井巷快掘超前支護綜合裝置的製作方法

2023-05-27 07:34:56 1

專利名稱：井巷快掘超前支護綜合裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及井巷掘進時的支護設備，具體為一種井巷快掘超前支護綜合裝置。
背景技術：
我國巷道快速掘進方式中最主要的方式是懸臂式掘進機與MQT系列錨杆鑽機， SPJ-650型膠帶輸送機配套技術作業線，也稱為巷道綜合機械化掘進，但是綜掘單進水平仍然徘徊在350米左右。巷道掘進超前臨時支護安全問題是困擾煤礦生產多年的一項技術難題。國內煤礦巷道掘進中普遍提到使用的臨時支護形式是吊環(U型卡)串梁和支柱加橫梁兩種支護形式，這兩種方式都存在著安全不可靠、操作難度大、支護強度低、空頂區錨固作業等安全隱患，使用一掘一支施工工藝，循環作業時間長，制約掘進效率提高。隨著綜採技術的發展，國內已出現了年產幾百萬噸級、甚至千萬噸級超級工作面，使年消耗回採巷道數量大幅度增加，而且現在綜合機械化掘進速度遠滿足不了煤礦採掘抽銜接寬鬆順暢、環節能力的提升、高產穩產安全發展要求。所以國內煤礦採取的措施是增加掘進隊組解決採掘銜接緊張局面，然而掘進隊組為了追求進尺，經常出現跨工序作業、超控頂作業、支護不及時、空頂時間長，錨杆錨固力達不到支護要求、不按正規循環組織生產等違章作業現象。 因此、需要一種體積小、結構相對簡單、性能可靠、安裝簡便、操作簡單、適合於井下工作環境的人工控制的實用新型附屬機械裝置，用於掘進工作面超前臨時支護、快速打注錨杆、錨索、架設工字鋼棚梁實現綜合機械化安全高效快速掘進。從2010年部分生產礦井(西山煤電集團公司杜兒坪礦、馬蘭礦、鎮城底礦、霍州煤電幹河礦等)開始進行懸臂式掘進機機載臨時支護裝置試用，實現了機械化臨時支護，淘汰了吊環(U型卡)串梁和支柱加橫梁兩種人工支護形式。但是掘進機機載臨時支護裝置存在以下問題(1)該裝置對頂板最大支撐力只有1. 5噸，只有在地質條件好的情況下起到護頂作用。(2)如果頂板壓力大破碎、掉皮或地質條件變化無常時，該裝置不起作用。(3)該裝置裝配在掘進機懸臂上擋住司機視線及掘進機前照明燈幹擾正常截割作業。(4)巷道高度低於3. 0米時該裝置不能順利翻轉打開收回，巷道高度大於4. 0米時該裝置不能使用。(5) 機載前探支護裝置護頂面積小只有2. 5X2. 5平方米。(6)機載超前臨時支護時，只能打注巷道兩幫側的頂錨杆，其它部位的頂錨杆，只有機載超前支護裝置收回方可打注。(7)使用機載臨時支護裝置進行支護工序作業制約掘進效率提高。

發明內容
本發明為了解決現有巷道快速掘進中超前支護裝置工作速度慢、適用範圍窄、不能快速打注錨杆的問題，提供了一種井巷快掘超前支護綜合裝置。本發明是採用如下技術方案實現的井巷快掘超前支護綜合裝置，其特徵在於 包括兩根並列設置的滑軌，每根滑軌上設有內軌道槽、外軌道槽兩個並排的軌道槽；滑軌上從前到後並列布置有門形支架I、門形支架II、門形支架III三個門型支架，每個門形支架包括兩個支架座，每個支架座上固定有一個套在滑軌外軌道槽上的滑塊，每個支架座的上下表面各插固有一根液壓支柱，支架座上方的兩個液壓支柱頂端之間連有橫梁；滑軌前端固定有錨杆打注支架，錨杆打注支架包括兩個分別套在滑軌內軌道槽上的軌座I，兩個軌座 I內側分別豎直固定一個液壓油缸，兩個液壓油缸頂端之間連有錨杆打注橫梁，錨杆打注橫梁上均布設有若干錨杆機頭安裝底盤；門形支架I的橫梁上水平設置若干前探梁，滑軌內軌道槽上套有與門形支架III的滑塊固定的軌座II，軌座I與軌座II之間連有推動液壓油缸，軌座I與門形支架I的滑塊之間為可拆連接。支架座的上下表面插固液壓支柱的方式， 支架座、軌座II上固定滑塊的方式，滑塊、軌座I、軌座II套在滑軌上的方式、軌座I與門形支架I的滑塊之間的可拆連接的方式，這些都是本領域技術人員容易想到和實現的。定義滑軌固定有錨杆打注支架的一端為前端，定義各個部件安裝後兩條滑軌之間的部分為內側。井巷快掘超前支護綜合裝置裝配完畢後，準備工作包括將鋼帶橫向按作業規程規定要求的排距擺放在門形支架I前探梁上，鋼筋網擺放在鋼帶上，前探梁上的彈簧頂絲銷將其卡住及用1 鐵絲捆幫緊，掘進機割夠1.6至3. 2米，將截割頭落下，並將掘進機和切割頭閉鎖，井巷快掘超前支護綜合裝置準備開始工作。具體工作過程中
第一步，門形支架II、門形支架III的液壓支柱伸長，支撐住巷道頂底板，裝上軌座I與門形支架I的滑塊之間的可拆連接，門形支架I的液壓支柱縮短，推動液壓油缸伸長，帶動門形支架I和錨杆打注支架前移。前移到位後，門形支架I的液壓支柱伸長支撐住頂底板。第二步，門形支架III的液壓支柱縮短，推動液壓油缸縮短，帶動門形支架III前移。第三步，拆掉軌座I與門形支架I的滑塊之間的可拆連接，門形支架II的液壓支柱縮短，推動液壓油缸伸長，帶動錨杆打注支架和門形支架II前移。前移到位後，門形支架 II的液壓支柱伸長支撐住巷道頂底板，液壓油缸伸長帶動裝好鑽頭的錨杆打注橫梁上升到位，鑽機轉動打錨眼，錨杆打注橫梁下降，裝入錨杆，錨杆打注橫梁上升打注第一排錨杆。打注完畢後錨杆打注橫梁下降，換裝鑽頭，推動液壓油缸縮短帶動錨杆打注支架達到第二排錨杆位置，錨杆打注橫梁上升，鑽機轉動打第二排錨眼，然後換裝錨杆打注第二排錨杆。第四步，錨杆打注支架的液壓油缸縮短，推動液壓油缸繼續縮短使得錨杆打注支架與門形支架I到達同一位置。然後一個工作循環結束，進入下一次掘進工作循環。本發明的有益效果如下井巷快掘超前支護綜合裝置結構巧妙合理、性能可靠、安裝簡便、操作方便、適應巷道範圍廣、可配套機型多、工作過程符合《煤礦安全規程》有關規定。1、實現煤礦井下巷道超快掘進。制約綜合機械化掘進效率的主要原因是支護工序，例如巷道斷面為高(3. 2米)X寬(4. 2米)，掘進2. 0米巷道，掘進機割煤需要30分鐘， 停機進行巷道永久性支護需要90分鐘，其中打注錨杆需要70分鐘，中間環節需要20分鐘， 四六製作業，三個生產班，一個檢修班。由於種種原因生產班實際有效作業時間為300分鐘，一個生產班進尺5米。如果採用井巷快掘超前支護綜合裝置配合掘進機作業，掘進機割煤需要30分鐘，停機進行巷道永久性支護需要30分鐘，其中打注錨杆需要15分鐘，中間環節需要10分鐘，四六製作業，三個生產班，一個檢修班。由於種種原因生產班實際有效作業時間為300分鐘，一個生產班進尺10米。2、實現機械化超前臨時有效支護，實現快速打注錨杆、錨索、架設工字鋼棚梁，實現了錨網的機械化鋪架。3、消滅空頂作業，減少頂板離層。人員始終在巷道頂板有效支護的環境中施工作業，消除工人對高危作業環境的心理精神負擔，減輕工人勞動強度。4、工序集成化，提高有效開機時間、減少工序循環次數、減少工序循環佔用時間。


圖1為本發明的主視結構示意圖； 圖2為本發明的俯視結構示意圖3為本發明的側視結構示意圖； 圖4為門形支架I的結構示意圖； 圖5為錨杆打注支架的結構示意圖； 圖6為滑軌的橫截面圖； 圖7為支架座的立體結構示意圖； 圖8為滑塊的立體結構示意圖； 圖9為軌座II的立體結構示意圖； 圖10為軌座I的立體結構示意圖。圖中1-滑軌，2-門形支架I，3-門形支架II，4-門形支架III，5-支架座，6-液壓支柱，7-橫梁，8-錨杆打注支架，9-軌座I，10-液壓油缸，11-錨杆打注橫梁，12-錨杆機頭安裝底盤，13-前探梁，14-軌座II，15-推動液壓油缸，16-滑塊，17-內軌道槽，18-外軌道槽，19-銷孔I，20-液壓支柱插孔，21- U型槽I，22-裝配孔I，23-凸起，24-銷孔II， 25-裝配孔II，26-雙耳卡槽，27-液壓油缸套，28-銷孔III，29- U型槽II，30-U形槽III。
具體實施例方式井巷快掘超前支護綜合裝置，其特徵在於包括兩根並列設置的滑軌1，每根滑軌上設有內軌道槽17、外軌道槽18兩個並排的軌道槽；滑軌1上從前到後並列布置有門形支架I 2、門形支架II 3、門形支架III4三個門型支架，每個門形支架包括兩個支架座5，每個支架座5上固定有一個套在滑軌1外軌道槽18上的滑塊16，每個支架座5的上下表面各插固有一根液壓支柱6，支架座5上方的兩個液壓支柱6頂端之間連有橫梁7 ；滑軌1前端固定有錨杆打注支架8，錨杆打注支架8包括兩個分別套在滑軌1內軌道槽17上的軌座I 9， 兩個軌座I 9內側分別豎直固定一個液壓油缸10，兩個液壓油缸10頂端之間連有錨杆打注橫梁11，錨杆打注橫梁11上均布設有若干錨杆機頭安裝底盤12 ；門形支架I 2的橫梁7 上水平設置若干前探梁13，滑軌1內軌道槽17上套有與門形支架III 4的滑塊16固定的軌座II 14，軌座I 9與軌座II 14之間連有推動液壓油缸15，軌座I 9與門形支架I 2的滑塊 16之間為可拆連接。
具體實施方式
中
支架座5上下表面開有液壓支柱插孔20，支架座5左右側壁開有與液壓支柱插孔20相通的銷孔I 19，液壓支柱6的端部開有與支架座(5)左右側壁上的銷孔I (19)相配合的通孔，通孔與銷孔I 19之間插有銷杆。相比本領域技術人員所能想到的液壓支柱6與支架座 5之間的插固結構，這種結構更為簡單有效。
支架座5內側面開有卡在滑塊16上下表面以及外側面的U型槽I 21，支架座5外側面開有裝配孔I 22，滑塊16外側面開有與支架座5上的裝配孔I 22位置對應的裝配孔
II25，裝配孔II 25與裝配孔I 22中插有連接銷軸；軌座I 9、軌座II 14外側設有卡在滑塊 16上下表面以及內側面的U型槽II四。相比本領域技術人員所能想到的支架座5與滑塊 16之間的固定結構以及軌座I 9、軌座II 14與滑塊16的配合，這種結構更為簡單有效，且節省空間。滑塊16的內側面開有U形槽III 30，滑塊16U形槽III 30的上下端面設有卡在滑軌 1外軌道槽18上的凸起23;軌座I 9、軌座II 14的U型槽II四的上下端面設有卡在滑軌 1內軌道槽17上的凸起23。相比本領域技術人員所能想到的滑塊16、軌座I 9、軌座II 14 套在滑軌1上的結構，這種結構更為簡單有效。軌座I 9內側面設有用於固定液壓油缸10的液壓油缸套27。軌座I與軌座II的區別在於加設液壓油缸套27。這種結構方便統一生產製造且更便於液壓油缸10與軌座I 9 之間的連接固定。門形支架I 2的橫梁7與前探梁13是滑動連接；錨杆打注橫梁11與錨杆機頭安裝底盤12是滑動連接。滑動連接的實現可以是多種方式，這有利於改變前探梁13與錨杆機頭安裝底盤12的布置數量和布置位置。本實施方式中採用三個前探梁13和五個錨杆機頭安裝底盤12。軌座I 9、軌座II 14上表面設有固定推動液壓油缸15的雙耳卡槽沈，推動液壓油缸15端部設有卡入雙耳卡槽沈內的單耳卡槽，雙耳卡槽沈與單耳卡槽之間插有銷。相比本領域技術人員所能想到的推動液壓油缸15兩端的固定結構，這種結構更為簡單有效。軌座I 9、軌座II 14的上表面開有銷孔III 28，門形支架I 2的滑塊16上表面開有與軌座I 9上表面的銷孔III 28位置對應的銷孔II 24，門形支架II 3的滑塊16上表面開有與軌座II 14上表面的銷孔III 28位置對應的銷孔II 24，銷孔II 24與銷孔III 28插有銷。門形支架II 3與軌座II 14通過該方式實現連接固定。且銷可以隨時拔出插入，門形支架I 2 與軌座I 9實現可拆連接，這種結構更簡單方便。工作過程如下
第一步，門形支架II 3、門形支架III 4的液壓支柱伸長，支撐住巷道頂底板，插入軌座 I 9與門形支架I 2的滑塊16之間的銷，門形支架I 2的液壓支柱6縮短，推動液壓油缸 15伸長，帶動門形支架I 2和錨杆打注支架8前移。前移到位後，門形支架I 2的液壓支柱 6伸長支撐住頂底板。第二步，門形支架III 4的液壓支柱6縮短，推動液壓油缸15縮短，帶動門形支架
III4前移。第三步，拔出軌座I 9與門形支架I 2的滑塊16之間的銷，門形支架II 3的液壓支柱6縮短，推動液壓油缸15伸長，帶動錨杆打注支架8和門形支架II 3前移。前移到位後，門形支架II 3的液壓支柱6伸長支撐住巷道頂底板，液壓油缸10伸長帶動裝好鑽頭的錨杆打注橫梁11上升到位，鑽機轉動打錨眼，錨杆打注橫梁11下降，裝入錨杆，錨杆打注橫梁11上升打注第一排錨杆。打注完畢後錨杆打注橫梁11下降，換裝鑽頭，推動液壓油缸15 縮短帶動錨杆打注支架8達到第二排錨杆位置，錨杆打注橫梁11上升，鑽機轉動打第二排錨眼，然後換裝錨杆打注第二排錨杆。
第四步，錨杆打注支架8的液壓油缸10縮短，推動液壓油缸15繼續縮短使得錨杆打注支架8與門形支架I 2到達同一位置。然後一個工作循環結束，進入下一次掘進工作循環。
權利要求
1.一種井巷快掘超前支護綜合裝置，其特徵在於包括兩根並列設置的滑軌(1)，每根滑軌(1)上設有內軌道槽(17)、外軌道槽(18)兩個並排的軌道槽；滑軌(1)上從前到後並列布置有門形支架I (2)、門形支架II (3)、門形支架111(4)三個門型支架，每個門形支架包括兩個支架座(5 )，每個支架座(5 )上固定有一個套在滑軌(1)外軌道槽(18 )上的滑塊(16 )， 每個支架座(5)的上下表面各插固有一根液壓支柱(6)，支架座(5)上方的兩個液壓支柱 (6)頂端之間連有橫梁(7);滑軌(1)前端固定有錨杆打注支架(8)，錨杆打注支架(8)包括兩個分別套在滑軌(1)內軌道槽(17)上的軌座I (9)，兩個軌座I (9)內側分別豎直固定一個液壓油缸(10)，兩個液壓油缸(10)頂端之間連有錨杆打注橫梁(11)，錨杆打注橫梁(11) 上均布設有若干錨杆機頭安裝底盤(12)；門形支架I (2)的橫梁(7)上水平設置若干前探梁(13)，滑軌(1)內軌道槽(17)上套有與門形支架III(4)的滑塊(16)固定的軌座II (14)， 軌座I (9)與軌座II (14)之間連有推動液壓油缸(15)，軌座I (9)與門形支架I (2)的滑塊(16)之間為可拆連接。
2.根據權利要求1所述的井巷快掘超前支護綜合裝置，其特徵在於支架座(5)上下表面開有液壓支柱插孔(20)，支架座(5)左右側壁開有與液壓支柱插孔(20)相通的銷孔I (19)，液壓支柱(6)的端部開有與支架座(5)左右側壁上的銷孔I (19)相配合的通孔，通孔與銷孔I (19)之間插有銷杆。
3.根據權利要求1或2所述的井巷快掘超前支護綜合裝置，其特徵在於支架座(5) 內側面開有卡在滑塊(16)上下表面以及外側面的U型槽I (21)，支架座(5)外側面開有裝配孔I (22)，滑塊(16)外側面開有與支架座(5)上的裝配孔I (22)位置對應的裝配孔II (25)，裝配孔II (25)與裝配孔I (22)中插有連接銷軸；軌座I (9)、軌座II (14)外側設有卡在滑塊(16)上下表面以及內側面的U型槽II (29)。
4.根據權利要求3所述的井巷快掘超前支護綜合裝置，其特徵在於滑塊(16)的內側面開有U形槽111(30)，滑塊(16)U形槽111(30)的上下端面設有卡在滑軌(1)外軌道槽(18) 上的凸起(23)；軌座I (9)、軌座II (14)的U型槽II (29)的上下端面設有卡在滑軌(1)內軌道槽(17)上的凸起(23)。
5.根據權利要求1所述的井巷快掘超前支護綜合裝置，其特徵在於軌座I(9)內側面設有用於固定液壓油缸(10)的液壓油缸套(27)。
6.根據權利要求1所述的井巷快掘超前支護綜合裝置，其特徵在於門形支架I(2)的橫梁(7)與前探梁(13)是滑動連接；錨杆打注橫梁(11)與錨杆機頭安裝底盤(12)是滑動連接。
7.根據權利要求1所述的井巷快掘超前支護綜合裝置，其特徵在於軌座I(9)、軌座 II (14)上表面設有固定推動液壓油缸(15)的雙耳卡槽(26)，推動液壓油缸(15)端部設有卡入雙耳卡槽(26)內的單耳卡槽，雙耳卡槽(26)與單耳卡槽之間插有銷。
8.根據權利要求3所述的井巷快掘超前支護綜合裝置，其特徵在於軌座I(9)、軌座 II (14)的上表面開有銷孔III(28)，門形支架I (2)的滑塊(16)上表面開有與軌座I (9)上表面的銷孔111(28)位置對應的銷孔II (24),門形支架II (3)的滑塊(16)上表面開有與軌座 II (14)上表面的銷孔111(28)位置對應的銷孔II (24)，銷孔II (24)與銷孔111(28)插有銷。
全文摘要
本發明具體為井巷快掘超前支護綜合裝置，解決了現有巷道快速掘進中超前支護裝置工作速度慢速度慢、適用範圍窄、不能快速打注錨杆的問題。井巷快掘超前支護綜合裝置，包括兩根並列設置的滑軌，滑軌上從前到後並列布置有三個門型支架，滑軌前端固定有錨杆打注支架，錨杆打注支架的兩個液壓油缸頂端之間連有錨杆打注橫梁，錨杆打注橫梁上均布設有若干錨杆機頭安裝底盤，門形支架Ⅰ前側面水平布置若干前探梁，滑軌內軌道上套有與門形支架Ⅲ的滑塊固定的軌座Ⅱ，軌座Ⅰ與軌座Ⅱ之間連有推動液壓油缸，軌座Ⅰ與門形支架Ⅰ的滑塊之間為可拆連接。本發明結構巧妙合理、性能可靠、安裝簡便、操作方便、適應巷道範圍廣。
文檔編號E21D21/00GK102322281SQ20111016414
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月18日 優先權日2011年6月18日
發明者張春生, 張舒平, 李瑞琪, 李育泉, 相天星, 秦斌青, 蔡新 申請人:張春生