一種類土質煤工作面液壓支架的製作方法

2023-05-20 10:55:06

本發明涉及一種煤礦開採技術領域，尤其是涉及一種類土質煤工作面液壓支架及煤層開採防護方法。

背景技術：

鬆軟煤層強度低，結構性差，在長期特定的地質與力學條件下形成了與黃土相似的物理力學特徵，這種破碎、鬆散的似土非土的煤體，為類土質煤。

類土質煤工作面採掘過程中煤壁易片幫失穩，煤壁的穩定性問題嚴重製約了類土質煤層的安全高效開採。煤層回採時，液壓支架起到關鍵的支撐作用，選擇合適的液壓支架是防控煤壁片幫，提高煤體穩定性的前提。

現有的針對鬆軟煤層工作面的液壓支架雖然增加了護幫板，但在採煤機割煤後，新暴露的頂部極易冒落，冒落的煤巖體堆積在煤壁前方，減小了液壓支架前方的空間，致使護幫板難以完全打開，支架的護幫性能得不到充分發揮，支護效果也不明顯，無法最大限度的提高煤體穩定性。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種類土質煤工作面液壓支架，以提高開採過程中煤壁的穩定性。

本發明的目的還在於提供一種類土質煤的煤層開採防護方法，以提高煤壁開採過程中煤壁的穩定性。

為此，本發明提供了一種類土質煤工作面液壓支架，包括支架底座、支架頂梁、支架立柱、推移千斤頂、護幫板、以及護幫板千斤頂，還包括前探頂梁和前探頂梁千斤頂，其中，前探頂梁位於支架頂梁的前方，由前探頂梁千斤頂控制伸縮，並且在支護作業時插入煤壁中。

進一步地，上述前探頂梁為鏟型。

進一步地，上述前探頂梁千斤頂的一端與支架頂梁固定連接，另一端與前探頂梁固定連接。

進一步地，上述護幫板千斤頂的一端與支架頂梁連接，另一端與護幫板相連接。

進一步地，上述護幫板的連接端與支架頂梁鉸接。

進一步地，上述前探頂梁和前探頂梁千斤頂的寬度小於支架頂梁的寬度。

進一步地，上述護幫板包括在工作時平行於作業面的護幫板體和位於釺探頂梁千斤頂左右兩側的連接杆，其中，連接杆包括與支架頂梁鉸接的連接端。

進一步地，上述護幫板的靠近前探頂梁底面的位置設有避讓面，其中，避讓面在護幫板支護作業時與煤壁之間形成避讓空間。

進一步地，上述前探頂梁的底面為斜面，與水平面的夾角為5°～10°。

根據本發明的另一方面，提供了一種類土質煤的煤層開採防護方法，使用根據上面所描述的類土質煤工作面液壓支架，該防護方法包括以下步驟：在採煤機滾筒開採煤壁到達所述液壓支架所在位置時，回收所述液壓支架的前探頂梁和護幫板，進行割煤；割煤結束隨後回收所述液壓支架的支架立柱，利用刮板輸送機和推移千斤頂牽引液壓支架整體前移，隨後升起所述支架立柱，支撐所述支架頂梁；開啟前探頂梁千斤頂迫使所述前探頂梁插入煤壁，並且開啟護幫板千斤頂打開護幫板；以及利用推移千斤頂推動刮板輸送機和採煤機前移，等待下次開採。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：本發明在支架頂梁前段、護幫板上方設計了前探頂梁，在採煤機割煤後，前探頂梁在前探頂梁千斤頂的推動下能夠及時伸出支護新暴露的頂板，防止頂板冒落，保證了液壓支架與煤壁間的空間，為護幫板提高有效的工作空間，有利於液壓支架護幫板的完全打開，充分地發揮液壓支架的護板作用，提高煤壁的穩定性。

除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本發明還有其它的目的、特徵和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1示出了根據本發明一實施例的類土質煤工作面液壓支架的結構示意圖；

圖2示出了根據本發明一實施例的類土質煤工作面液壓支架的頂部結構；

圖3示出了根據本發明一實施例的類土質煤工作面液壓支架在回採工作面使用狀態的示意圖；

圖4示出了根據本發明一實施例的類土質煤工作面液壓支架的護幫板的結構示意圖；以及

圖5示出了根據本發明一實施例的類土質煤的煤層開採防護方法的流程圖。

附圖標記說明

1、前探頂梁； 2、前探頂梁千斤頂；

3、護幫板； 4、護幫板千斤頂；

5、支架頂梁； 6、支架立柱；

7、支架底座； 8、推移千斤頂；

9、刮板輸送機； 10、採煤機；

11、採煤機滾筒； 12、煤壁；

31、護幫板體； 32、連接杆；

33、避讓面； 1a、頂面；

1b、底面。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。

圖1至圖4示出了根據本發明的一些實施例。

如圖1和圖3所示，類土質煤工作面液壓支架包括支架底座7、支架頂梁5、支架立柱6、推移千斤頂8、護幫板3、以及護幫板千斤頂4，還包括前探頂梁1和前探頂梁千斤頂2，其中，前探頂梁1位於支架頂梁5的前方，由前探頂梁千斤頂2控制伸縮，並且在支護作業時用於插入煤壁中。

其中，前探頂梁千斤頂2一端與支架頂梁5相連接，另一端與前探頂梁1相連接，前探頂梁千斤頂2伸出可推動前探頂梁1前移，護幫板千斤頂4的一端與支架頂梁5相連接，另一端與護幫板3相連接，護幫板千斤頂4伸出可打開護幫板3，支架立柱6位於支架頂梁5與支架底座7之間，支架立柱6用於支撐支架頂梁5，推移千斤頂8與支架底座7相連接。

本發明在支架頂梁前段、護幫板上方設計了前探頂梁，在採煤機割煤後，前探頂梁在前探頂梁千斤頂的推動下能夠及時伸出支護新暴露的頂板，防止頂板冒落，保證了液壓支架與煤壁間的空間，為護幫板提高有效的工作空間，有利於液壓支架護幫板的完全打開，能夠最大限度的發揮液壓支架的護板作用，提高煤壁的穩定性。

在一實施例中，如圖2所示，前探頂梁1為鏟型。優選地，前探頂梁1的頂面1a為水平面，底面1b為斜面，沿前探頂梁1的伸出方向，前探頂梁1的厚度由厚變薄，末端呈尖狀。更優選地，前探頂梁的底面1b的斜角在5°-10°之間，例如6°。在本實施例中，前探頂梁的形狀適合插入煤層中，所施加的外力小，僅對煤壁產生較小幅度的局部隆起或掉渣。

在一實施例中，如圖1和圖4所示，在護幫板的工作位置，護幫板3的頂部為避讓面33，該避讓面33相對於煤壁的垂直工作面外傾，以形成避讓空間。在本實施例中，避讓面的設置有利於護幫板的順利打開。同時，該避讓面33與前探頂梁1的底面(斜面)在功能上相互配合，避讓煤壁局部隆起的部位，從而能夠達到更好的支護效果。

在一實施例中，如圖2所示，沿前探頂梁的伸出方向，前探頂梁1的寬度由寬變窄，末端呈尖狀。在本實施例中，可進一步減少前探頂梁的插入阻力。

在一實施例中，前探頂梁1和前探頂梁千斤頂2的寬度小於支架頂梁的寬度。在本實施例中，在支架頂梁的寬度範圍內，前探頂梁千斤頂兩側可設置連接杆，用於連接護幫板。

在一實施例中，如圖4所示，護幫板3包括在工作時平行於作業面的護幫板體31和位於前探頂梁千斤頂左右兩側的連接杆32，其中，連接杆32的連接端與支架頂梁5鉸接。在本實施例中，有效合理地利用了前探頂梁千斤頂兩側的空間。在一變型實施例中，連接杆32與支架頂梁5固定連接，護幫板體31與連接杆32鉸接。在本變型實施例中，連接杆32為固定件，在回收時，前探頂梁位於兩側的連接杆之間，對前探頂梁起到保護作用。

如圖5所示，類土質煤的煤層開採防護方法包括以下步驟：

S11、在採煤機滾筒開採煤壁到達所述液壓支架所在位置時，回收所述液壓支架的前探頂梁和護幫板，進行割煤；

S13、割煤結束後回收所述液壓支架的支架立柱，利用刮板輸送機和推移千斤頂牽引液壓支架整體前移，隨後升起所述支架立柱，支撐所述支架頂梁；

S15、開啟前探頂梁千斤頂迫使所述前探頂梁插入煤壁，並且開啟護幫板千斤頂打開護幫板；以及

S17、利用推移千斤頂推動刮板輸送機和採煤機前移，等待下次開採。

根據本發明的煤層開採防護方法，採煤機滾筒11割煤結束後，回收支架立柱6，利用刮板輸送機9和推移千斤頂8牽引支架整體前移，隨後升起支架立柱6，支撐支架頂梁5，開啟護幫板千斤頂4、促使前探頂梁插入煤壁，然後打開護幫板3，完全隔離新暴露的頂板達到防止冒頂的目的；最後利用推移千斤頂8推動刮板輸送機9和採煤機10前移，完成一次採煤支護過程。

本發明充分發揮了液壓支架的護幫和支護作用，防止開採過程中發生「片、冒、漏」等危害安全生產的事故，達到類土質煤工作面安全高效回採的目的。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。