[發(fā)明專利]一種超前支架頂梁支撐裝置及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110207702.7
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112963181B
• 公開（公告）日: 2023-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許興亮;田素川;石灝;王浩;何風(fēng)貞;北楊;王建煒;牛昆
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué);深邁礦業(yè)科技（徐州）有限公司;新疆工程學(xué)院
• 主分類號: E21D15/44
• 分類號: E21D15/44;E21D15/50;E21D15/55
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 李翩

本發(fā)明公開了一種超前支架頂梁支撐裝置及其使用方法，該裝置包括固定在頂梁上的頂升油缸，頂升油缸的活塞柱上端固定中空基座，中空基座內(nèi)腔設(shè)旋轉(zhuǎn)圓盤，旋轉(zhuǎn)圓盤上端面固定旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸一端伸出中空基座外固定方形托梁，方形托梁的兩端固定平托盤，頂升油缸上設(shè)有泄壓閥，本裝置能夠根據(jù)超前支架的頂梁升起后與頂板的不同高度調(diào)節(jié)對應(yīng)位置頂升油缸活塞桿的伸出長度，靈活適應(yīng)頂板的起伏，避免超前支架頂梁接頂不嚴(yán)導(dǎo)致的撐頂效果不好的問題；能夠通過旋轉(zhuǎn)平托盤改變超前支架支撐頂板的位置，有效避開錨桿、錨索外露端及托盤，不破壞頂板支護(hù)結(jié)構(gòu)，降低了超前支架和端頭支架之間頂板懸露位置的彎曲下沉危險性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦開采領(lǐng)域，具體涉及一種超前支架頂梁支撐裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

隨著我國煤礦高產(chǎn)高效的發(fā)展，綜采工作面機(jī)械化程度越來越高，同時因通風(fēng)、材料運(yùn)輸、設(shè)備安裝要求，工作面兩端回采巷道的斷面尺寸越來越大。而工作面回采巷道超前段作為工作面的安全通道，生產(chǎn)人員出入頻繁，同時該位置各種生產(chǎn)幾點(diǎn)設(shè)備布置密集，導(dǎo)致此處環(huán)境極其復(fù)雜且安全隱患較多，是綜采工作面生產(chǎn)的需要重點(diǎn)管理的位置。尤其是下端頭超前段，一般靠近臨近工作面采空區(qū)，經(jīng)受多次采動影響，超前段圍巖應(yīng)力處于高動態(tài)應(yīng)力作用下，礦壓顯現(xiàn)往往較為劇烈，作為工作面的咽喉要道，超前段圍巖的控制尤其是頂板的控制成為工作面安全生產(chǎn)的重中之重。

《煤礦安全規(guī)程》第九十七條規(guī)定“采煤工作面所有安全出口與巷道連接處超前壓力影響范圍內(nèi)必須加強(qiáng)支護(hù)，且加強(qiáng)支護(hù)的巷道長度不得小于20m；綜合機(jī)械化采煤工作面，此范圍內(nèi)的巷道高度不得低于1.8m。安全出口和與之相連接的巷道必須設(shè)專人維護(hù)，發(fā)生支架斷梁折柱、巷道底鼓變形時，必須及時更換、清挖。”傳統(tǒng)的超前段支護(hù)方式一般為木垛支護(hù)或單體液壓支柱配合鉸接頂梁進(jìn)行支護(hù)，但是存在支護(hù)強(qiáng)度大、支護(hù)速度慢、支護(hù)強(qiáng)度低等問題，在支護(hù)能力、支護(hù)高度、支護(hù)速度、自動化程度、可操作性、安全性等方面，傳統(tǒng)的工作面超前支護(hù)方式已經(jīng)難以適應(yīng)綜采工作面對超前支護(hù)的安全高效要求。因此，現(xiàn)在越來越多煤礦的采用邁步式超前液壓支架支護(hù)管理超前段，實(shí)現(xiàn)了自移式、高強(qiáng)度支護(hù)，減輕了勞動強(qiáng)度，提高了支護(hù)效率。

但是超前支架在現(xiàn)場應(yīng)用中暴露出諸多缺陷，其中較為突出的主要有兩個問題：一是，超前支架頂梁為剛性梁，在回采巷道頂板出現(xiàn)較大起伏時往往出現(xiàn)與頂板點(diǎn)接觸，惡化超前支架受力狀態(tài)，撐頂效果較差；二是邁步前移過程中，每移動一次就要升降至少一次，對頂板進(jìn)行反復(fù)支撐，弱化了頂板的穩(wěn)定性；同時，超前支架頂梁支撐頂板時不能有效避開頂板的錨桿、錨索支護(hù)，高強(qiáng)支撐力會破壞支護(hù)結(jié)構(gòu)的外露端，導(dǎo)致支護(hù)失效進(jìn)一步弱化了頂板的穩(wěn)定性，因此，在綜采工作面超前支護(hù)中需要一種結(jié)構(gòu)簡單、能有效避開頂板支護(hù)結(jié)構(gòu)且能與適應(yīng)頂板起伏的頂板支撐裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在的技術(shù)不足，本發(fā)明的目的是提供一種超前支架頂梁支撐裝置及其使用方法，其能夠解決回采巷道頂板起伏不定導(dǎo)致超前支架無法嚴(yán)實(shí)撐頂且破壞頂板支護(hù)結(jié)構(gòu)的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種超前支架頂梁支撐裝置，應(yīng)用于超前支架的頂梁上，包括固定在頂梁上的頂升油缸，所述頂升油缸的活塞柱上端固定連接中空基座，所述中空基座內(nèi)腔設(shè)有能夠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)圓盤，所述旋轉(zhuǎn)圓盤上端面中心固定有旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)圓盤的一端伸出中空基座之外固定連接方形托梁，所述方形托梁的兩端固定有用于支撐頂板的平托盤，所述頂升油缸上設(shè)有泄壓閥。

優(yōu)選地，所述中空基座為圓柱形并且其內(nèi)腔也為圓柱形，所述平托盤也為圓柱形，所述中空基座與平托盤半徑相同。

優(yōu)選地，所述中空基座、平托盤的圓心共線設(shè)置，所述方形托梁的兩端點(diǎn)分別與所述中空基座、平托盤的圓心重合。

優(yōu)選地，所述中空基座內(nèi)腔填充有潤滑油。

優(yōu)選地，所述超前支架頂梁支撐裝置的數(shù)量大于等于6，沿頂梁長度方向上均勻布置。