[发明专利]拱形巷道掘进无反复支撑自移成套装置

说明书

技术领域

本发明属于煤矿井下综掘面临时支护的技术领域，具体涉及一种煤巷掘进无反复支撑自移装置。

背景技术

在快速掘进临时支护支架研制前，国内大多数煤矿井下掘进工作面普遍使用的临时支护有：一是吊挂环穿管式前探梁临时支护；二是掘进机机载临时支护装置；三是采用多排单体液压支柱加高强度工字钢棚梁支护法等。这些方式虽然在一定程度上缓解了掘进工作面迎头支护的压力，改善了工作面的支护状况，但实际使用过程中还存在着许多不足之处，安全上仍然存在较大的隐患。掘进工作面临时支护的安全问题是长期困扰煤矿快速掘进安全生产多年的技术难题，由于巷道掘进后顶板不能及时得到有效的支护，经常会造成顶板掉矸伤人事故，无法充分发挥高性能掘进机的效率。

（1）吊挂环穿管式前探梁临时支护

吊挂环穿式前探梁临时支护，主要由吊挂环和前探梁组成，环由锚杆固定在顶板上，前探梁在吊环中，探出后支护顶板，其主要问题：①利用半圆木和木楔将钢与顶板刹实背紧，没有初撑力，存在极大的安全隐患；②前探梁与顶板为点或线接触，不能对空顶区全面进行有效支护，如遇到顶板破碎使用效果就更差；③操作过程复杂，需要人工移动，劳动强度大，临时支护速度慢、效率低；④锚网支护方式在铺网时操作员必须进入空顶区作业，存在极大的安全隐患。

（2）掘进机机载临时支护装置

装置主要由左右底座、左右机架、左右翻转架、左右折臂架和顶架梁组成，安装在掘进机前中部。掘进机正常掘进时，该装置折叠收缩在截割减速机背部，不干扰掘进机的运动和截割作业功能；需要支护时通过操作支护折叠架的液压控制阀来控制折叠架的位置，使折叠架伸出支撑于顶板，完成支护功能。其主要缺陷：①支护面积小，不能完全支护暴露的顶板; ②锚网支护时操作人员仍在空顶下作业， 存在极大的安全隐患;③该装置对顶板适应性差。掘进时遇到顶底板起伏， 巷道变低， 机载支护不能完全施展开， 达不到初撑力， 存在较大安全隐患。

（3）多排单体液压支柱加高强度工字钢棚梁支护法

机掘后先迅速采用液压单体支柱将空顶区支撑牢固，然后再进行敲帮问顶，待处理完掉活矸、浮石后，迅速用单体柱将工字钢和钢丝网顶到顶部平直部分、连网、护住顶板。支设每根单体液压支柱时至少三人配合进行临时支护，工人劳动强度大，成本高，回柱危险性大，存在安全隐患，并且影响人员及设备通行，支护效果和安全保障不理想。

发明内容

本发明为了解决现有煤矿井下临时支护存在的上述问题，进而提供了一种拱形巷道掘进无反复支撑自移成套装置。

本发明采用如下技术方案：

一种拱形巷道掘进无反复支撑自移成套装置，包括掘进机、支撑升降平台和若干外支撑装置，外支撑装置采用与拱形掘进巷道匹配的拱形支撑，外支撑装置之间相互平行、跨骑于掘进机上对拱形掘进巷道形成支撑，支撑升降平台设于掘进机顶部并能自由升降至与外支撑装置上部接触，外支撑装置与支撑升降平台接触后能随支撑升降平台沿掘进行进线向前推进至掘进机前端。

所述外支撑装置包括两架相互平行的拱形支撑架，两架支撑架通过横向连接梁连接，每架支撑架包括支撑梁、端头梁和立柱，支撑梁和端头梁均为弧形梁，两组端头梁分别圆滑过渡铰接于支撑梁左右两端构成匹配支撑拱形掘进巷道的弧形梁；所述立柱铰接于端头梁的尾端对弧形梁两端进行对称支撑；所述端头梁上设有促使端头梁绕其与支撑梁的铰轴向内侧旋转收回的端头油缸，端头油缸由液压马达驱动。

所述端头梁与立柱的铰接处设有护帮梁，护帮梁为弧形梁段，与端头梁平滑过渡连接。

所述支撑梁的顶弧面上铰接有若干能适应顶板起伏变化的托盘，托盘是与支撑梁半径相同、内凹面同向的弧面板。

所述端头梁上设有防止护帮梁向外侧翘起的限位块，即护帮梁向外侧展开时的最大极限位置是与端头梁构成共圆心的弧，防止护帮梁相对端头梁外翘干扰巷道。

所述外支撑装置的同侧立柱间设有连接卡箍及防护板，护帮梁的内侧设有供防护板上下移动的滑槽。

所述支撑升降平台包括横架、滑移小车和升降装置，升降装置安装于掘进机上，横架设于升降装置顶部并随升降装置自由升降；所述横架上设有滑轨槽，滑轨槽内安装有供滑移小车滑移运动的滑轨，滑移小车随升降装置与外支撑装置的支撑梁接触、脱离。

所述升降装置采用液压升降，包括对称设于掘进机两侧的升降油缸，升降油缸外接驱动液压马达，升降油缸的缸体固定于掘进机架体上，升降油缸的活塞杆与横架连接。