一种煤矿用可移动开采掘进弓形柔性掩护支架

文档序号:1857923 发布日期:2021-11-19 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种煤矿用可移动开采掘进弓形柔性掩护支架 (Movable mining and tunneling arch-shaped flexible shield support for coal mine ) 是由 杨逾 苏宇新 梁鹏飞 孙艺丹 陈建平 李鑫 司俊廷 李帅 孟凡康 崔丽萍 于 2021-09-10 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种煤矿用可移动开采掘进弓形柔性掩护支架,包括底座、安装在底座的底部的履带装置,底座的顶部两端通过两个液压支柱连接有顶梁;顶梁的两端分别与两个液压支柱的顶部为凹槽式连接;顶梁呈弓形,朝向采空区域的方向弯曲;顶梁的较低的一端固定有垫块,顶梁的较高的一端和垫块具有凹槽式限位孔,两个液压支柱的顶部通过弹簧分别与两个凹槽式限位孔连接。本发明可用以支撑、掩护采空区垮落的大量岩块,对顶板破碎岩块具有很好效果,对倾斜、急倾斜开采掘进工程有较好的适用性,液压支柱可以缓冲岩块滚落的冲击力,可有效防止冒顶事故的发生,保障开采作业的安全性,且本发明具有支护性能好、易于推广应用等优点,有较好的实用性。(The invention discloses a movable mining and tunneling arch-shaped flexible shield support for a coal mine, which comprises a base and a crawler device arranged at the bottom of the base, wherein two ends of the top of the base are connected with a top beam through two hydraulic supports; the two ends of the top beam are respectively connected with the tops of the two hydraulic props in a groove type; the top beam is arched and is bent towards the direction of the mining empty area; the lower end of the top beam is fixed with a cushion block, the higher end of the top beam and the cushion block are provided with groove-type limiting holes, and the tops of the two hydraulic supports are respectively connected with the two groove-type limiting holes through springs. The invention can be used for supporting and shielding a large number of rock blocks collapsed in a goaf, has good effect on roof broken rock blocks, has good applicability to inclined and steeply inclined mining and tunneling projects, can buffer the impact force of rock block rolling, can effectively prevent roof fall accidents, and ensures the safety of mining operation.)

一种煤矿用可移动开采掘进弓形柔性掩护支架

技术领域

本发明属于煤矿开采掘进支架支护的技术领域,尤其涉及一种煤矿用可移动开采掘进弓形柔性掩护支架。

背景技术

煤炭开采过程中,为了应对冒顶事故的发生,工程上常采用液压支柱对顶板进行支护。由于液压支架的顶梁是刚性的,直接顶板的不平整性会造成二者间受力的不均匀性,可能产生的不良后果是易于引发局部冒顶事故,甚至存在引发煤矿大型冒顶事故发生的可能性。

现有技术中也出现了一些煤矿用开采掘进掩护支架的技术方案,但一般适用范围较窄,对倾斜、急倾斜开采掘进方式的支护研究较少,支护工作面形状受限,且多数不可移动,不利于开采掘进工作的挺进,降低工作效率。

发明内容

基于以上现有技术的不足,本发明所解决的技术问题在于提供一种煤矿用可移动开采掘进弓形柔性掩护支架,可以对煤矿矿井进行支撑时使得顶梁受力均匀,同时便于支护位置的调节,对倾斜、急倾斜煤层开采掘进破碎顶板支护具有很好的支护效果。

为了解决上述技术问题,本发明通过以下技术方案来实现:本发明提供一种煤矿用可移动开采掘进弓形柔性掩护支架,包括底座、安装在所述底座的底部的履带装置,所述底座的顶部两端通过两个液压支柱连接有顶梁;所述顶梁的两端分别与所述两个液压支柱的顶部为凹槽式连接;所述顶梁呈弓形,朝向采空区域的方向弯曲;所述顶梁的较低的一端固定有垫块,所述顶梁的较高的一端和垫块具有凹槽式限位孔,两个液压支柱的顶部通过弹簧分别与两个凹槽式限位孔连接。

可选的,所述顶梁包括第一弓臂及第二弓臂,所述第一弓臂水平设置,所述第二弓臂倾斜设置,两个弓臂之间的夹角为120度;

所述垫块焊接在所述第二弓臂上,所述第一弓臂的长度大于第二弓臂的长度。

进一步的,两个液压支柱竖直设置。

可选的,若干掩护支架沿巷道的延伸方向依次设置,相邻掩护支架之间的间距为0.5~2m。

进一步的,相邻掩护支架在靠近采空区域的一侧及侧向掘进工作面方向一侧上设置有钢板,用于挡垮落的岩块。

由上,本发明的煤矿用可移动开采掘进弓形柔性掩护支架至少具有如下有益效果:

1、顶梁本体连接在液压支柱上,顶梁本体的延伸方向与液压支柱的延伸方向相交,岩块的作用力通过顶梁本体传递至液压支柱,当垮落的岩块增多,顶梁本体将荷载传递至液压支柱上,当作用力大于液压支柱的预设力值的时候,液压支柱被压缩,顶梁本体受力减小,防止顶梁本体破坏。同时液压支柱受压压缩可有效减缓破碎岩块滚落带来的冲击荷载,经液压支柱吸能后,结构整体应力重新平衡。本发明用于倾斜、急倾斜煤层开采掘进支护,能够很好的支撑、掩护巷道垮落的岩块,缓冲岩块的滚落冲击力,保证开采掘金的稳定性与安全性。

2、本发明为可移动掩护支架,可随着掘进工作面的推进进行移动,大大提高了支护效率,同时在掘进工作完成后,便于掩护支架的回收,能够重复使用,降低掘进成本。

3、本发明的结构简单、设计合理、操作方便安全、支护性能好及易于推广应用等优点,能够用于支撑、掩护采空区垮落的大量岩块,可有效防止冒顶事故的发生,保障煤矿开采作业的安全性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下结合优选实施例,并配合附图,详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1为本发明的煤矿用可移动开采掘进弓形柔性掩护支架的结构示意图;

图2为本发明的顶梁的结构图;

图3为本发明的顶梁的限位孔剖面图;

图4为本发明的垫块的限位孔剖面图;

图中:1—底座;2—履带装置;3—第一液压支柱;4—第二液压支柱;5—顶梁;6—垫块;7—第一弓臂;8—第二弓臂;9—凹槽式限位孔;10—高强度弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“内”、“外”“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“设置有”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示,本发明的煤矿用可移动开采掘进弓形柔性掩护支架,包括底座1、履带装置2、第一液压支柱3、第二液压支柱4、顶梁5,底座1下部与履带装置2连接,通过履带装置2带动底座1进行移动。底座1上部与第一液压支柱3、第二液压支柱4通过焊接的方式连接,第一液压支柱3与顶梁5的较高的一端通过高强度弹簧10与顶梁5的凹槽式限位孔9连接,顶梁5的较低的一端固定有垫块6,第二液压支柱4通过高强度弹簧10与垫块6内的凹槽式限位孔连接,垫块6与顶梁5以焊接的方式连接。

在一实施例中,掘进工作面宽4.8m,第一液压支柱3的高度为2.9m,第二液压支柱4的高度为2.4m。顶梁5为弓形结构,采用工字钢切割焊接制成,具有支撑和掩护围岩的作用。工字钢强度高,材料成本低,弓形顶梁5的加工工艺简单,适于大量使用。顶梁5朝向采空区域的方向弯曲。顶梁5包括水平设置的第一弓臂7及倾斜设置的第二弓臂8,第一弓臂7与第二弓臂8通过焊接的方式连接在一起,共同形成顶梁5的本体。两个弓臂之间的夹角为120度,其中第一弓臂7的长度为3.6m,第二弓臂8的长度为2.8m。

实际开采掘进过程中,相邻掩护支架之间的间距为0.5m~2m。在相邻掩护支架之间用钢板支挡,保证支架的工作形态,沿工作面的延伸方向形成连续的支护体,能够充分发挥支架的工作特性,起支撑与掩护作用。相邻掩护支架在靠近采空区域的一侧及侧向掘进工作面方向一侧上设置有钢板,用于挡垮落的岩块。

当开采掘进工作面向前推进,上部岩石开始垮落、破碎岩体开始滚落,顶梁5对掉落的岩块进行支撑、掩护,支撑顶板的矿山压力,在保障安全的同时还可以防止掉落的岩块堵塞掘进通道。掉落岩块产生的作用力通过顶梁5传递给高强度弹簧10,最终传递给第一液压支柱3、第二液压支柱4,当岩块产生的作用力大于第一液压支柱3与第二液压支柱4所能够共同承担的预设值时,第一液压支柱3、第二液压支柱4开始被压缩,第一液压支柱3、第二液压支柱4体积减小,压强增加,两个液压支柱的支撑力增加,直至滚落岩块与液压支柱共同作用下矿山压力重新平衡。

高强度弹簧10的设置可以缓冲岩块滚落产生的冲击荷载,防止液压支柱3、4因冲击荷载导致损坏,同时高强度弹簧10的存在也可以起到一定吸能减震的作用,减小液压支柱3、4所能够承受的荷载值,提高支护结构整体的承载能力。

本发明可用以支撑、掩护采空区垮落的大量岩块,对顶板破碎岩块具有很好效果,同时对倾斜、急倾斜开采掘进工程有较好的适用性,液压支柱可以缓冲岩块滚落的冲击力,可有效防止冒顶事故的发生,保障开采作业的安全性,且本发明具有设计合理、结构简单、支护性能好、易于推广应用等优点,具有较好的实用性。

以上所述是本发明的优选实施方式而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和变动,这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

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