采煤顶板支护支架 所属技术领域
本实用新型涉及一种煤矿井下使用的采煤顶板支护支架。
背景技术
目前，煤矿井下采煤有炮采和机采两种方式，其中机采又分为高档普采和综采。炮采支护顶板的工序是：回柱、挂梁、过顶、出煤、移运输机、补柱。高档普采支护顶板的工序与炮采基本相同，只是在炮采支架中又增加了爬行梁这一工序。上述炮采和高档普采支护顶板的工作都是工人靠体力手工完成的，不仅工人体力消耗大，而且还存在因不能及时支护顶板而产生掉顶或冒顶这一危及工人人身安全的问题。综采在顶板支护方面，也是先移运输机后支护，同样存在不能及时支护顶板的问题。
【发明内容】
本实用新型的目的是提供一种煤矿井下使用的采煤顶板支护支架，该采煤顶板支护支架不仅能及时支护顶板，而且能减轻负责支护顶板的工人的劳动强度。
为达到上述目的，本实用新型采煤顶板支护支架包括两组结构相同、并排设置的伸出装置、收缩装置和前护顶器、后护顶器；每组的伸出装置与收缩装置之间可纵向相对滑动；在每组的伸出装置与收缩装置之间设置液压千斤顶，该千斤顶的一端固定在伸出装置二条圆钢之间地横梁上，另一端固定在收缩装置的后端；在每组收缩装置的下方纵向设置三只液压支柱，其中前液压支柱和后液压支柱通过滑套与收缩装置的二条圆钢滑动连接，中间的液压支柱与收缩装置的二条圆钢固定连接；每组前护顶器的圆钢相互平行、间隔一定距离固定在三条横梁上，其中靠前的横梁固定在伸出装置的前端，中间的横梁与伸出装置上的滑套固定连接；每组后护顶器的圆钢与前护顶器的圆钢交错设置、相互平行地固定在二条横梁上，其中靠后的横梁固定在收缩装置的后端，靠前的横梁固定在收缩装置二条圆钢上方设置的二个凸块上；分属两组收缩装置的二个前液压支柱和二个后液压支柱分别用一根支柱横梁相连，一个液压千斤顶的两端分别固定在二根支柱横梁的中部。
由于固定每组前护顶器的横梁有二条与伸出装置固定连接，固定每组后护顶器的二条横梁与收缩装置固定连接，通过使伸出装置和收缩装置之间的液压千斤顶伸长即可使前护顶器随同伸出装置一起前伸，支护顶板，使伸出装置和收缩装置之间的液压千斤顶收缩即可使后护顶器随同收缩装置一起前移，另外，使收缩装置下方的液压支柱伸长即可对护顶器提供支撑，因此，工人只需动一动千斤顶和液压支柱的阀门就可以支护顶板和移动支架，不仅减轻了负责支护顶板的工人的劳动强度，同时能对顶板及时支护。
【附图说明】
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型采煤顶板支护支架的俯视图。
图2是图1所示采煤顶板支护支架去除护顶器后的俯视图。
图3是采煤顶板支护支架沿图2中A-A向的剖视图。
图4是沿图3中B-B向的剖视图。
图5是本实用新型采煤顶板支护支架伸出装置和收缩装置之间纵向相对滑动另一种实现方式的局部放大示意图。
图6是沿图5中C-C向的剖视图。与图5放大比例相同。
图7是沿图5中D-D向的剖视图。与图5放大比例相同。
图8是本实用新型采煤顶板支护支架的一个中间工作状态图。
图9是沿图8中E-E向的剖视图。与图5放大比例相同。
【具体实施方式】
如图1、图2所示，本实用新型采煤顶板支护支架包括两组结构相同、并排设置的伸出装置28、24、收缩装置36、21和前护顶器13、8、后护顶器1、7。(为叙述和理解方便，在以下的实施方式中和技术方案、权利要求书中主要叙述其中一组支撑装置和护顶装置的相对位置关系。)为使每组的伸出装置28与收缩装置36之间可以纵向相对滑动，可以如图2、图3所示，伸出装置28的圆钢27、49插在收缩装置36圆钢35、45上固定的滑套26、50中，收缩装置36的圆钢35、45插在伸出装置28圆钢27、49上固定的滑套29、48中；也可以如图5、图6、图7所示，收缩装置36的圆钢35、45放在伸出装置28圆钢27、49上固定安装的滚轮62、63的槽中，伸出装置28的圆钢27、49放在收缩装置36圆钢35、45上固定安装的滚轮61、64的槽中；当然，也可以使用滑块、滚动轴承之类的其它方式实现伸出装置与收缩装置之间的纵向相对滑动。
如图2、图3所示，在每组的伸出装置28与收缩装置36之间设置液压千斤顶37，该千斤顶37的一端固定在伸出装置28二条圆钢27、49之间的横梁34上，另一端固定在收缩装置36的后端40。在每组收缩装置36的下方纵向设置三只液压支柱30、33、38，其中前液压支柱30和后液压支柱38通过滑套31、47、39、44与收缩装置36的二条圆钢35、45滑动连接，中间的液压支柱33与收缩装置36的二条圆钢35、45固定连接。
如图1、图2、图3所示，每组前护顶器13的圆钢12、11、10、9相互平行、间隔一定距离固定在三条横梁14、15、17上，其中靠前的横梁14固定在伸出装置28的前端25，中间的横梁15与伸出装置28上的滑套29、48固定连接，为防止使用时前护顶器13的圆钢12、11、10、9后部上翘，靠后的横梁17通过其下方固定设置的轴承档板65、68与收缩装置36二条圆钢35、45下方的二只滚动轴承或滚轮66、67连接(见图8、图9)。每组后护顶器1的圆钢2、3、4、5、6与前护顶器13的圆钢12、11、10、9交错设置、相互平行地固定在二条横梁16、18上，其中靠后的横梁18固定在收缩装置36的后端40，靠前的横梁16固定在收缩装置36二条圆钢上方设置的二个凸块32、46上。显然，靠前的横梁16下方可以使用与前、后液压支柱上方相同的滑套，滑套安装后只需与收缩装置36的二条圆钢35、45焊接即可，后护顶器1靠前的横梁16可直接焊接在滑套上，这样更容易保证前、后护顶器上的纵向圆钢在同一平面内。
如图2、图3所示，分属两组收缩装置36、21的二个前液压支柱30、23和二个后液压支柱38、19分别用一根支柱横梁43、41相连，一个液压千斤顶42的两端分别固定在二根支柱横梁43、41的中部。从力学角度看，支柱横梁43、41最好位于它所连接的液压支柱30、23、38、19的上端位置，这样可以使液压千斤顶42在移动支柱横梁43、41时，前、后液压支柱30、38上的滑套31、47、39、44与收缩装置36圆钢35、45之间的磨擦力较小。如果希望进一步增加支架的稳定性，可以如图3、图4所示，在二个前液压支柱30、23下端和二个后液压支柱38、19下端各连接一根水平横梁60、55，由于二个前液压支柱30、23或二个后液压支柱38、19离地时不一定同步，因此二个前液压支柱30、23之间和二个后液压支柱38、19之间在液压支柱下端用横梁60、55相连时，应借助滑套53、59、52、56，这样可以在二个前液压支柱30、23不同时离地或二个后液压支柱38、19不同时离地时，滑套在液压支柱上滑动，使横梁60、55始终处于水平位置，而不对液压支柱施加多余的外力，相应的应于每个滑套53、59、52、56的下方在液压支柱上固定一圆环54、58、51、57，以防止滑套从液压支柱上脱落。同理，如与液压千斤顶42相连的支柱横梁位于液压支柱的下端位置，该支柱横梁同样需要借助滑套与液压支柱连接，这时，最好同时在液压支柱上端位置用一根横梁连接二个前液压支柱，用另一根横梁连接二个后液压支柱。
以下按先后顺序叙述本实用新型采煤顶板支护支架的工作过程。
采煤顶板支护支架前方的煤壁采挖后，开启伸出装置28、24和收缩装置36、21之间的二个液压千斤顶37、20使其伸长，在千斤顶37、20的作用下，伸出装置28、24和前护顶器13、8同时向前伸出，对顶板进行及时支护，前护顶器到位后，关闭液压千斤顶37、20。然后使二个前液压支柱30、23收缩离地，开启前、后液压支柱之间的液压千斤顶42使其伸长，在千斤顶42的作用下，离地的前液压支柱30、23向前移动，前液压支柱到位后，关闭液压千斤顶4 2，随后使二个前液压支柱30、23伸长支撑地面，即可及时支撑前护顶器13、8。以上工序结束后，本实用新型采煤顶板支护支架的形状如图8所示。
接下来，使二个后液压支柱38、19收缩离地，开启前、后液压支柱之间的液压千斤顶42使其收缩回复，在千斤顶42的带动下，离地的后液压支柱38、19向前移动，后液压支柱到位后，关闭液压千斤顶42，随后使二个后液压支柱38、19伸长支撑地面。完成上述动作后，再使二个中液压支柱33、22收缩离地，然后开启伸出装置28、24和收缩装置36、21之间的二个液压千斤顶37、20使其收缩回复，在千斤顶37、20的带动下，后护顶器1、7和收缩装置36、21以及固定在收缩装置上的中液压支柱33、22同时前移，中液压支柱到位后，使中液压支柱33、22伸长支撑地面，即可支撑后护顶器1、7。以上工序结束后，完成一个工作循环过程，本实用新型采煤顶板支护支架的形状如图3所示，即回复到初始形状。
可以看出，在上述工作过程中，总是有至少四个液压支柱在同时支撑地面，保证了支护支架的稳固性。
在正常情况下，综采一天进度2～3米左右，炮采和高档普采一天进度1～2米左右，进度低的原因，主要是因为不能及时对顶板进行支护。使用本实用新型采煤顶板支护支架，在工作面与综采、炮采和高档普采相同的情况下，一天进度可在9米以上。同时工人只需动一动千斤顶和液压支柱的阀门即可支护顶板和移动支架，大大减轻了工人的劳动强度。另外，由于省去了背板、笆片，节约了这些使用量大的材料，以及生产效率增加，生产安全性提高等原因，还可使吨煤成本降低。