綜放工作面運順端頭支架的製作方法

2023-06-14 01:53:11

專利名稱：綜放工作面運順端頭支架的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及煤礦綜採放頂煤工作面端頭支護設備，特別是一種用於綜放工作面運輸順槽作端頭支護及超前支護用的綜放工作面運順端頭支架。
背景技術：
近年來，綜放開採技術發展迅速，電液控制液壓支架得到運用，大大提高了採煤工藝水平。但綜放工作面兩端頭仍沿用十字頂梁加單體支柱進行維護，在採煤機端部進刀、推溜、移架過程中，工作面運輸順槽出口的頂板支護工作非常煩瑣，不但勞動強度高，採煤機在下端頭停機等待時間長，更嚴重的是端頭回料危險性較大，給綜放工作面高效推進和安全管理帶來困難。據不完全統計，使用木支柱或單體支柱維護工作面端頭出現的人身傷亡事故佔綜採事故的53％。由於綜放工作面端頭處在採、運、支設備的交匯點，設備布置密集，端頭圍巖在多種支承壓力作用下，受採動影響最大，礦壓顯現複雜，此處既是頂板維護重點也是頂板管理難點。所以，實現端頭支護機械化是減少繁重體力勞動、降低事故率、提高推進速度、實現高產高效的關鍵。
兗州煤業股份有限公司申請了名稱是「綜放工作面端頭液壓支架」的專利，專利號ZL200420098308.6、授權公告號CN2787833Y。要解決的問題是實現綜放工作面端頭支護作業機械化，提高推進速度，減少笨重體力勞動，降低事故率。它的構成為兩架一組式，由左架、右架、架間防倒千斤頂以及液壓迴路構成；左架、右架均由三頂梁前、中、後頂梁，三底座前、中、後底座，三立柱前、中、後立柱構成。三頂梁順序鉸接，前頂梁鉸接護頂前梁，後頂梁鉸接掩護梁；三底座之間通過聯接底座鉸接，前底座通過推移千斤頂與轉載機聯接。前、中立柱間距及中、後立柱間距，分別與工作面前、後部輸送機寬度加前移步距相適應。左架底座上有側推千斤頂。它使用比較正常，但仍有一些不足尚需改進①支架穩定性稍差；包括橫向抗水平推力的能力差、縱向抗移架方向推力的能力差；②受工作面輸送機上下竄動的影響大，影響端頭支架與工作面排頭支架併攏；③不能實現運順端頭超前支護；④左右架間防倒千斤頂只能推不能拉。

發明內容
為了克服現有綜放工作面運順端頭支架穩定性差、受刮板機上下竄動影響大、無超前支護的不足，本實用新型提供一種綜放工作面運順端頭支架，它不僅可實現高產綜放工作面運順端頭支護作業機械化，而且能提高支架穩定性，克服工作面刮板輸送機上下竄動的影響，實現運順端頭超前支護。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是
綜放工作面端頭液壓支架包括端頭支架和超前支架兩部分；其端頭支架為兩架一組中置式結構，主要由人行道側支架、工作面側支架、二者之間鉸接的架間防倒千斤頂，以及液壓控制迴路組成。
①人行道側支架包括三節頂梁、三節底座以及對應鉸接於二者之間的三組立柱；三節頂梁是前頂梁、中頂梁、後頂梁，三節底座是前底座、中底座、後底座，三立柱是前立柱、中立柱、後立柱；三節頂梁順序鉸接。前頂梁的前端與超前護頂用的前梁鉸接，前梁千斤頂鉸接於前頂梁與前梁之間；後頂梁的後端與掩護梁鉸接，掩護梁與後底座及二者之間的前、後連杆鉸接，構成四連杆機構。三底座通過兩聯接底座順序鉸接，前底座與中底座之間是前聯接底座，中底座與後底座之間是後聯接底座；前底座的前端通過推移千斤頂與順槽轉載機側面的推移座鉸接。前頂梁與前底座之間增加了鉸接的四連杆機構。該架的底座上有向外側推移的底座側推千斤頂。
②工作面側支架由兩節頂梁、兩節底座以及對應鉸接於二者之間的兩組立柱構成。兩節頂梁是前頂梁、中頂梁，兩節頂梁之間鉸接；前頂梁的前端與超前護頂用的前梁鉸接，前梁千斤頂鉸接於前頂梁與前梁之間。中頂梁的後端與尾梁鉸接，二者之間鉸接有尾梁千斤頂。兩節底座是前底座、中底座，兩底座之間通過聯接底座鉸接。該聯接底座的高度和寬度要減少。兩組立柱是前立柱和中立柱。前立柱和反四連杆機構鉸接於前頂梁、前底座之間；中立柱鉸接於中頂梁與中底座之間。前底座的前端通過推移千斤頂與順槽轉載機側面的推移座鉸接。
工作面側支架的前立柱與中立柱之間的間距，與前部刮板輸送機機頭的後側至採煤機滾筒前端面之間的寬度加前移步距相適應；它的中立柱與尾梁末端之間的間距，與後部刮板輸送機機頭的寬度加前移步距相適應。
③架間防倒千斤頂與人行道側和工作面側支架之間的頂梁之間鉸接，鉸接結構為可推拉式。
④本運順端頭支架，還包括端頭支架前面的超前支架；超前支架包括頂梁、底座、鉸接於二者之間的立柱以及四連杆機構；底座前端通過推移千斤頂與順槽轉載機側面的推移座鉸接。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案還可以是該運順端頭支架的端頭支架的人行道側支架和工作面側支架的前立柱各為一根、中立柱各為兩根；人行道側支架的後立柱為一根；各立柱的傾斜角度加大。端頭支架兩側的前立柱與前中立柱、人行道側的後中立柱與後立柱分別呈八字型布置，傾斜角度加大至72°～75°。工作面側支架的尾梁末端與綜放工作面排頭支架的尾梁末端平齊。超前支架採用2～3架。超前支架的頂梁、底座為兩節，中間鉸接；鉸接於前頂梁、前底座之間的前、中立柱各為一根，四連杆機構位於兩立柱之間；後頂梁、後底座之間為單後立柱，二者之間鉸接有二連杆機構；左右對稱。架間防倒千斤頂與人行道側、工作面側支架為單擺杆鉸接。工作面側支架聯接底座的高度≤240mm、寬度≤345mm。
本實用新型的有益效果是①該運順端頭支架在實現綜放工作面運輸端頭支護機械化、大幅度降低職工勞動強度和減少端頭維護人員、提高端頭作業安全的基礎上，進一步提高了端頭支架的穩定性、移架方便性、安全可靠性。加大了無立柱空間。
②能實現運順端頭超前支護。支護強度高，切頂能力強，護幫效果好。


圖1是本實用新型綜放工作面運順端頭支架人行道側支架結構主視圖。
圖2是本實用新型綜放工作面運順端頭支架工作面側支架結構主視圖。
圖3是本實用新型綜放工作面運順端頭支架的結構示意圖俯視圖。
圖4是圖3的A-A剖視圖。
圖5是圖3的B-B剖視圖。
圖6、7是架間防倒千斤頂單擺杆鉸接結構的示意圖主、側視圖。
圖中1-前梁、2-前梁千斤頂、3-前頂梁、4-前立柱、5-正四連杆機構、6-中頂梁、7-中立柱、8-操縱閥組、9-後頂梁、10-後立柱、11-掩護梁、12-後連杆、13-前連杆、14-後底座、15-後聯接底座、16-中底座、17-前聯接底座、18-前底座、19-推移千斤頂、20-推移座、21-前梁、22-前梁千斤頂、23-反四連杆機構、24-前立柱、25-前頂梁、26-中頂梁、27-中立柱、28-尾梁千斤頂、29-尾梁、30-順槽轉載機、31-後部刮板輸送機、32-中底座、33-聯接底座、34-前部刮板輸送機、35-採煤機滾筒、36-前底座、37-推移千斤頂、38-推移座、39-超前支架、40-前頂梁、41-前立柱、42-正四連杆機構、43-中立柱、44-後頂梁、45-二連杆機構、46-後立柱、47-後底座、48-前底座、49-推移千斤頂、50-推移座、51-人行道側支架、52-工作面側支架、53-架間防倒千斤頂。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
在圖1～3中示出本實用新型綜放工作面運順端頭支架的結構。由端頭支架及其前面的超前支架39兩部分組成。其中，端頭支架為兩架一組中置式結構，由人行道側支架51、工作面側支架52、兩側支架之間的防倒千斤頂53及液壓控制迴路等組成。人行道側支架51，即端頭支架靠運輸順槽人行道一側的支架部分；工作面側支架52，即端頭支架靠綜放工作面一側的支架部分。
①人行道側支架51由三節頂梁、三節底座及對應鉸接於二者間的三組立柱構成。三節頂梁是前頂梁3、中頂梁6、後頂梁9；三節底座是前底座18、中底座16、後底座14；三立柱是前立柱4、中立柱7、後立柱10。
三節頂梁之間順序鉸接。前頂梁3前端與前梁1鉸接，用於超前護頂；前梁千斤頂2鉸接於前頂梁3與前梁1之間。後頂梁9後端與掩護梁11鉸接，掩護梁11與前連杆13、後連杆12的上端鉸接，前連杆13、後連杆12的下端與後底座14之間鉸接，構成四連杆機構。
三底座間通過兩聯接底座順序鉸接，前底座18與中底座16之間通過前聯接底座17鉸接，中底座16與後底座14之間通過後聯接底座15鉸接。前底座18的前端與推移千斤頂19鉸接，推移千斤頂19的前端與轉載機側面固定的聯接座20聯接。前底座18、中底座16、後底座14上設有向外側推移的底座側推千斤頂。
三立柱的前立柱4為一根、中立柱7為兩根、後立柱10為一根。為了提高支架縱向的穩定性，前立柱4與前中立柱7、後中立柱7與後立柱10分別呈八字型布置，傾斜角度加大至72°～75°。
為了提高支架橫向的穩定性，人行道側支架51的前頂梁3與前底座18之間，增加了正四連杆機構5與二者鉸接，且位於前立柱4之後。該四連杆機構5包括與前頂梁3鉸接的上連杆、上端與上連杆鉸接的前連杆和後連杆、與前連杆和後連杆下端鉸接的前底座18構成。
②工作面側支架52由兩節頂梁、兩節底座以及對應鉸接於二者之間的兩組立柱構成。兩頂梁是前頂梁25、中頂梁26。兩底座是前底座36、中底座32。兩組立柱是前立柱24、中立柱27。
兩節頂梁之間鉸接。前頂梁25前端與前梁21鉸接，前梁千斤頂22鉸接於前頂梁25與前梁21之間。中頂梁26後端與尾梁29鉸接，二者與尾梁千斤頂28的兩端鉸接。
工作面側支架52的尾梁29末端與綜放工作面排頭支架、或稱過渡支架的尾梁末端平齊。這樣可以減少工作面側支架52後部的長度，降低側向力，減少支架後部的維護。
該架的前底座36與中底座32，分別與聯接底座33的兩端鉸接。工作面側的聯接底座33的高度和寬度均減小，高度≤240mm、寬度≤345mm。
該架的前頂梁25、前底座36之間鉸接有反四連杆機構23。該反四連杆機構23位於前立柱24前面，由與前頂梁25鉸接的上連杆、上端與上連杆鉸接的前連杆和後連杆、與前後連杆下端鉸接的前底座36構成。
該架的前底座36前端與推移千斤頂37鉸接，推移千斤頂37前端與轉載機側面的推移座38聯接。
該架的兩組立柱前立柱24為一根、中立柱27為兩根；前立柱24與前中立柱27呈八字型布置，傾斜角度加大至72°～75°。
工作面側支架52與人行道側支架51的主要區別工作面側支架52無後底座、後頂梁、後立柱、後聯接底梁，以及無底座側推千斤頂。工作面側支架52的前四連杆機構23採用反四連杆機構。
③工作面側支架52在中立柱27前、後形成大跨距支護空間，前部跨距略大於前部刮板機機頭34後緣至採煤機滾筒35的前端面之間的寬度加隨工作面推進前移一個步距的距離，後部跨距略大於後部刮板機機頭31的寬度加隨工作面推進前移一個步距的距離。或者說，工作面側支架52的前立柱24與前中立柱27之間的間距，與前部刮板輸送機機頭34後側至採煤機滾筒35前端面之間的寬度加前移步距相適應；後中立柱27與尾梁29末端之間的間距，與後部刮板輸送機機頭31寬度加前移步距相適應。以適應前、後部刮板輸送機和採煤機的布置和前移的要求，以及解決前、後部刮板輸送機下竄的影響。
④架間防倒千斤頂53包括兩前頂梁3、25之間的兩根、兩中頂梁6、26之間的一根。三根架間防倒千斤頂53的兩端與兩側的支架51、52採用單擺杆鉸接，以實現架間防倒千斤頂53既能推又能拉的功能。
圖4、5示出架間防倒千斤頂53的布置。圖6、7示出單擺杆鉸接結構。
⑤液壓控制迴路主要由操縱閥組8、液控單向鎖、安全閥、截止閥，以及液壓管路、快速接頭等液壓輔助元件組成。
⑥本運順端頭支架還包括端頭支架前面的超前支架39。超前支架39採用兩架，每架超前支架由中間鉸接的前後兩節頂梁40、44和前後兩節底座48、47，鉸接於前頂梁40、前底座48之間的前立柱41與中立柱43以及正四連杆機構48，鉸接於後頂梁44、後底座47之間的後立柱46以及二連杆機構45等組成。前底座48前端通過推移千斤頂49與順槽轉載機30側面的推移座50鉸接。超前支架39與順槽轉載機30通過推移千斤頂49實現既能推又能拉的功能。超前支架39左右兩側結構呈對稱，左右兩側之間通過四根架間防倒千斤頂聯接。
上述的人行道側、工作面側支架51、52，在工作面推進方向改變時，要適應前後方向整架換向的要求。
與「綜放工作面端頭液壓支架」專利相比區別在於①工作面側支架52的前部增設反四連杆機構23，頂梁為兩節，中頂梁後部鉸接尾梁29。支架後部不設後底座及後聯接底座，其底座只設前、中底座。前、中兩個底座之間的聯接底座的高度和寬度均減小。
②人行道側支架51的前部增設正四連杆機構5。
③前部和後部立柱分別向後、前方向傾斜，以提高支架縱向的穩定性。
④端頭液壓支架的前部加兩架超前支架39。各超前支架的底座前端均通過推移千斤頂與順槽轉載機30的側面聯接；利用運順端頭支架的端頭支架和各超前支架的推移千斤頂實現直接推移順槽轉載機30。
⑤防倒千斤頂53的聯接件改變，由只能拉不能推，改為既能拉也能推。
除了上述方案，還可採用如下技術措施變更①該端頭支架前立柱、中立柱、後立柱，可各採用一或兩根。
②推移千斤頂與推移座的可推拉鉸接也可用其它形式，如球頭鉸接等。
③超前支架可以採用三架。由頂梁、立柱、底座、四連杆機構等構成的形式，可以有多種選擇。
④架間防倒千斤頂53的可推拉鉸接也可用其它形式。如球頭鉸接等。
⑤頂板破碎嚴重時人行道側支架51頂梁可增加側護梁及側護梁千斤頂。
工作過程該運順端頭支架布置在綜放工作面與運輸順槽交匯處，與綜放工作面排頭放頂煤支架過渡相鄰，位於自移式順槽轉載機30後部兩側，前、後刮板輸送機34、31機頭處在端頭支架工作面側支架52的前頂梁25和中頂梁26之下。當採煤機割煤後，前移放頂煤支架，再拉後部輸送機31到位，工序完成後，轉載機30靠自移機構和端頭支架前部兩個推移千斤頂19、37向前行走一個步距，然後操作端頭支架的操縱閥組8，降低人行道側支架51的前、中、後立柱4、7、10，使人行道側支架51離頂，通過與轉載機聯接的推移千斤頂19使人行道側支架51向前移一個步距，行走過程中為了防止支架倒架及歪斜，利用支架的前、中頂梁21、26聯接的防倒千斤頂53，及時調整頂梁。端頭支架行走一個步距後，同時升人行道側支架51的前、中、後立柱4、7、10，使人行道側支架51及時撐頂。完成人行道側支架51的動作後，操作端頭支架的操縱閥組8，降工作面側支架52的前、中立柱24、27，使工作面側支架52離頂，通過與轉載機聯接的推移千斤頂38，使工作面側支架52向前移一個步距，工作面側支架52行走過程中，及時調整頂梁及尾梁，使頂梁不歪斜。底座偏離時通過調整兩個底座側推千斤頂，使底座保持直線行走。工作面側支架52到位後，同時升工作面側支架52的前、中立柱24、27，使工作面側支架52及時撐頂，完成一個循環。在操作端頭支架前移之前，先操作端頭支架前面的超前支架39向前移一個步距，行進過程與操作端頭支架基本相同。
權利要求1.一種綜放工作面運順端頭支架，包括端頭支架；端頭支架為兩架一組中置式結構，包括人行道側支架、工作面側支架、二者之間鉸接的架間防倒千斤頂，以及液壓控制迴路；①人行道側支架包括三節頂梁、三節底座以及對應鉸接於二者之間的三組立柱；三節頂梁是前頂梁(3)、中頂梁(6)、後頂梁(9)，三節底座是前底座(18)、中底座(16)、後底座(14)，三立柱是前立柱(4)、中立柱(7)、後立柱(10)；三節頂梁順序鉸接；前頂梁(3)前端鉸接有前梁(1)，前梁千斤頂(2)鉸接於前頂梁(3)與前梁(1)之間；後頂梁(9)後端鉸接有掩護梁(11)，掩護梁(11)與後底座(14)及二者之間的前、後連杆(13、12)相鉸接，構成四連杆機構；三底座通過兩聯接底座順序鉸接，前底座(18)與中底座(16)之間是前聯接底座(17)，中底座(16)與後底座(14)之間是後聯接底座(15)；前底座(18)前端通過推移千斤頂(19)與順槽轉載機(30)側面的推移座(20)鉸接；該架的底座上有側推千斤頂；②工作面側支架包括頂梁、底座以及鉸接於二者之間的立柱；底座前端通過推移千斤頂與順槽轉載機側面的推移座相鉸接；其特徵在於③所說的人行道側支架(51)前頂梁(3)與前底座(18)之間鉸接有四連杆機構(5)；④所說的工作面側支架(52)頂梁為兩節、底座為兩節，對應鉸接於二者之間的立柱為兩組；兩節頂梁是前頂梁(25)、中頂梁(26)，兩者之間相鉸接，前頂梁(25)前端鉸接有前梁(21)，前梁千斤頂(22)鉸接於前頂梁(25)與前梁(21)之間；中頂梁(26)的後端鉸接有尾梁(29)，二者之間鉸接有尾梁千斤頂(28)；兩節底座是前底座(36)、中底座(32)，兩底座之間通過聯接底座(33)鉸接；兩組立柱是前立柱(24)和中立柱(27)；前立柱(24)和反四連杆機構(23)鉸接於前頂梁(25)、前底座(36)之間；中立柱(27)鉸接於中頂梁(26)與中底座(32)之間；聯接底座(33)為低高度窄寬度的聯接底座；工作面側支架的前立柱(24)與中立柱(27)之間的間距，與前部刮板輸送機機頭(34)後側至採煤機滾筒(35)前端面之間的寬度加前移步距相適應；它的中立柱(27)與尾梁(29)末端之間的間距，與後部刮板輸送機機頭(31)的寬度加前移步距相適應；⑤架間防倒千斤頂(53)與人行道側和工作面側支架(51、52)之間的頂梁之間相鉸接，鉸接結構為可推拉式；⑥本運順端頭支架還包括端頭支架前面的超前支架(39)；超前支架(39)包括頂梁、底座、鉸接於二者之間的立柱及四連杆機構；底座前端通過推移千斤頂(49)與順槽轉載機(30)側面的推移座(50)鉸接。
2.根據權利要求1所述的綜放工作面運順端頭支架，其特徵在於所說的端頭支架的人行道側支架(51)和工作面側支架(52)的前立柱(4、24)各為一根、二者的中立柱(7、27)各為兩根；人行道側支架(51)的後立柱(10)為一根；前立柱(4)與前中立柱(7)、前立柱(24)與前中立柱(27)、後中立柱(7)與後立柱(10)分別呈八字型布置，傾斜角度加大至72°～75°；工作面側支架(52)的尾梁(29)末端與綜放工作面排頭支架的尾梁末端平齊。
3.根據權利要求1所述的綜放工作面運順端頭支架，其特徵在於所說的超前支架(39)為2～3架。
4.根據權利要求1或3所述的綜放工作面運順端頭支架，其特徵在於所說的超前支架的頂梁為兩節(40、44)，之間鉸接；底座為兩節(48、47)，之間鉸接；鉸接於前頂梁(40)、前底座(48)之間的前立柱(41)、中立柱(43)各為一根，四連杆機構(42)位於兩立柱之間；後頂梁(44)、後底座(47)之間為單後立柱(46)，二者之間鉸接有二連杆機構(45)；超前支架(39)左右兩側對稱，兩側之間有架間防倒千斤頂聯接。
5.根據權利要求1所述的綜放工作面運順端頭支架，其特徵在於所說的架間防倒千斤頂(53)與人行道側、工作面側支架(51、52)之間的可推拉鉸接為單擺杆鉸接結構。
6.根據權利要求1所述的綜放工作面運順端頭支架，其特徵在於所說的工作面側支架(52)兩底座之間聯接底座(33)的高度和寬度，高度≤240mm、寬度≤345mm。
專利摘要一種綜放工作面運順端頭支架，包括端頭支架及其超前支架；端頭支架為兩架一組中置式結構，由人行道側支架、工作面側支架、架間防倒千斤頂及液壓控制迴路等組成。人行道側支架由前、中、後頂梁，前、中、後底座，前、中、後立柱及四連杆機構，前梁及其千斤頂、掩護梁、前後聯接底座、推移千斤頂、側推千斤頂等組成。工作面側支架由前、中頂梁，前、中底座，前、中立柱和反四連杆機構、前梁及其千斤頂、尾梁及其千斤頂、聯接底座、推移千斤頂等組成；前、中立柱間距與前部刮板機機頭後緣至滾筒前端面的寬度加前移步距相應；中立柱至與尾梁末端間距與後部刮板機寬度加前移步距相應。實現運順端頭支護機械化和超前支護，提高支架穩定性、方便可靠性。
文檔編號E21D23/00GK2911186SQ200620086418
公開日2007年6月13日 申請日期2006年6月30日 優先權日2006年6月30日
發明者李偉, 宮志, 辛忠玉, 孔慶康 申請人:兗州煤業股份有限公司