[發明專利]用于巷道臨時支護的液壓支架及其架設、使用方法

有效

• 申請號: 201310311587.3
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103643979B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 鄭東風;周斌;翟明華;蔣宇靜;馬丕良
• 申請（專利權）人: 鄭東風;周斌
• 主分類號: E21D23/04
• 分類號: E21D23/04;E21D23/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種地下工程臨時支護用液壓支架及其架設、使用方法；特別是用于掘進迎頭的臨時支護或者采煤工作面超前支承壓力區的加強支護。

背景技術

地下工程開掘后要進行支護，為了保障支護作業過程中不受圍巖冒落坍塌傷害，必須要先行臨時支護，以使作業人員在有可靠的支護下作業。

現有掘進巷道臨時支護方式主要有6種類型：

1、傳統的臨時支護方式有吊環、鋼管(或軌道、型鋼)等，通過前竄鋼管等再加護頂材料接頂方式和單體支柱配頂梁支護方式。

2、掘進機機架式托梁護頂方式。

3、掘錨一體化掘進機。

4、前后推拉式或成對交替邁步式液壓自移支架。

5、德國研制的單軌吊架棚機。

6、TBS遂道施工掘進機臨時支護形式。

現有臨時支護存在的主要問題：

1、傳統的臨時支護前竄時需人工鋪網、上接頂材料，勞動強度大，空頂下作業不安全，對頂板支護力幾乎沒有，只能對作業人員起到有限的保護作用，常出現現場作業人員圖省事、怕麻煩、不使用現象。

2、掘進機機架托梁式臨時支護鋪網作業仍在空頂下，支護面積達不到全斷面，機架強度及與掘進機連接強度受限，支護力很小，實施臨時支護及永久支護時掘進機就無法平行作業。

3、掘錨一體化掘進機。從六十年代第一代掘錨機誕生至今己進行過兩次變革，第三代掘錨一體化，雖然實現了掘錨平行作業，但錨桿空頂距大，一般在1.2-1.5米以上，支護不能緊跟迎頭，所以，僅適用于采深不大、礦壓小、圍巖條件較好的大斷面矩形或梯形巷道，因此，一直沒有得到廣泛的推廣應用。像我國絕大部分礦區及德國、波蘭等國家開采深度較深，礦壓大，圍巖松軟破碎等條件，錨桿密集，甚至還需要掛網、錨索支護，支護工作量大，不僅空頂距離滿足不了要求，支護時間遠大于截割時間，也很難與截割同步。

4、前后推拉式或成對交替邁步式液壓自移支架，每掘進一個循環對頂板反復支撐一次，易破壞頂板，不利于對頂板的支護，頂板條件不好時，必須停機支護，不能實現掘進機截割與永久支護平行作業。

5、德國研制的單軌吊架棚機。可以實現永久支護的機械化操作，避免人員進入無支護區作業，但該設備結構太復雜，外形尺寸大，只能適用于大斷面巷道施工，支護與掘進截割在同一區域，相互干撓，影響平行作業效率。

6、TBM巖石掘進機有敝開式、雙護盾、單護盾等，遂道施工臨時支護形式是與全斷面截割掘進機一體化的支護方式。該支護方式掘進迎頭對頂幫的支撐是通過護盾全長對圍巖的整體支撐、收縮、前移、再支撐，反復支撐易破壞圍巖，僅適用于拐彎曲率半徑大、大斷面、圍巖條件較好的遂道施工，遇斷層、破碎帶易被卡住。

針對上述問題，本發明公開了一種“履帶式”掘進工作面臨時支護液壓支架。

發明內容

本發明涉及一種巷道臨時支護液壓支架。該液壓支架主要包括頂梁、角梁、可伸縮側支撐、超靜定平衡油缸；頂梁和角梁、角梁和可伸縮側支撐之間均為鉸接，超靜定平衡油缸的一端鉸接在可伸縮側支撐上，另一端鉸接在頂梁上，可伸縮側支撐和超靜定平衡油缸均為可伸縮，從而實現液壓支架的升降和折疊。

超靜定平衡油缸設置在頂梁與可伸縮側支撐之間，該油缸配有兩側互通與關閉的雙向閥，關閉狀態為超靜定平衡，同時，與角梁共同作用于可伸縮側支撐，并通過其支架初撐力主動作用于幫體。

可伸縮側支撐可以是包括液壓油缸、伸縮壁等任何一種可以實現該支撐上下伸縮的方式。

根據巷道的形式，液壓支架的頂梁做成與巷道頂部斷面相適應。可以是矩形、拱形、梯形、拱梯形或斜梯形。

該液壓支架角梁是雙角梁或單角梁，巷道斷面為對稱形時是雙角梁、巷道斷面為斜梯形時是單角梁，角梁與頂梁間的夾角決定支架對頂、幫的支護力匹配，根據圍巖垂直應力與水平應力的比值確定。

該液壓支架可伸縮側支撐包括側護板、立柱和底座，通過立柱初撐力及角梁作用給定對頂、幫的支護力。

當圍巖條件好時，每架液壓支架可以是由型鋼、千斤頂鉸接而成的單棚。即由矩形、或拱形、或梯形、或拱梯形、或斜梯形的頂梁，雙角梁或單角梁的角梁，可伸縮側支撐和超靜定平衡油缸組成的單棚。

掘進時，該液壓支架應用到掘進工作面，將掘進機工作區域劃分為臨時支護區和永久支護區，液壓支架在臨時支護區前端架設，架設后如同履帶的帶板相對靜止于地面一樣，一直保持對圍巖的支護至臨時支護區的后端，再從臨時支護區的后端折疊收縮通過輔助設施整體運移至前端再架設循環使用。