hù)及頂板管理的全部機(jī)械化，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人安全條件，提高生產(chǎn)效率。為此，發(fā)明了適用于急傾斜煤層走向長壁偽斜采煤工藝方法的支頂護(hù)板用的急傾斜液壓支架。給采煤工作面支護(hù)提供了安全的形式，并為管理頂板提供了好的方法。該液壓支架可與外牽引爬地板采煤機(jī)組配套使用，也適用于其他形式的落煤方法。
本實(shí)用新型的主要技術(shù)參數(shù)支架最大高度 1550mm支架最低高度 750mm支架初撐力 400kN
支架工作阻力 500kN支架間距 740／800／856mm適用開采偽斜傾角 45°／50°／55°適用煤層傾角 ≥45°適用煤層變化厚度 0.8～1.5m立柱 行程 786mm初撐力(16MPa) 200kN工作阻力(20.3MPa) 250kN推移千斤頂行程 900mm推力 (16MPa) 81.4kN拉力 (16MPa) 55.7kN調(diào)架千斤頂行程 175mm推力 (16MPa) 150kN調(diào)頂千斤頂推力 (16MPa) 55kN行程 175mm擋矸板千斤頂初撐力一級(jí)(16MPa) 175mm二級(jí)(16MPa) 50.5kN工作阻力一級(jí)(17.5MPa) 88kN二級(jí)(17.5MPa) 54.6kN
行程一級(jí)／二級(jí) 400／380mm本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)


圖1為急傾斜煤層液壓支架工作面布置圖，它們的位置是矸石1、急傾斜煤層液壓支架2、煤體3、采煤機(jī)4、采煤機(jī)牽引鉸車5。圖2和圖3(俯視圖)為急傾斜煤層液壓支架結(jié)構(gòu)示意圖，由擋矸板6、滑軸7、后頂梁8、側(cè)臂9、連桿10、頂梁11、液壓總成12、立柱13、前梁千斤頂14、前梁15、擋矸梁16、轉(zhuǎn)架17、調(diào)架千斤頂18、調(diào)頂千斤頂19、推移千斤頂20、底座21、鉸接橫梁22等構(gòu)成。圖4為急傾斜煤層液壓支架的擋矸板6結(jié)構(gòu)示意圖，由上支撐板23、下支撐板24、導(dǎo)向桿25、擋矸板千斤頂26、擋矸板Ⅰ27、擋矸板Ⅱ28、擋矸板Ⅲ29等構(gòu)成。圖5為急傾斜煤層液壓支架連接和防滑示意圖，圖中序號(hào)表示為基準(zhǔn)架防滑部分30、滑座31、千斤頂32、錨鏈33、擋矸板34(圖2中6)、調(diào)架千斤頂35(圖3中18)、調(diào)頂千斤頂36(圖3中19)、推移千斤頂37(圖3中20)、立柱38(圖2中13)、鉸接橫梁39(圖3中22)。圖6為急傾斜煤層液壓支架移架順序循環(huán)圖。
該支架由頂梁11、立柱13(兩根)和底座21連接成呈倒梯形結(jié)構(gòu)，起支撐作用。頂梁11和底座21為箱形焊接結(jié)構(gòu)，立柱13為雙伸縮雙作用型式，其優(yōu)點(diǎn)行程長、變化幅度大、伸縮自如。立柱13內(nèi)設(shè)有底伐，在支撐狀態(tài)下把兩缸腔內(nèi)的工作介質(zhì)隔開，以保證立柱13在任何位置都有相同的初撐力和工作阻力。由側(cè)臂9、連桿10(2個(gè))和底座21組成四連桿機(jī)構(gòu)，側(cè)臂9的另一端與頂梁11和立柱13相連。當(dāng)支架升高或降低時(shí)，側(cè)臂9與頂梁11相連點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，近似于一條直線(即雙扭線)。因而，側(cè)臂9可以保證支架的支撐系統(tǒng)穩(wěn)定可靠并可承受較大的水平載荷。在頂梁11前端分別連接有前梁千斤頂14和前梁15，前梁15在前梁千斤頂作用下，可伸出或180°收回與頂梁11平行。前梁15伸出時(shí)(圖2所示狀態(tài))，可對(duì)煤層頂板進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。
擋矸板6與頂梁11呈一定夾角，主要起掩護(hù)作用。擋矸板6上部與滑軸7一端銷連接，滑軸7的另一端與后頂梁8滑動(dòng)連接，后頂梁8由銷軸固定在頂梁11上。擋矸板6下部與擋矸梁16的一側(cè)銷連接，擋矸梁的另一側(cè)與轉(zhuǎn)架17固定連接，轉(zhuǎn)架17可在底座21上自由擺動(dòng)。這樣的連接方式可使擋矸板6與相對(duì)應(yīng)的頂梁11、底座21上下浮動(dòng)，以適應(yīng)煤層頂?shù)装迤鸱兓?。?dāng)擋矸板6收回或伸展時(shí)，其上的滑軸7可在后頂梁8內(nèi)自由滑動(dòng)，以適應(yīng)擋矸板6與液壓支架高度之差，并使擋矸板6始終保持兩端支撐，以改善其受力狀態(tài)。擋矸板6由上支撐板23、下支撐板24、導(dǎo)向桿25、擋矸板千斤頂26、擋矸板Ⅰ27、擋矸板Ⅱ28和擋矸板Ⅲ29組成。擋矸板Ⅰ27、擋矸板Ⅱ28和擋矸板Ⅲ29依靠導(dǎo)向桿25串疊在一起，在雙伸縮擋矸板千斤頂26的作用下，擋矸板Ⅱ28和擋矸板Ⅲ29可靈活的伸出或縮回，其伸縮幅度較大，以適應(yīng)煤層厚度的變化。上支撐板23、下支撐板24分別鉸接在擋矸板Ⅰ27和擋矸板Ⅲ29上，可自由擺動(dòng)，以適應(yīng)煤層頂、底板之間不平行的情況。擋矸板6與頂梁11呈一定夾角，并在擋矸板千斤頂26作用下對(duì)煤層的頂?shù)装迤鹬巫饔谩?br> 推移千斤頂20固定在底座21側(cè)面，推移千斤頂20的活塞桿鉸耳與鉸接橫梁22連接在一起。移架時(shí)，推移千斤頂20帶動(dòng)鉸接橫梁22向前推出后，以相鄰兩支架作為依托，推移千斤頂20再縮回，支架便向前邁進(jìn)一個(gè)步距。調(diào)架千斤頂18、調(diào)頂千斤頂19對(duì)相鄰上架起支撐和調(diào)整作用，在移架時(shí)，后頂梁8和轉(zhuǎn)架17的側(cè)面分別沿其上滑行，使支架準(zhǔn)確就位。每組支架由鉸接橫梁22相互連接，與煤壁平行(見
圖1)。鉸接橫梁22的作用是a、用于支架前進(jìn)；b、防止支架下滑；c、在推移千斤頂作用，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)斜切進(jìn)刀。
液壓總成12用來控制泵站的壓力介質(zhì)，為液壓支架的動(dòng)作提供動(dòng)力。
基準(zhǔn)架防滑部分30由錨鏈(或鋼纜)33、滑座31和千斤頂32組成。滑座31和千斤頂32固定在排頭架(或基準(zhǔn)架)上，錨鏈33一端與千斤頂32相連，另一端繞過滑座31固定在相鄰上支架上。當(dāng)移動(dòng)排頭架(或基準(zhǔn)架)時(shí)，立柱13卸荷后，排頭架后部將會(huì)在重力作用下向下滑移，此時(shí)基準(zhǔn)架防滑部分30將使本架的調(diào)架千斤頂18和調(diào)頂千斤頂19緊緊頂在相鄰上架后頂梁8和轉(zhuǎn)架17的側(cè)面，這樣既保證了架間距，又不致使支架后部向下滑移。
本實(shí)用新型的工作面布置及工作方式(見圖5)
工作面成偽俯鈄直線式布置，即上部超前，下部滯后，為滿足靠自重下放采煤機(jī)的要求，偽鈄傾角為45°～55°(見
圖1)。工作面支護(hù)頂板的支架數(shù)量的多少視工作面的長短而定，每架支架均由鉸接橫梁39(圖2中的22)連接在一起，在工作面組成一排與煤壁平行的布置方式，其偽鈄傾角可以根據(jù)需要來確定。支架的所有動(dòng)作由液壓總成控制。
在各支架上傾鈄布置的擋矸板34(圖2中的6)組成一道連續(xù)屏障，并對(duì)采空區(qū)冒落矸石實(shí)行分段攔截，形成矸石充填隔離帶(見
圖1)，把采空區(qū)與工作區(qū)分開。矸石隔離帶對(duì)液壓支架具有保護(hù)作用，以防外力對(duì)液壓支架直接沖擊，改善受力狀態(tài)。在工作區(qū)的兩組支架銜接處可以看到采空區(qū)巖石滑陷和冒落的情況，而巖石又不會(huì)竄到工作區(qū)。擋矸板34為串疊式，其伸縮范圍可以適應(yīng)煤層厚度的變化，對(duì)工作區(qū)實(shí)現(xiàn)安全掩護(hù)。
頂梁11和底座21在立柱38(圖2中的13)的作用下對(duì)工作面煤層頂?shù)装暹M(jìn)行支護(hù)，當(dāng)頂板下沉?xí)r立柱38的安全伐開啟，保證支架在一定的工作阻力下工作。采煤機(jī)割煤駛過后，前梁15在前梁千斤頂14的作用下立即伸出對(duì)新裸露的頂板進(jìn)行支護(hù)。采煤機(jī)沿底板或煤壁下放時(shí)，連接在一起的鉸接橫梁39在推移千斤頂37(圖3中的20)的作用下向前推出，把采煤機(jī)推向煤壁一側(cè)，實(shí)現(xiàn)斜切進(jìn)刀。
當(dāng)支架逐一向前移進(jìn)時(shí)，液壓支架上的后頂梁8和轉(zhuǎn)架17的側(cè)面分別支承于相鄰下架的調(diào)頂千斤頂36(圖3中的19)和調(diào)架千斤頂35(圖3中的18)上面，并沿其滑行，使支架準(zhǔn)確就位。調(diào)頂千斤頂36和調(diào)架千斤頂35可保持相鄰兩架之間的間距，防止支架下滑及傾翻。
一支架工作循環(huán)完成，整工作面支架的推進(jìn)見急傾斜煤層液壓支架移架順序循環(huán)圖(圖6)，n表示工作面支架數(shù)量或循環(huán)次數(shù)。支架自下而上逐一向前推進(jìn)，移架步驟是a.鉸接橫梁39在推移千斤頂37的作用下同時(shí)向前推出；b.前梁15在前梁千斤頂16作用下180°拆回；c.縮回置于支架上的調(diào)架千斤頂35和調(diào)頂千斤頂36；d.擋矸板34在擋矸板千斤26作用下縮回；e.支架立柱38卸荷，使頂梁11離開工作面煤層頂板；f.支架推移千斤頂37縮回，支架在其拖動(dòng)下向前移進(jìn)一個(gè)步距；g.調(diào)架千斤頂35和調(diào)頂千斤頂36伸出，并對(duì)相鄰上架進(jìn)行支撐；h.支架立柱38伸出，支撐工作面煤層頂?shù)装?；i.擋矸板千斤頂26伸出，使擋矸板34撐緊在工作面煤層頂?shù)装迳?，防止竄矸；本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1 傾斜布置的擋矸板34，可攔截采空區(qū)滑落的部分矸石，承受動(dòng)載荷沖擊，改善支架工況。同時(shí)把采空區(qū)與工作面隔絕，能有效地防止矸石竄入工作面。
2 支架由鉸接橫梁39連接一起，在急傾斜煤層工作面有效防止支架整體下滑，節(jié)省大量調(diào)架和支護(hù)時(shí)間。
3 支架的前梁4對(duì)新裸露的頂板即刻支護(hù)，減少空頂時(shí)間和避免空頂作業(yè)，最大限度保證工作人員的生產(chǎn)安全。
4 支架結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，操作簡便，省時(shí)省力，利于提高勞動(dòng)效率。
5 支架重量輕，采用裝配式結(jié)構(gòu)，易于在工作面組裝、拆卸、維護(hù)和運(yùn)輸。
權(quán)利要求1.一種急傾斜煤層液壓支架，其特征是支架的結(jié)構(gòu)由擋矸板、滑軸、后頂梁、側(cè)臂、連桿、頂梁、液壓總成、立柱、前梁千斤頂、前梁、擋矸梁、轉(zhuǎn)架、調(diào)架千斤頂、調(diào)頂千斤頂、推移千斤頂、底座、鉸接橫梁所組成，支架的擋矸板由上支撐板、下支撐板、導(dǎo)向桿、擋矸板千斤頂、擋矸板Ⅰ、擋矸板Ⅱ、擋矸板Ⅲ等構(gòu)成，基準(zhǔn)架的防滑部分由滑座、千斤頂、錨鏈等構(gòu)成。
2.按權(quán)利要求1所述一種急傾斜煤層液壓支架，其特征是頂梁、立柱、底座連接呈倒梯形結(jié)構(gòu)，側(cè)臂、連桿(2個(gè))和底座組成四連桿機(jī)構(gòu)。
3.按權(quán)利要求1所述一種急傾斜煤層液壓支架，其特征是擋矸板與頂梁呈一定夾角，擋矸板上部與滑軸一端銷連接，滑軸的另一端與后頂梁滑動(dòng)連接，后頂梁由銷軸固定在頂梁上；擋矸板下部與擋矸梁的一側(cè)銷連接，擋矸梁的另一側(cè)與轉(zhuǎn)架固定連接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種急傾斜煤層液壓支架，適用于煤礦井下急傾斜煤層走向長壁機(jī)械化開采支護(hù)頂板。該支架由擋矸板、滑軸、后頂梁、側(cè)臂、連桿、頂梁、液壓總成、立柱、前梁千斤頂、前梁、擋矸梁、轉(zhuǎn)架、調(diào)架千斤頂、推移千斤頂、底座、鉸接橫梁等組成。使用該支架可以實(shí)現(xiàn)急傾斜煤層采煤工藝中的落、裝、運(yùn)煤，支護(hù)及頂板管理的全部機(jī)械化，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人安全條件，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)E21D17/04GK2142498SQ9222057
公開日1993年9月22日 申請(qǐng)日期1992年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月22日
發(fā)明者劉達(dá)綮, 欒德懷, 曲良軍, 劉承翔 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院重慶分院