阅读说明：本技术 滑移顶梁超前支架 (Sliding top beam forepoling ) 是由 亢生彩 张忠原 蒲忠辉 刘琦军 田永超 刘玉锋 李冰 席理明 段青 王进辉 王涛 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及滑移顶梁超前支架,有效的解决了支架移动时反复支撑顶板造成顶板容易破碎和支架宽度不可调而使支架不能适应巷道内锚杆走向以及影响支架前移的问题；其解决的技术方案包括两组支架,每组支架包括一个内架和一个外架,每组支架的内架和外架经一个推移千斤顶连接,置于两侧的两个外架和两个内架之间分别经两个调架千斤顶连接,当需要移架时,两个外架支撑顶板,两个内架顶梁落在两个外架的横梁上经推移千斤顶推动前移,然后两个内架支撑顶板,两个外架的顶梁落在两个内架的横梁上经推移千斤顶拉动前移；调架千斤顶可以随时调节两个外架和两个内架之间的间距,且通过调架千斤顶使每个内架和每个外架进行单独调整。(The invention relates to a sliding top beam forepoling, which effectively solves the problems that a top plate is easy to crush due to repeated top plate supporting when a bracket moves, and the bracket can not adapt to the trend of an anchor rod in a roadway and the forward movement of the bracket is influenced due to the unadjustable bracket width; the technical scheme includes that the device comprises two groups of supports, each group of supports comprises an inner frame and an outer frame, the inner frame and the outer frame of each group of supports are connected through a pushing jack, the two outer frames arranged on two sides and the two inner frames are connected through two adjusting jacks respectively, when the supports need to be moved, the two outer frames support top plates, top beams of the two inner frames fall on cross beams of the two outer frames and are pushed by the pushing jack to move forwards, then the two inner frames support the top plates, and the top beams of the two outer frames fall on the cross beams of the two inner frames and are pulled by the pushing jack to move forwards; the frame adjusting jack can adjust the distance between the two outer frames and the two inner frames at any time, and each inner frame and each outer frame are independently adjusted through the frame adjusting jack.)

滑移顶梁超前支架

技术领域

本发明涉及煤矿井下巷道超前区域内支护设备技术领域，特别是滑移顶梁超前支架。

背景技术

现在综合机械化开采的矿井中，尤其是在回采采煤工艺中，随着采煤工作面的推进，工作面两端的巷道随之发生破坏，采煤工作面移动的后方的巷道挎落，工作面附近的巷道也变得不稳定，工作面两端巷道既是综机设备集聚地又是原煤、综机设备、材料等运输的必经之路，目前我国煤矿对此段的“加强支护”的办法并不成熟，大多数的矿井采取的超前支护手段为单体支柱+π型梁或工字钢的形式，在推进过程中需要人工将单体支柱与π型梁搬运至前端进行下一段巷道支护，这种形式的超前支护支护强度低、效率低、占用空间大，严重影响高产高效综采工作面的推进。

经过不断发展迈步前移式的超前支架支护逐渐兴起，虽然迈步自移式超前支架具有支护强度高、稳定性好、推进效率高等优点，但是由于超前支架支护长度在10米以上，每次推进0.6米，同一个位置需要支护20次左右，严重破坏了顶板的完整性，支架移动过程中反复支撑顶板给顶板的管理带来困难，特别是现在沿空留巷工艺的全面推广，对巷道顶板的完整性要求越来越高。

申请号为201811235483.8的发明专利公开了一种全断面带压自移式超前支护液压支架，包括两个内梁和两个外梁，当外梁移动时，两个内梁支撑顶板，两个外梁落在外梁托梁上，通过推移千斤顶使两个外梁移动，两个外梁移动后支撑顶板，两个内梁落在内梁托梁上，通过推移千斤顶使两个内梁移动，两个内梁移动后与两个外梁一起支撑顶板，解决了移架过程巷道顶板反复被支撑的问题；但是该专利的两个内梁由内梁连接梁连接，两个外梁由外梁连接梁连接，即两个内梁的间距和两个外梁的间距不可调，而当支护巷道的锚杆走向不规整时需要及时调整支架的宽度以适应锚杆走向，当支架移动的过程中发生偏斜可能会使内架和外架之间卡死影响支架前移。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了滑移顶梁超前支架，有效的解决了支架移动时反复支撑顶板造成顶板容易破碎和支架宽度不可调而使支架不能适应巷道内锚杆走向以及影响支架前移的问题。

其解决问题的技术方案是：包括两组支架，两组支架沿巷道方向分别置于巷道两侧且沿巷道的中心线对称，每组支架包括一个外架和一个内架且两个内架置于两个外架的内侧；每个外架包括一个沿巷道方向的外架顶梁，每个外架顶梁的下方固定有两个垂直于巷道走向且间隔布置的外架横梁，每个外架横梁下方铰接有一个外架液压立柱；每个内架包括一个沿巷道方向的内架顶梁，每个内架顶梁的下方固定有两个垂直于巷道走向且间隔布置的内架横梁，每个内架横梁下方铰接有一个内架液压立柱；每组支架中置于同侧的外架横梁和内架横梁之间有间隔，每组支架中置于左侧的外架横梁与置于右侧的内架横梁之间有间隔且间隔内装有一个推移千斤顶，每个推移千斤顶的一端与对应的左侧外架横梁铰接，另一端与对应的右侧内架横梁铰接；两组支架经四个垂直于巷道走向的调架千斤顶连接，其中两个调架千斤顶的两端分别铰接在四个外架横梁上，另外两个调架千斤顶的两端分别铰接在四个内架横梁上；每个外架横梁置于对应侧内架顶梁的下方且能承接对应侧下落的内架顶梁，每个外架横梁上端面上固定有一个置于对应侧内架顶梁内侧的第一限位板，每个内架横梁置于对应侧外架顶梁的下方且能承接对应侧下落的外架顶梁，每个内架横梁上端面上装有一个能拆卸的且置于对应侧内架内侧的第二限位板。

本发明通过内架移动时外架支撑顶板，外架移动时内架支撑顶板，两个内架和两个外架分别经调架千斤顶连接，解决了支架移动时反复支撑顶板造成顶板容易破碎和支架宽度不可调而使支架不能适应巷道内锚杆走向以及影响支架前移的问题。

附图说明

图1为本发明主视图。

图2为本发明左视图。

图3为本发明前侧支架中剖除部分内架顶梁和外架顶梁后露出推移千斤顶时的俯视图。

图4为本发明图1中两个内架前移示意图。

图5为本发明图3中两个内架前移示意图。

图6为本发明外架顶梁和外架横梁的主视放大图。

图7为本发明外架顶梁和外架横梁的左视放大图。

图8为本发明图7中A-A向剖视图。

图9为本发明内架顶梁和内架横梁的主视放大图。

图10为本发明内架顶梁和内架横梁的左视放大图。

图11为本发明外架液压立柱示意图。

图12为本发明柱鞋的主视图、俯视图和主视图中的B-B向剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1至图12可知, 本发明包括两组支架，两组支架沿巷道方向分别置于巷道两侧且沿巷道的中心线对称，每组支架包括一个外架和一个内架且两个内架置于两个外架的内侧；每个外架包括一个沿巷道方向的外架顶梁1，每个外架顶梁1的下方固定有两个垂直于巷道走向且间隔布置的外架横梁2，每个外架横梁2下方铰接有一个外架液压立柱3；每个内架包括一个沿巷道方向的内架顶梁4，每个内架顶梁4的下方固定有两个垂直于巷道走向且间隔布置的内架横梁5，每个内架横梁5下方铰接有一个内架液压立柱6；每组支架中置于同侧的外架横梁2和内架横梁5之间有间隔，每组支架中置于左侧的外架横梁2与置于右侧的内架横梁5之间有间隔且间隔内装有一个推移千斤顶7，每个推移千斤顶7的一端与对应侧的左侧外架横梁2铰接，另一端与对应侧的右侧内架横梁5铰接；两组支架经四个垂直于巷道走向的调架千斤顶8连接，其中两个调架千斤顶8的两端分别铰接在四个外架横梁2上，另外两个调架千斤顶8的两端分别铰接在四个内架横梁5上；每个外架横梁2置于对应侧内架顶梁4的下方且能承接对应侧下落的内架顶梁4，每个外架横梁2上端面上固定有一个置于对应侧内架顶梁4内侧的第一限位板9，每个内架横梁5置于对应侧外架顶梁1的下方且能承接对应侧下落的外架顶梁1，每个内架横梁5上端面上装有一个能拆卸的且置于对应侧内架内侧的第二限位板10。

所述的外架顶梁1、外架横梁2、内架顶梁4、内架横梁5均为箱体式结构，外架顶梁1和内架顶梁4经连接框11与对应的外架横梁2和内架横梁5焊接在一起；外架液压立柱3的上端置于外架横梁2的箱体内并铰接在外架横梁2上，内架液压立柱6的上端置于内架横梁5的箱体内并铰接在内架横梁5上，每个外架横梁2箱体内部和内架横梁5箱体内部均设有一个顶柱窝，每个外架液压立柱3和内架液压立柱6的上端与对应的顶柱窝球面接触，如图8和图11所示，内架横梁5箱体内的顶柱窝同图8中外架横梁2箱体内的顶柱窝，内架液压立柱6同图11中的外架液压立柱3；外架顶梁1、内架顶梁4为箱体结构使其在支撑顶板的时候不易发生变形，外架横梁2、内架横梁5为箱体结构既不易变形又方便外架液压立柱3和内架液压立柱6的安装，外架液压立柱3和内架液压立柱6与对应的外架横梁2和内架横梁5球面接触，能很好的承接顶板对支架向下的压力，连接框11是由四个连接板围成的矩形框架结构，使外架顶梁1和内架顶梁4与对应的外架横梁2和内架横梁5支架连接更加稳定牢固。

所述的每个外架液压立柱3和内架液压立柱6下端均有一个柱鞋12，每个外架液压立柱3和内架液压立柱6的下端置于对应的柱鞋12内并通过销轴与该对应的柱鞋12铰接，每个柱鞋12内部均有一个底柱窝，每个外架液压立柱3和内架液压立柱6的下端与对应的底柱窝球面接触，如图11和图12所示；外架液压立柱3和内架液压立柱6与对应的柱鞋12球面接触，能很好的将来自顶板的压力传递给柱鞋12，柱鞋12增加了液压立柱与地面的接触面积，使支架稳定支撑顶板，另外如果顶板起伏较大，可以增加连接框11的高度，增大外架顶梁1和内架顶梁4下落的高度，使内外支架移架时可以顺利通过。

所述的每组支架置于左侧的外架横梁2和置于右侧的内架横梁5上均设有一对推移耳板13，每组支架上的推移千斤顶7的一端经推移耳板13铰接在对应侧的左侧外架横梁2上，另一端经推移耳板13铰接在对应侧的右侧内架横梁5上；当内架向前推移时，外架顶梁1支撑顶板，内架液压立柱6卸载使内架顶梁4落在对应侧的外架横梁2上且对应的柱鞋12离地，推移千斤顶7活塞杆伸出推动内架向前移动，移动到位后内架液压立柱6升柱，离地的柱鞋12落回地面，内架顶梁4重新开始支撑顶板，当外架向前推移时，内架顶梁4支撑顶板，外架液压立柱3卸载使外架顶梁1落在对应侧的内架横梁5上且对应的柱鞋12离地，推移千斤顶7活塞杆收回，拉动外架向前移动，移动到位后外架液压立柱3升柱，离地的柱鞋12落回地面，外架顶梁1重新开始支撑顶板。

所述的每个外架横梁2和内架横梁5上均设有一对调架耳板14，每对调架耳板14经销轴铰接有一个十字头15，四个调架千斤顶8的两端分别与对应的十字头15铰接；通过调架千斤顶8将置于巷道两侧的外架和置于巷道两侧的内架连接在一起，当巷道锚杆走向不规则或者支架在前移的过程中发生偏斜时，调架千斤顶8能随时调节两组支架的间距，调架千斤顶8和对应的外架横梁2和内架横梁5通过十字头15连接，可避免支架降落和推移时对调架千斤顶8造成损害，同时当顶板两侧高低不等时，两组支架可以单独进行高度调整不会相互影响，使两组支架能充分与顶板的对应侧接触。

本发明的具体工作过程是：两组支架沿巷道方向分别置于巷道的两侧且沿巷道的中心线对称，每组支架均布置在巷道两排锚杆之间，内架和外架分别通过外架液压立柱3和内架液压立柱6升柱，使两组内架顶梁4和外架顶梁1与顶板接触并支撑顶板；两个内架之间和两个外架之间各铰接有两个调架千斤顶8，通过调节调架千斤顶8使两组支架的间距符合巷道宽窄。

随着采煤工作面的推进，需要将支撑顶板的支架向前移动，首先两个外架顶梁1支撑顶板，内架液压立柱6卸载使两个内架顶梁4落在对应侧的外架横梁2上且对应的柱鞋12离地，两组支架的推移千斤顶7的活塞杆伸出推动两个内架沿巷道走向前移，移动到位后内架液压立柱6升柱，离地的柱鞋12落回地面，两个内架顶梁4重新开始支撑顶板；然后两个内架顶梁4支撑顶板，两个外架液压立柱3卸载使两个外架顶梁1落在对应侧的内架横梁5上且对应的柱鞋12离地，两组支架的推移千斤顶7的活塞杆收回，拉动两个外架沿巷道走向前移，移动到位后外架液压立柱3升柱，离地的柱鞋12落回地面，两个外架顶梁1重新开始支撑顶板，两个内架和两个外架分别向前移动一个步距后完成一个动作循环；两组支架的长度满足竖井罐笼下井的要求，推移千斤顶7行程即内架和外架每完成一个动作循环向前移动的最大距离大于等于采煤机截深以满足工作面推进的需要。

当遇到锚杆走向不规则等情况，只需对巷道一侧的内架进行单独调整时，不需要调整的两个外架和另一侧的内架支撑顶板，需要调整的内架对应的内架液压立柱6卸载，该内架的内架顶梁4落在对应侧的外架横梁2上且对应的柱鞋12离地，对应侧的推移千斤顶7推动该内架移动，调整至合适位置后，该内架重新支撑顶板；当只需对巷道一侧的外架进行单独调整时，操作步骤与单独调整巷道一侧的内架相同，此处不再赘述。

当内架沿巷道走向前移时，内架顶梁4落在对应侧的外架横梁2上，内架顶梁4在外架横梁2的支撑和导向的作用下经推移千斤顶7推动水平前移，外架横梁2上的第一限位板9可以避免内架顶梁4前移时在水平面上发生偏斜而滑离外架横梁2；当外架沿巷道走向前移时，外架顶梁1落在对应侧的外架横梁2上，外架顶梁1在外架横梁2的支撑和导向的作用下经推移千斤顶7拉动水平前移，内架横梁5上的第二限位板10可以避免外架顶梁1前移时在水平面上发生偏斜而滑离内架横梁5，第二限位板10经螺栓固定在内架横梁5上，可以从内架横梁5上拆卸下来，方便内外架的安装。

通过两个调架千斤顶8将巷道两侧的外架连接在一起且能随时调节两组外架之间的间距，通过另外两个调架千斤顶8将巷道两侧的内架连接在一起且能随时调节两组内架之间的间距，在移架的过程中当遇到锚杆走向不规则或支架发生歪斜时，调架千斤顶8和推移千斤顶7配合既可以随时使两个内架或两个外架同时移动，又可以随时对任何一个内架或外架进行单独调整，使支架适应锚杆走向，同时避免支架移动过程中由于偏斜而使内架和外架之间卡死影响移架，调架千斤顶8的两端经十字头15与对应的外架横梁2、内架横梁5铰接，避免了支架降落和推移时对调架千斤顶8造成损害，同时当顶板两侧高低不等时，两组支架可以单独进行高度调整不会相互影响，使两组支架能充分与顶板的对应侧接触。

液压控制系统为系统常规技术，本装置的液压控制系统本行业的普通技术人员均可自行设计，在此不做详细叙述。

本发明的创新点在于：

1、通过在巷道的两侧分别设置一组内架和外架，内架移动时外架支撑顶板，外架移动时内架支撑顶板，使顶板始终处于被支撑的状态，有效缓解了支架移动过程中顶板被反复加压卸载而导致的顶板易破碎的问题。

2、通过调架千斤顶8将置于巷道两侧的外架连接在一起和置于巷道两侧的内架连接在一起，使两组支架的间距根据锚杆走向随时调整，同时也避免了支架移动过程中由于偏斜而使内架和外架之间卡死影响移架。

3、调架千斤顶8的两端经十字头15与对应的外架横梁2、内架横梁5铰接，避免了支架降落和推移时对调架千斤顶8造成损害，同时两组支架可以单独进行高度调整，使两组内架顶梁4和外架顶梁1能充分与顶板的对应侧接触。

4、外架顶梁1、内架顶梁4为箱体结构使其在支撑顶板的时候不易发生变形，对顶板的支撑更加稳定，外架横梁2、内架横梁5为箱体结构既不易变形又方便外架液压立柱3、内架液压立柱6、推移千斤顶7、调架千斤顶8的安装。

5、外架横梁2上的第一限位板9避免内架顶梁4前移时在水平面上发生偏斜而滑离外架横梁2，内架横梁5上的可拆卸的第二限位板10可避免外架顶梁1前移时在水平面上发生偏斜而滑离内架横梁5，同时拆下第二限位板10方便内外架的安装。

6、外架顶梁1、内架顶梁4和对应的外架横梁2、内架横梁5之间的连接框11，可根据井下巷道的顶板条件进行调整，如果顶板起伏较大，可以增加连接框的高度，使支架可以顺利通过。

本发明通过内架移动时外架支撑顶板，外架移动时内架支撑顶板，两个内架和两个外架分别经调架千斤顶连接，解决了支架移动时反复支撑顶板造成顶板容易破碎和支架宽度不可调而使支架不能适应巷道内锚杆走向以及影响支架前移的问题。