一种煤矿冲击地压条件下护帮强顶超前支架

摘要

本发明公开了一种煤矿冲击地压条件下护帮强顶超前支架，包括顶梁和底座，所述顶梁有两个并对称设置，所述底座有两个并对称设置，两个所述底座分别水平设置于两个顶梁下方，每个所述顶梁底部均设有用于连接底座的连接机构，且每个顶梁底部中心处均设有用于支撑底座的支撑机构，每个所述顶梁和底座一对称侧面均安装有侧板，且每个顶梁和底座一对称侧面均安装有水平设置和倾斜四十五度设置的千斤顶。本发明支架最大优点是两侧可根据巷道情况单独调节支护板进行防护，设计应用一组水平千斤顶和一组45千斤顶实现三角形支护，确保两侧了支护强度。

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿冲击地压防护支架技术领域，尤其涉及一种煤矿冲击地压条件下护帮强顶超前支架。

背景技术

采煤工作面超前巷道围岩在采煤工作面釆动影响下，受到多种支承压力叠加作用，矿压显现复杂，同时该区段设备布置密集，是行人、通风及运输咽喉，是维护和管理的重点和难点。因此《煤矿安全规程》规定：采煤工作面必须保持至少2个畅通的安全出口，一个通到进风巷，另一个通到回风巷道。采煤工作面所有安全出口与巷道连接处超前压力影响范围内必须加强支护，且加强支护的巷道长度不得小于20m。冲击地压危险区域的巷道必须加强支护，采煤工作面必须加大上下出口和巷道的超前支护范围与强度，弱冲击地压危险区域的工作面超前支护长度不得小于70m；厚煤层放顶煤工作面、中等及以上冲击地压危险区域的工作面超前支护长度不得小于120m，超前支护应当满足支护强度和支护整体稳定性要求。

我国许多矿区大倾角和深部厚煤层开釆比例越来越大，冲击地压等造成工作面超前段巷道事故频发。为适应超前巷道变化对支护技术提出的新挑战，超前巷道的支护问题仍然是工作面支护体系的最薄弱环节和难点。以往的采煤工作面超前支护的方式主要是在巷道掘进期间施工的锚索、锚杆、金属网、钢带等联合支护的基础上，釆用单体支护、U形钢支架、工字钢金属支架等支护形式，其中以单体液压支柱配合金属絞接顶梁支护形式居多，根据巷道断面及顶板压力情况确定支护参数，以确保安全出口的畅通。

单体支柱凭借其灵活性、配套顶梁等结构型式的超前支护方式，使用范围在相当长时间内仍会存在，以适应矿井条件和开釆方法的多样性。传统的单体支护己无法适应深部等强冲击超前巷道以及大型大断面超前巷道的维护和管理需求，超前液压支架成为发展的必然。

工作面超前支护是工作面防护的重点和难点之一。一是由于矿井开采强度加大，推进速度和自动化程度提高，对工作面端头和超前支护提出了更高的要求；二是综采工作面设备数量的增加，设备尺寸的加大，人员增多，以及工序的复杂，对工作面端头和超前支护可靠性要求更高。

采煤工作面顺槽的超前支护是工作面全面实现自动化的一大屏障，靠近煤壁附近的煤体在单向受力状态下，极易被破坏而失去支撑能力，变为塑性区，使支承压力向煤体深处转移。以往的单体液压支柱配合金属絞接顶梁超前支护方式存在劳动强度大，支护成本高，安全性差，支护强度低等问题。

当前有各种形式的超前单元支架在各个矿区的各种条件下应用，但都没能解决自动化的问题，支护效果上有利有弊。超前支架大都采用前拉后推的移架方式，基本上可以实现液压驱动下的移架问题，但支架对顶板的反复支撑对顶板或对锚杆锁头造成的主动破坏是不可避免的，这会给端头支护增加困难。

近年来，随着煤矿自动化、智能化建设步伐的快速推进，超前单元支架支护技术得到了广泛的应用，但单元支架只能够对巷道顶部加强支护，而缺少对巷道帮部变形的防护作用，不利于冲击地压矿井条件下的加强支护。

为克服上述支护缺点，加强超前支护应当满足支护强度和支护整体稳定性要求，提升煤矿安全装备水平和安全保障能力，保障采煤工作面安全高效生产，发明了一种煤矿冲击地压条件下护帮强顶单元支架。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种煤矿冲击地压条件下护帮强顶超前支架。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种煤矿冲击地压条件下护帮强顶超前支架，包括顶梁和底座，所述顶梁有两个并对称设置，所述底座有两个并对称设置，两个所述底座分别水平设置于两个顶梁下方，每个所述顶梁底部均设有用于连接底座的连接机构，且每个顶梁底部中心处均设有用于支撑底座的支撑机构，每个所述顶梁和底座一对称侧面均安装有侧板，且每个顶梁和底座一对称侧面均安装有水平设置和倾斜四十五度设置的千斤顶。

作为本发明的进一步方案，所述连接机构包括立柱，且立柱有两个并分别竖直安装于底座顶部一端和中心处，两个所述立柱顶部分别安装于顶梁底部一端和中心处。

进一步的，所述支撑机构包括四连杆，且四连杆顶端铰接于顶梁底部中心处，所述四连杆末端铰接于底座顶部中心处。

本发明的有益效果：

1.支架布置方式优化，由对称两列纵向排列布置优化为整体单列布置方式；

2.增加支护强度，由只对巷道顶部支护优化为护帮强顶四同全方向同时支护；

3.增加支护稳定性，巷道顶底、两帮同时受力，根据巷道宽度进行调节，防护巷道两侧变形，增加支护强度和支护整体稳定性；

4.本架操作能够并实现整体自行移动，顶梁和侧护板可伸降收缩，减小支架尺寸；

5.支架最大优点是两侧可根据巷道情况单独调节支护板进行防护，设计应用一组水平千斤顶和一组45千斤顶实现三角形支护，确保两侧了支护强度；

6.支架底座沿走向可装备30kg/m钢轨，配合辅助运输；

7.巷道顶帮支护基本全覆盖，满足冲击地压条件下工作面超前支护要求。

附图说明

图1是根据本发明的一种煤矿冲击地压条件下护帮强顶超前支架的主视图图；

图2是根据本发明的一种煤矿冲击地压条件下护帮强顶超前支架的俯视图。

图中：1、顶梁；2、底座；3、立柱；4、千斤顶；5、侧板；6、四连杆。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种煤矿冲击地压条件下护帮强顶超前支架，包括顶梁1和底座2，顶梁1有两个并对称设置，底座2有两个并对称设置，两个底座2分别水平设置于两个顶梁1下方，每个顶梁1底部均设有用于连接底座2的连接机构，且每个顶梁1底部中心处均设有用于支撑底座2的支撑机构，每个顶梁1和底座2一对称侧面均安装有侧板5，且每个顶梁1和底座2一对称侧面均安装有水平设置和倾斜四十五度设置的千斤顶4。

本发明，连接机构包括立柱3，且立柱3有两个并分别竖直安装于底座2顶部一端和中心处，两个立柱3顶部分别安装于顶梁1底部一端和中心处。

本发明，支撑机构包括四连杆6，且四连杆6顶端铰接于顶梁1底部中心处，四连杆6末端铰接于底座1顶部中心处。

工作原理：顶梁1采用整体刚性结构，是一种箱型结构件。顶梁1直接与顶板接触，是支承维护顶板的主要箱形结构件，顶梁1将来自巷道顶板的压力直接传递该支架的立柱3，并通过立柱3传递到底座2，直至巷道底板。每组单元支架由两个顶梁1组成，每个顶梁1箱体结构件内间隔2000mm布置一组水平和倾斜45°千斤顶4实现三角形支护，确保两侧支护强度。每个顶梁箱体结构件内共有6付这样的千斤顶4；底座2为整体刚性结构，是一种箱型结构件。底座2前、后两端及左、右两端均采用圆滑结构，前、后设计有拉移孔，便于移架。底座2直接与底板接触，承受通过顶梁1、立柱3传递过来的顶板的垂直压力，也承受由底板显现作用的向上作用力，并承受由侧推千金顶4传递过来的侧帮的垂直分力。每组单元支架由两个底座2组成，每个底座2的箱体结构件内间隔2000mm布置一组水平和倾斜45°千斤顶4实现三角形支护，确保两侧支护强度。每个底座2的箱体结构件内共有6付这样的千斤顶4；侧板5采用σ16mm钢板与侧推千顶相连，每个单元支架由4块钢板构成，根据巷道宽度进行调节，防护巷道两侧变形；

支架采用前架和后架构成一组支架，并采用对称四连杆6机构，确保了支护的整体稳定性；同时每组支架设计四个立柱3和两个四连杆6机构，保证了单个支架的稳定性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。