[发明专利]一种具有煤壁片帮快速响应功能的液压支架

说明书

本发明涉及采煤机械设备领域，尤其是一种具有煤壁片帮快速响应功能的液压支架，其包括底座、立柱、顶梁、伸缩梁、护帮板及测振仪，测振仪安装在液压支架上，并采用非接触式测量煤壁振动信号；护帮板包括依次连接的一级护帮板、二级护帮板及三级护帮板，一级护帮板靠近煤壁一侧连接快速响应装置，快速响应装置与测振仪信号连接，且快速响应装置接收煤壁振动信号后，在二级护帮板及三级护帮板贴合煤壁前与煤壁抵接。本发明采用激光测振技术对煤壁状态进行实时、大面积监测，并将测量数据信息实时准确地进行传输与处理，实现煤壁片帮预警；快速响应装置采用电控及机械传动机构，在接收到煤壁振动信号后快速做出动作反应，能够及时快速地顶住煤壁。

技术领域

本发明涉及采煤机械设备领域，尤其是一种具有煤壁片帮快速响应功能的液压支架。

背景技术

大采高综合机械化开采是厚度大于3.5m坚硬、厚煤层的主要开采方法之一，但随着采高的逐渐增大，煤壁发生片帮几率也随之加大。煤壁片帮极易引发端面冒顶，使工作面开采条件进一步恶化，导致液压支架受力不均，引起支架部件损坏，甚至威胁生产人员人身安全。在工作面开采参数一定的条件下，液压支架合理的护帮结构是抑制煤壁片帮最有效的方法。

通过对不同护帮结构进行受力分析发现，伸缩梁与护帮板分体结构设计具有更高的煤壁支护作用力，其可以通过伸缩千斤顶对煤壁施加主动水平作用力，但由于护帮板与伸缩梁分体结构的一级护帮板不能接触煤壁，只有第二级、第三级护帮板对煤壁施加主动支护作用力，其对煤壁的有效支护面积减少，且伸缩梁与护帮板的千斤顶均使用液压系统，传递效率低，动作速度慢，在采煤机割煤完成后，伸缩梁伸出至二级、三级护帮板完全贴合煤壁的时间段内，未能快速有效防止片帮。

此外，现阶段国内煤壁状态监测大多基于传感器技术，采用接触式的测量方法，需要安装大量的的传感器设备，成本高、安装繁琐、效率低、维护困难，且矿井环境复杂，存在电磁干扰，会导致测量结果不准确，进而影响护帮效果。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种具有煤壁片帮快速响应功能的液压支架，其采用的技术方案如下：

一种具有煤壁片帮快速响应功能的液压支架，包括底座、立柱、顶梁、伸缩梁、护帮板及测振仪，所述测振仪安装在液压支架上，并采用非接触式测量煤壁振动信号；所述护帮板包括依次连接的一级护帮板、二级护帮板及三级护帮板，所述一级护帮板靠近煤壁一侧连接快速响应装置，所述快速响应装置与测振仪信号连接，且快速响应装置接收煤壁振动信号后，在二级护帮板及三级护帮板贴合煤壁前与煤壁抵接。

在上述方案的基础上，所述快速响应装置包括第二电机、连杆机构及辅助护帮板，所述第二电机安装在顶梁下方，第二电机与测振仪信号连接，连杆机构由第二电机驱动，并带动辅助护帮板转动。

在上述方案的基础上，所述连杆机构包括支撑杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆及第四连杆，所述第一连杆两端分别铰接辅助护帮板顶端和第四连杆的一端，第四连杆的另一端与顶梁铰接，第一连杆中部沿其延伸方向设置2个铰接孔，支撑杆一端与辅助护帮板侧面中部铰接，另一端与第一连杆中部靠近辅助护帮板一侧的铰接孔铰接，第二连杆一端与第一连杆中部靠近第四连杆一侧的铰接孔铰接，另一端与第三连杆的一端铰接，第三连杆的另一端与第二电机连接，并由第二电机驱动并转动。

优选地，所述快速响应装置还包括伸缩板，所述伸缩板与辅助护帮板平行设置，并沿辅助护帮板往复滑移。

在上述方案的基础上，辅助护帮板上设置第一电机及齿轮，所述齿轮由第一电机驱动并转动，伸缩板上沿其移动方向固定连接齿条，齿条与齿轮啮合连接。

优选地，测振仪包括依次连接的固定杆、活动杆、壳体及镜头，所述活动杆两端为铰接，壳体内在镜头高度上沿水平方向依次设置激光器、第一分光镜及第二分光镜，第二分光镜设置在第一分光镜与镜头之间，第一分光镜下方设置反光镜，第二分光镜下方设置第三分光镜，反光镜与第三分光镜之间设置相位调制器，第三分光镜下方设置探测器。