一種前後柱分體卸壓液壓支架和液壓支架控制方法與流程
2023-12-02 03:20:16
本發明涉及煤礦綜採設備，尤其涉及一種採煤用液壓支架和液壓支架控制方法。
背景技術：
液壓支架是煤礦綜採工作面的關鍵設備之一，且數量眾多，液壓支架能否正常工作對整個工作面的安全高效生產至關重要。
在工作面回採過程中，頂板壓力的不均勻分布，極易引發支架傾斜事故，勢必影響煤礦正常生產。
目前現場多採用加強工作面端頭支護或控制推進速度來預防支架傾斜，此類措施成本較高，佔用大量時間，且效果較差。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種液壓支架控制方法，以解決頂板壓力不均造成的液壓支架傾斜問題。
本發明的目的在於提供一種前後分體式卸壓閥液壓支架，以解決頂板壓力不均造成的傾斜問題。
為此，本發明的一方面提供了一種液壓支架控制方法，用於對液壓支架在工作面回採過程中因頂板壓力造成的傾斜進行控制，液壓支架包括支架頂梁、支架底座、支架掩護梁、支架尾梁、位於支架頂梁和支架底座之間的前排支架立柱和後排支架立柱、在前排支架立柱上設置的前排卸壓閥、以及在後排支架立柱上設置的後排卸壓閥，並且使前排卸壓閥和後排卸壓閥相互獨立地卸壓，當頂板來壓不均時通過前排卸壓閥或後排卸壓閥的自動卸荷，來局部降低支架頂梁的前部或後部高度，以防止傾斜。
進一步地，上述後排卸壓閥的卸壓閾值大於前排卸壓閥的卸壓閾值。
進一步地，上述卸壓閾值的選擇範圍為35MPa-45MPa之間。
進一步地，上述前排卸壓閥的卸壓閾值為40MPa，後排卸壓閥的卸壓閾值為35MPa。
進一步地，上述前排支架立柱和後排支架立柱均為兩根，均勻分布在支架頂梁和支架底座之間。
根據本發明的另一方面，提供了一種前後柱分體卸壓液壓支架，包括支架頂梁、支架底座、支架掩護梁、支架尾梁、位於支架頂梁和支架底座之間的前排支架立柱和後排支架立柱，還包括在前排支架立柱上設置的前排卸壓閥、以及在後排支架立柱上設置的後排卸壓閥，其中，前排支架立柱通過前排卸壓閥與乳化液箱連通，後排支架立柱通過後排卸壓閥與乳化液箱連通，前排卸壓閥和後排卸壓閥相互獨立地卸壓。
進一步地，上述前排卸壓閥和後排卸壓閥均為卸壓閾值可調的卸壓閥。
進一步地，上述前排支架立柱的兩個支架立柱共用同一卸壓閥，後排支架立柱的兩個支架立柱共用同一卸壓閥，各卸壓閥包括第一液控端和第二液控端，第一液控端和第二液控端分別與一個立柱的乳化液腔連通。
進一步地，上述前排支架立柱的兩根支架立柱分別設有卸壓閥並且形成卸壓聯動關係，後排支架立柱的兩根支架立柱分別設有卸壓閥並且形成卸壓聯動關係。
進一步地，上述前排支架立柱的卸壓閥包括本體、電控端、以及在本體卸壓動作時觸發而閉合的常開開關，其中，前排支架立柱的兩個卸壓閥中一個卸壓閥的常開開關與另一個卸壓閥的電控端串聯電連接，以與電源構成聯動控制迴路。
與現有防止液壓支架傾斜措施相比，本發明有益效果體現在：本發明前後柱分體式液壓支架，在液壓支架支柱上設置有卸壓閥，在頂板壓力不均勻時，受力較大支柱上的卸壓閥能夠及時開啟，主動卸壓，局部降低支架頂梁，保證支架的平衡，支架底座不翹離地面，達到防止支架傾斜的目的。
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是根據本發明一實施例的前後柱分體卸壓液壓支架的結構示意圖；
圖2是根據本發明一實施例的前後柱分體卸壓液壓支架在回採工作面使用狀態的示意圖；
圖3是根據本發明一實施例的前後柱分體卸壓液壓支架的一種卸壓方式的原理示意圖；
圖4是根據本發明一實施例的前後柱分體卸壓液壓支架的另一種卸壓方式的原理示意圖；以及
圖5是根據本發明一實施例的前後柱分體卸壓液壓支架的前排液壓閥之間的動作關聯示意圖。
附圖標記說明
1、前排支架立柱； 1』、後排支架立柱；
2、前排卸壓閥； 2』、後排卸壓閥；
3、支架頂梁； 4、支架掩護梁；
5、支架尾梁； 6、支架底座；
7、推移千斤頂； 8、刮板輸送機；
9、採煤機； 10、採煤機滾筒；
11、煤壁； 12、煤層頂板；
13、煤層底板； 14、採空區；
15、乳化液箱。
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。
在工作面回採現場，因頂板壓力不均而造成的液壓支架傾斜時有發生，故障排除費事費力，現有液壓支架中，支架頂梁相對於支架底座整體上下平移運動，支架頂梁在支護過程中平行於支架底座。在實施本發明的過程中，本發明人發現：液壓支架傾斜時支架底座的一端會翹離地面，進而引起後續工作故障，而支架頂梁不管是否平行於地面，一般不會引起後續工作故障，同時液壓支架結構本身隱含的變形能力或者說設備潛力在充分發掘後能夠用於液壓支架本身的防傾斜控制。
如圖1和圖2所示，本發明的液壓支架控制方法用於對液壓支架在工作面回採過程中因頂板壓力造成的傾斜進行控制，該支架控制方法中所使用的液壓支架包括支架頂梁3、支架底座6、支架掩護梁4、支架尾梁5、位於支架頂梁和支架底座之間的前排支架立柱1和後排支架立柱1』、在前排支架立柱1』上設置的前排卸壓閥2、以及在後排支架立柱1』上設置的後排卸壓閥2』，在本方法中，使前排卸壓閥2和後排卸壓閥2』相互獨立地卸壓，當頂板壓力不均時通過前排卸壓閥2或後排卸壓閥2』的自動卸荷，可布局降低支架頂梁3的前部或後部高度，進而防止支架底座的翹離地面。
根據本發明的液壓支架控制方法，支架立柱響應頂板壓力不均，通過支架立柱被動卸壓的方式來布局降低支架立柱的高度，即在頂板壓力不均勻時，受力較大支柱上的卸壓閥能夠及時開啟，主動卸壓，局部降低支架頂梁，保證支架的平衡，使支架底座始終不脫離地面，達到防止支架傾斜而引起後續工作故障的目的，如圖1所示，支架頂梁在前排支架立柱卸壓後呈下傾狀態。
在一實施例中，對液壓支架的支架頂梁的前端或後端允許下降的距離或位置進行預先設定，若超出該設定，則停止卸壓並且進行報警，提示故障，以在滿足液壓支架安全支護的前提下、滿足其他運行設備等其他要求或滿足。其中，大型液壓支架的前端或後端一般允許降低2m，小型液壓支架的前端或後端一般允許降低1m，如此，在大部分工作場合均能達到防止支架底座翹離地面而不影響其他設備工作的要求。上述預先設定例如通過布置接近開關以對支架頂梁的前端或後端的終止位置進行檢測，或者通過＝角度傳感器對頂梁支架的傾斜角度進行檢測。
在一實施例中，上述後排卸壓閥的卸壓閾值大於前排卸壓閥的卸壓閾值。例如前排卸壓閥的卸壓閾值為40MPa，後排卸壓閥的卸壓閾值為35MPa。在一般工作面回採場合，卸壓閾值的選擇範圍為35MPa-45MPa之間。在本實施例中，可根據實際回採工作面的要求來設定卸壓閾值。
本發明不僅適用於前排支架立柱和後排支架立柱僅有一根支柱的場合，也適合在前、後排支架立柱為兩根的場合使用，此時前排支架立柱的卸壓閥動作聯動，後排支架立柱的卸壓閥動作聯動。
如圖1至圖4所示，本發明提供了一種前後柱分體卸壓液壓支架，包括支架頂梁3、支架底座6、支架掩護梁4、支架尾梁5、位於支架頂梁和支架底座之間的同步運動的前排支架立柱1和同步運動的後排支架立柱1』，還包括在前排支架立柱1上設置的前排卸壓閥2、以及在後排支架立柱1』上設置的後排卸壓閥2』，其中，前排支架立柱1通過前排卸壓閥2與乳化液箱15連通，後排支架立柱1』通過後排卸壓閥2』與乳化液箱15連通。
與現有防止支架傾斜方式相比，本發明有益效果體現在：本發明前後柱分體式液壓支架，在液壓支架支柱上設置有卸壓閥，在頂板壓力不均勻時，受力較大支柱上的卸壓閥能夠及時開啟，主動卸壓，局部降低支架頂梁，保證支架的平衡，達到防止支架傾斜的目的。
在一實施例中，如圖3所示，針對前排支架立柱和後排支架立柱均為兩根立柱的液壓支架，前排支架立柱的兩個支架立柱共用同一卸壓閥2，後排支架立柱的兩個支架立柱共用同一卸壓閥2』，前排卸壓閥和後排卸壓閥分別包括第一液控端21和第二液控端22，第一液控端21和第二液控端22分別與一個立柱的乳化液腔連通。
在本實施例中，前排的兩個支架立柱共用同一卸壓閥，並且將兩個支架立柱的乳化液壓力分別引入卸荷閥，並且分別獨立地作用在卸荷閥的閥芯上，此時卸荷壓力的卸荷閾值則由兩個支架立柱的乳化液的壓力的線性疊加，例如A*40MPa+B*45MPa，其中，A和B為≤1的權項係數。由兩個支架立柱提供的兩路乳化液在經過卸荷後匯流至乳化液箱，其中，在卸荷前這兩路乳化液不匯流。
在一實施例中，針對前排支架立柱和後排支架立柱均為兩根立柱的液壓支架，如圖4和圖5所示，前排支架立柱的兩根支架立柱分別設有卸壓閥2a和卸壓閥2b，並且卸壓閥2a和卸壓閥2b卸壓動作相互關聯，各卸壓閥2a、2b分別包括本體、電控端23、以及在本體卸壓動作時觸發的常開開關25，一個卸壓閥2a的常開開關25與另一個卸壓閥2b的電控端23』串聯，一個卸壓閥2a的電控端23與另一個卸壓閥2b的常開開關25』串聯，並與電源構成聯動控制迴路。
在本實施例中，卸壓閥為電控卸壓閥，其本體閥芯的運動選擇性地由電控端(電磁線圈)驅動或先導壓力驅動，當先導壓力未達到卸壓閾值時，由電控端是否得電來控制卸壓動作，該電控端由另一卸壓閥上的常開開關來控制，該常開開關的開關狀態由所在的卸壓閥的本體卸壓時觸發，從而形成卸壓聯動。
在一實施例中，前排卸壓閥和後排卸壓閥均為卸壓閾值可調的卸壓閥。在一般回採場合，卸壓閾值的可調範圍在35MPa-45MPa之間。
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。