一种破碎顶板综采面液压支架回撤三角区临时支护装置

文档序号:1842998 发布日期:2021-11-16 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 一种破碎顶板综采面液压支架回撤三角区临时支护装置 (Broken roof is synthesized and is adopted face hydraulic support withdrawal triangular space temporary support device ) 是由 李刚 王�琦 闫殿华 刘玉波 宋涛 李莉 郑毅 闫飞 张银星 周凯 谢学斌 于 2021-09-22 设计创作,主要内容包括:一种破碎顶板综采面液压支架回撤三角区临时支护装置,属于井工煤矿地下开采支护领域,目的在于实现综采工作面液压支架的安全、快速回撤,从而提高综采设备的整体回撤效率,本发明采用一架四柱支撑式液压支架和一架凹形两柱掩护式液压支架前后配套组成三角区域临时支护支架组,对破碎顶板综采工作面液压支架回撤过程中的三角区域进行无空隙安全、快速临时支护,随着综采液压支架由工作面中部向端部依次回撤,单个方向两组临时支护支架组由中部初始支护位置向端部依次移架,确保位于端部位置的待回撤工作面支架边缘的三角区域处于实时支护状态,为综采支架快速回撤提供了安全作业空间。(A temporary support device for a withdrawing triangular area of a hydraulic support of a broken roof fully mechanized mining surface belongs to the underground mining support field of underground coal mines and aims to realize the safe and rapid withdrawing of the hydraulic support of the fully mechanized mining surface, thereby improving the integral withdrawing efficiency of the fully mechanized mining equipment, the invention adopts a four-column supporting hydraulic support and a concave two-column shielding hydraulic support to form a triangular area temporary supporting support group in a front-back matching way, the triangular area of the broken roof fully-mechanized coal mining face hydraulic support withdrawing process is subjected to gapless safe and quick temporary support, the two groups of temporary support groups in a single direction are sequentially moved to the end part from the middle initial support position along with the fully-mechanized coal mining face hydraulic support withdrawing from the middle part of the working face, the triangular area at the edge of the end part position of the support of the working face to be withdrawn is ensured to be in a real-time support state, and a safe operation space is provided for the quick withdrawing of the fully-mechanized coal mining face support.)

一种破碎顶板综采面液压支架回撤三角区临时支护装置

技术领域

本发明属于井工煤矿地下开采支护领域,具体涉及一种破碎顶板综采面液压支架回撤三角区临时支护装置。

背景技术

随着开采理论研究的不断深入和综采技术装备的不断发展,许多综采工作面实现了高产高效,在快速推进条件下,单个综采工作面开采周期越来越短,在一定的时间范围内相应的搬家倒面次数也逐渐增多。目前的综采技术装备越来越大,特别是强力综采液压支架数量多、重量大,在有限的回撤通道内增大了支架的回撤难度。对于顶板相对破碎的综采工作面,在回撤通道三角区区域受不同方向的集中应力的影响,至支架回撤过程中三角区域顶板上覆岩层运移剧烈,破碎程度进一步提高,导致该区域顶板维护难度大幅度增大,制约了液压支架的快速回撤,同时具有一定的安全隐患。

目前煤矿井下回撤工作面三角区域临时支护普遍采用木垛、单体立柱配套工字钢梁等进行支护,这些支护方式存在一定的局限性,主要表现在如下方面:

(1)支护效率低。三角区域临时支护主要靠人工作业,劳动强度大,支护速度慢,制约了液压支架的整体回撤速度,同时单体立柱回柱危险性大,具有一定的安全隐患。

(2)资源消耗严重。用于三角区域临时支护的木垛等材料仅可使用一次即遗留于采空区,大量的单体液压支柱也无法回收而遗留于采空区,造成了资源消耗严重,增加了回撤成本。

(3)支护效果差。对于破碎顶板回撤工作面而言,三角区域受不同方向集中应力影响破碎程度进一步增大,上述支护方式对破碎顶板支护效果差,存在局部顶板冒落的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种破碎顶板综采面液压支架回撤三角区临时支护装置及支护方法,目的在于实现综采工作面液压支架的安全、快速回撤,从而提高综采设备的整体回撤效率。

本发明采用如下技术方案:

一种液压支架回撤三角区临时支护装置,包括位于回撤工作面三角区域内平行布置两套相互推拉的内嵌式四柱支撑式液压支架和外套的凹形两柱掩护式液压支架,通过推移油缸前后嵌套连接。

进一步地,所述内嵌式四柱支撑式液压支架包括顶梁Ⅰ、可伸缩的套筒、立柱Ⅰ和底座Ⅰ,所述立柱Ⅰ的数量为四个,立柱Ⅰ的两端分别与顶梁Ⅰ和底座Ⅰ连接,套筒的一端通过十字连接头与顶梁Ⅰ连接,另一端与底座Ⅰ连接,四个立柱Ⅰ分别位于顶梁Ⅰ的四个顶角,套筒位于四个立柱Ⅰ的中心。

进一步地,所述顶梁Ⅰ的前后两端分别为球形端面,可以避免在移架过程中划破顶板金属网,避免破碎岩块落入三角区。

进一步地,所述底座Ⅰ的前后两端分别为圆弧形结构,有助于快速移架,可适应支护区域底板的起伏不平。

进一步地,所述凹形两柱掩护式液压支架包括截面呈凹字形的顶梁Ⅱ、掩护梁、前连杆、后连杆、伸缩千斤顶、立柱Ⅱ、底座Ⅱ和推移梁,顶梁Ⅱ的一端与伸缩千斤顶的一端连接,顶梁Ⅱ的另一端与掩护梁的一端连接,掩护梁的另一端与后连杆的一端连接,后连杆的另一端与底座Ⅱ连接,掩护梁的底部和底座Ⅱ之间通过前连杆连接,立柱Ⅱ的一端与顶梁Ⅱ的底部连接,另一端与底座Ⅱ连接,推移梁嵌套在顶梁Ⅱ内,伸缩千斤顶的另一端与内嵌式四柱支撑式支架的顶梁Ⅰ连接。

进一步地,所述顶梁Ⅱ的前端为球形结构,避免支护过程中对三角区金属网的破坏。

进一步地,所述顶梁Ⅱ的边缘靠近采空区一侧设计有挡矸板,挡矸板设计为整体结构,可以避免支护过程中大块矸石落入三角区而对支架造成破坏,对破碎顶板进行无空隙及时支护。

进一步地,所述立柱Ⅱ为双伸缩结构,支护高度范围广,对三角区支护空间具有良好的适应性。

破碎顶板综采面回撤三角区临时支护方法主要为:工作面推进至停采线后,开始依次回撤综采设备,回撤工作面液压支架时,从中部开始向两端依次回撤,中部区域第一架液压支架回撤后将临时支护支架组支设至原第一架回撤支架位置;之后依次回撤第二架、第三架液压支架,第三架支架移至回撤通道后调整临时支架组支护方向,使支架组移架方向与工作面液压支架移动方向垂直,形成对端部三角区域的支护,随着工作面支架的回撤,临时支护支架组由工作面中部向端部循环移架,完成对工作面液压支架回撤过程中端部三角区域的快速支护。

本发明的有益效果如下:

本发明采用一架四柱支撑式液压支架和一架凹形两柱掩护式液压支架前后配套组成三角区域临时支护支架组,对破碎顶板综采工作面液压支架回撤过程中的三角区域进行安全、快速临时支护,随着综采液压支架由工作面中部向端部依次回撤,临时支护支架组由中部初始支护位置向端部依次移架,确保位于端部位置的待回撤工作面支架边缘的三角区域处于实时支护状态,为综采支架快速回撤提供了安全作业空间。与以往的回撤通道三角区临时支护方法相比,本发明改变了传统的临时支护方式,避免了支护材料的大量损失,实现了回撤工作面三角区域的安全、快速机械化支护,大幅度降低了作业人员劳动强度,缩短了临时支护时间,在保证破碎顶板区域及时安全支护的基础上提高了综采支架的整体回撤效率。

凹形顶梁回撤工作面支架的时候在三角区平行布置两组,正好与四柱支撑式液压支架形成全覆盖支护,不留空隙,适用于破碎顶板。

附图说明

图1为本发明破碎顶板回撤工作面临时支护总体布置图;

图2为本发明回撤工作面临时支护装备整体结构主视图;

图3为本发明回撤工作面临时支护装备俯视图;

图4 为本发明凹形两柱掩护式液压支架的凹形顶梁Ⅱ的伸缩千斤顶收缩状态图;

图5 为本发明凹形两柱掩护式液压支架的凹形顶梁Ⅱ的伸缩千斤顶伸出状态图;

图6为本发明临时支护装备底座主视图;

其中:1-四柱支撑式液压支架;2-凹形两柱掩护式液压支架;3-综采工作面液压支架;4-顶梁Ⅰ;5-套筒;6-立柱Ⅰ;7-底座Ⅰ;8-十字连接头;9-推移油缸;10-顶梁Ⅱ;11-掩护梁;12-前连杆;13-后连杆;14-伸缩千斤顶;15-立柱Ⅱ;16-底座Ⅱ;17-推移梁。

具体实施方式

结合附图,对本发明做进一步说明。

一种综采面液压支架快速回撤临时支护工艺中所使用的三角区域临时支护支架组由支撑式液压支架、凹形掩护式支架组成,通过推移千斤顶前后嵌套连接,互为支撑,随着液压支架的回撤循环向前移架,两柱凹形掩护式支架前部具有推移梁,可及时维护三角区域破碎顶板,好的适应回撤工作面三角区支护高度范围,增大了整体适应性。

所述的四柱支撑式液压支架由顶梁、伸缩套筒、立柱、底座、十字连接头组成,整体结构稳定,能够很好的适应巷道顶板跨落形态,为综采工作面支架回撤提供安全作业空间;所述的顶梁设计为整体结构,前后边缘设计为大半径球形端面结构,可以避免在移架过程中划破顶板金属网,避免破碎岩块落入三角区;所述的底座设计为整体结构,底座前后端设计为圆弧形结构,有助于快速移架,可适应支护区域底板的起伏不平。

所述的伸缩梁为方框式结构,由上下两组伸缩套筒相互嵌套,上组伸缩梁的伸缩杆与顶梁通过十字连接头连接,可以实现顶梁前后及左右一定角度的摆动,增大了支架对三角区域顶板的适应性;下组伸缩套筒与底座采用刚性连接,增大了支架的横向抗变形能力和整体稳定性;所述的立柱为单伸缩,单个垛式支架配置4根立柱,支架整体支护强度高,可以有效承载三角区域集中应力,实现高效支护。

凹形两柱掩护式支架由顶梁、掩护梁、前连杆、后连杆、伸缩梁千斤顶、立柱、底座、推移梁组成,支架整体结构稳定,与四柱支撑式支架通过推拉千斤顶相互连接组成临时支护支架组,实现对回撤工作面三角区临时支护。

凹形两柱掩护式支架顶梁设计为凹形结构,顶梁前部中间区域带有伸缩梁,顶梁前部边缘设计为大半径球形结构,避免支护过程中对三角区金属网的破坏,顶梁边缘靠近采空区一侧设计有挡矸板,挡矸板设计为整体结构,可以避免支护过程中大块矸石落入三角区而对支架造成破坏;所述的立柱设计为双伸缩结构,支护高度范围广,对三角区支护空间具有良好的适应性。

凹形两柱掩护式支架伸缩梁千斤顶、推移梁组成了支架推移顶梁,在实际支护过程中当支撑式液压支架向前推移后,及时伸开伸缩千斤顶向前推移顶梁,空顶区域及时支护,维护破碎顶板安全。

凹形两柱掩护式支架推移梁与顶梁设计为嵌套结构,当伸缩梁千斤顶处于收缩状态时,推移梁嵌套于顶梁内部,当伸缩梁千斤顶处于伸缩状态时推移梁处于伸缩状态。

基于回撤工作面三角区内顶板破碎,实际高度的变化较大,一种破碎顶板综采面回撤三角区前后两架支护装置支护高度可应根据实际情况调整,可以很好的适应回撤工作面三角区支护高度范围,增加了支架组的整体适应性。

本发明的支护装置的支护方法,主要包括如下步骤:

综采工作面开采结束待顺槽皮带、设备列车、管缆、转载机、破碎机、超前支架、工作面采煤机、刮板输送机等设备回撤后开始回撤综采工作面液压支架,根据回撤通道联络巷的布置情况,回撤综采液压支架从靠近工作面中部区域的联络巷的位置开始,通过绞车将相邻两架液压支架拉出至回撤通道,由两辆支架搬运车分别将支架搬运至地面或下一工作面;相邻两架液压支架拉出后,分别将两组三角区支架组后部的凹形两柱掩护式支架布置于相邻两架支架回撤后的支护空间内,两柱掩护式支架与综采面液压支架平行布置,完成初次临时支护。

第一组相邻两架液压支架回撤后开采由中部向边缘回撤,通过绞车分别将临时支架组后部两柱掩护式支架旁边的两架液压支架拉出,回撤,第二组支架拉移出后,根据所空留空间大小,分别将相邻平行两架掩护式支架向工作面端部区域偏转25~30度,实现两架掩护式支架分别对原有相邻四架架综采面支架回撤后空间的倾斜临时支护,完成第二组支架回撤后临时支护。

之后开始回撤第三组综采液压支架,将临时支护区域边缘靠近工作面端部方向的架液压支架拉移至回撤通道后开始搬运,第三组支架拉移至回撤通道后分别将三角区支架组前架平行两架四柱支撑式支架与后部两柱掩护式支架连接,根据允许空间将支架组整体,并旋转45~60度,实现单组临时支架组分别对原有相邻三架综采支架宽度范围的空间进行倾斜全覆盖支护,完成第三组支架回撤后的临时支护。

进一步的,向工作面端头方向开始回撤第四组两架综采支架,第四组综采支架拉移至回撤通道后,分别调整三角区支架组支护方向使两组支架组平行,使临时支架组顶梁指向方向与回撤通道走向方向一致,垂直于待回撤综采支架顶梁指向的方向。

进一步的,综采液压支架由中部区域分别向工作面两端部方向移架,随着综采支架的回撤,四组三角区支架组中其中两组分别两组平行布置,由中部区域向两端依次移动,实现对三角区的快速临时支护。临时支护期间,四组三角区支架组分别对两侧三角区域进行临时支护,相背移架,直至工作面液压支架全部回撤后才完成三角区域的临时支护作业。

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