“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架.pdf

本实用新型涉及一种“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，含有一定数量的炮采放顶煤支架，每个炮采放顶煤支架含有顶梁，掩护梁，支架底座依次铰接，在底座与顶梁之间并排安装两根液压前立柱，在底座与掩护梁之间并排安装两根后立柱，底座上推移油缸缸体的端部与底座上过桥板挂接耳铰接，推移油缸活塞杆通过推杆和移架横梁垂直铰接，所述相邻两移架横梁端头之间设有凸、凹弧面相互匹配对接方式，在移架横梁的端头凸弧端与凹弧端相对接的腔体内或外安装有连接耳，连接耳两端分别通过销轴与匹配的凸弧端和凹弧端铰接。本实用新型保证工作面的正常安全生产、安全、高产高效。

1.  一种“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，含有一定数量的炮采放顶煤支架，每个炮采放顶煤支架含有顶梁，掩护梁，支架底座依次铰接，在底座与顶梁之间并排安装两根液压前立柱，在底座与掩护梁之间并排安装两根后立柱，准备移架的炮采放顶煤支架的推移油缸缸体的端部与底座上过桥板连接耳铰接，其特征是：推移油缸活塞杆通过推杆和移架横梁垂直铰接，所述相邻两移架横梁端头之间设有凸、凹弧面相互匹配对接方式，在移架横梁的端头凸弧端与凹弧端相对接的腔体内或外安装有连接耳，连接耳两端分别通过销轴与匹配的凸弧端和凹弧端铰接。

2.  根据权利要求1所述的“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，其特征是：所述顶梁含有腔体结构，其内安装有液压伸缩梁。

3.  根据权利要求1所述的“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，其特征是：在每个炮采放顶煤支架顶梁的并排两根液压前立柱的外侧各安装固定有一个上柱窝，在前立柱与底座铰接处底座两侧边的前后位置上各设有前下柱窝、后下柱窝，顶梁一侧的上柱窝通过十字接头与悬挂抬底油缸缸体端头挂耳铰接，悬挂抬底油缸的活塞杆插进未移位的相邻炮采放顶煤支架相邻一侧的前或后下柱窝中。

4.  根据权利要求3所述的“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，其特征是：所述上柱窝为双边挂耳，一端固定在顶梁下表面上，另一端通过销轴与十字接头铰接，十字接头另一端通过销轴与悬挂抬底油缸的缸体一端挂耳铰接，两销轴互相垂直相隔一定距离，十字接头两挂耳接头外形近似直角梯形，端面为圆弧面，悬挂抬底油缸可做前、后、左、右摆动。

5.  根据权利要求1所述的“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，其特征是：顶梁后部铰接连接的掩护梁中间设有放煤插板，掩护梁的下部和支架底座铰接连接。

6.  根据权利要求1所述的“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，其特征是：由一定数量的炮采放顶煤支架并列排列，在炮采放顶煤支架的顶梁两侧设有侧护板。

7.  根据权利要求1所述的“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，其特征是：各液压立柱及推移油缸和悬挂抬底油缸，其油缸体上分别设有管接头及高压油管连接液压泵和油箱。

“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架
一、技术领域：
本实用新型涉及采煤巷道的支撑架移架装置，特别涉及一种“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架。
二、背景技术：
煤矿的开采视矿的大小和不同的地质条件采用不同的液压支架。对于大型矿，通常采用综合机械化采煤，即综采。综采开采要求走向在700-2000m左右，斜长在120-150m，地质储量在100-200万吨以上。与传统炮采方式相比，采用综采能提供安全可靠的工作空间，高产高效，工人劳动强度低。但是，由于综采支架功能多，结构复杂，笨重，安装、拆除、运输非常困难，安装一个工作面需要1.5-2个月，拆除一个工作面要2个月以上。如果工作面在300-500m，斜长100m，地质储量30-50万吨，安装综采生产，安装时间与生产时间相同，经济效益上不合算。从而造成其生产投入大，吨煤成本高，且搬家、倒面不方便，因此，使用受煤层地质条件限制。
对于中小型煤矿通常采用炮采，有许多地区的大中小煤矿炮采工作面的支护采用π型梁加单体支柱，这种传统式的炮采存在诸多弊端有待改进和提高，首先是工作面安全性差，工作面立柱中心距离要求550mm，减去两根柱子的260mm，中间空间仅200-290mm，空间小，人员不易通过，存在不安全隐患。第二就是采煤工序多，如放顶回柱、移π型钢梁、站柱、移动运输机、放顶煤。第三就是工作面有顶底板水时，柱子及巷道下沉严重，回柱非常困难，顶板难以管理。目前在硬煤条件下的中小煤矿使用的滑移支架，效益可以，要求煤层硬度f＞1.5以上，岩石底板硬度f＞2-3，滑移支架柱子不能钻底，以保证滑移支架的初撑力和工作阻力，上世纪80年代所使用过的滑移支架，多次因为立柱钻底严重，支架头重脚轻发生倒架事故。
“三软”煤层的特点就是煤层厚变异系数达到70％，煤厚度变化大，褶曲多，断层比较多，大部分采面走向在300-500m，开采较困难。对于不同的地质条件，尽管有些矿主采工作面是综采，然而其边角煤也不适宜综采，还需炮采，以提高资源利用率。所以需要研制出一种既要保证综采液压支架的主要功能和主要特点，又要保持单体支柱或滑移支架主要特点的炮采需要的新型液压支架，从而提高炮采工作面的产量和效率，减轻劳动强度和安全可靠的作业空间。炮采放顶煤滑移组合支架是在综采放顶煤技术取得成功的基础上改革的一种采煤工艺。炮采放顶煤滑移组合支架与综采放顶煤支架相比，具有投资少(设备购置及安装费是综采面的1/6)、安装及搬家速度快、适合条件广、布置及设计简单等特点，是介于综采放顶煤和炮采工作面之间的一种过渡型采煤方法，是厚煤层(特别是‘三软’煤层)采煤变革工艺的新途径。
三、实用新型内容：
本实用新型是克服现有技术存在的不足，设计并制作出一种“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架。
技术方案：
一种“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，含有一定数量的炮采放顶煤支架，每个炮采放顶煤支架含有顶梁，掩护梁，支架底座依次铰接，在底座与顶梁之间并排安装两根液压前立柱，在底座与掩护梁之间并排安装两根后立柱，准备移架的炮采放顶煤支架的推移油缸缸体的端部与底座上过桥板连接耳铰接，推移油缸活塞杆通过推杆和底座前端的移架横梁垂直铰接，所述相邻两移架横梁端头之间设有凸、凹弧面相互匹配对接方式，在移架横梁的端头凸弧端与凹弧端相对接的腔体内或外安装有连接耳，连接耳两端分别通过销轴与匹配的凸弧端和凹弧端铰接。
所述顶梁含有腔体结构，其内安装有液压伸缩梁。
在每个炮采放顶煤支架顶梁的并排两根液压前立柱的外侧各安装固定有一个上柱窝，在前立柱与底座铰接处底座两侧边的前后位置上各设有前下柱窝、后下柱窝，顶梁一侧的上柱窝通过十字接头与悬挂抬底油缸缸体端头挂耳铰接，悬挂抬底油缸的活塞杆插进未移位的相邻炮采放顶煤支架相邻一侧的前或后下柱窝中。
所述上柱窝为双边挂耳，一端固定在顶梁下表面上，另一端通过销轴与十字接头铰接，十字接头另一端通过销轴与悬挂抬底油缸的缸体一端挂耳铰接，两销轴互相垂直相隔一定距离，十字接头两挂耳接头外形近似直角梯形，端面为圆弧面，悬挂抬底油缸可做前、后、左、右摆动。
顶梁后部铰接连接的掩护梁中间设有放煤插板，掩护梁的下部和支架底座铰接连接。
由一定数量的炮采放顶煤支架并列排列，在炮采放顶煤支架的顶梁两侧设有侧护板。
各液压立柱及推移油缸和悬挂抬底油缸，其油缸体上分别设有管接头及高压油管连接液压泵和油箱。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型的“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，与目前一般的滑移顶梁支架不同，它有底座和掩护梁，在长度和重量上完全不同于综采支架，但可以保证炮采面安全生产、高产高效，减轻工人的体力劳动，其长度是综采的二分之一，重量仅是综采支架的三分之一。例如设计本实用新型的组合支架安装断面宽度为2.8m即可，而综采工作面安装必需6m宽切巷断面，炮采滑移组合支架安装只需10天时间，安装、拆除时间仅是综采的六分之一，并且安全性好。在采煤时，煤壁不使用运输机，和普通炮采一样，打眼、放炮、落煤，工作面只使用一部运输机。滑移组合支架非常适合“三软”煤层大中小型煤矿炮采工作面使用。
2、本实用新型的“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，顶梁与伸缩梁箱体合二为一，保证了伸缩梁能及时伸出支护顶板，煤壁顶板管理安全、快速。工作面生产前，先放高炮，使用π型钢的工作面必须筑煤，掏梁窝。煤壁必须筑1m深，才能移过一个梁，移两个梁才能用荆芭、椽子打顶板。而滑移组合支架使用伸缩梁、人工筑煤、有200mm空间，伸缩梁前伸200mm，有500mm或800mm空间，伸缩梁就前伸500mm或800mm，及时支护顶梁，省去了荆芭、椽子打顶，煤从运输机拉走。特别是当工作面煤壁片帮冒顶时，人工根本无法向前架梁，必须用钎子向前插进，挤满荆芭、椽子把顶梁支护好才允许向前移π型钢梁，既费工又费时。而滑移组合支架在片帮冒顶时几秒钟时间内，伸缩梁即可支护住顶板，及时解决片帮冒顶问题。炮采滑移组合支架对煤壁管理达到快速、安全、低耗。
3、本实用新型的“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，不但有顶梁而且有底座和掩护梁，整体稳定性好，支架不下沉。不仅可以阻绝工作面顶板冒顶事故，保证安全，而且滑移组合支架对软煤的抗压强度小于煤体强度，可以保证支架不下沉，特别是在工作面有顶底板水时，“三软”煤层遇水成泥，抗压强更小，单体柱下沉更严重，而滑移组合支架在有水的情况下，仍可以保证底座不下沉，保证工作面的支护阻力和高度，保证了工作面的支护空间，从而保证工作面的正常安全生产。
4、本实用新型的“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，采用组合结构及推移横梁结构，与π型钢支护相比一个显著的优点就是移架速度快。炮采π型钢支护放炮后，需要人工移π型梁，用荆耙、椽子护顶板，需要放顶回柱、搬移柱子、推移运输机，每对棚子0.55m宽度，操作的平均时间为30分钟才可以完成，现在2-3分钟即可把1.25m宽度整体移过去，速度提高15倍以上。在安装和拆除工作面时，移架横梁可以很容易安装和拆除，从而保证滑移组合支架工作面的快速安装和拆除，保证了炮采滑移组合支架工作面的安全、高产高效。可以大幅度提高企业经济效益，并且能大大减轻井下工作面工人繁重的体力劳动，具有深远的社会效益。
5、本实用新型的“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，相邻两移架横梁端头之间设有凸、凹弧面相互匹配对接方式，在移架横梁的端头凸弧端与凹弧端相对接的腔体内或外安装有连接耳，在移架时受力点在凸、凹弧面对接侧面处，不会因为移架时受力不一致而造成连接耳变形和损坏。
6、本实用新型的“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，快速放顶煤。组合支架前移800mm之后，运输机自然滞后800mm，留在老塘侧放煤窗口之下，这时可以打开窗口放顶煤。因煤是自上向下流，又加上放煤窗口比π型钢工作面大，放煤速度快、工效高，没有煤就及时用油缸关住放煤窗口。完全不同于π型钢放顶煤，用镐去掉老塘侧柱子之间的荆芭、椽子，用铲戳煤，煤不下时就用钎子戳，煤放完后再用荆芭、椽子挡立柱之间空间。
7、本实用新型的“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，结构新颖，成本低廉，容易制造，非常利于推广实施。
四、附图说明：
图1为“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架侧面结构示意图；
图2为“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架底座结构示意图；
图3为“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架移架横梁连接关系结构示意图之一；
图4为图3的侧面结构示意图；
图5为“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架底座内推移油缸与推移杆安装结构示意图；
图6为十字接头两挂耳接头剖面结构示意图；
图7为图6的侧面结构示意图；
图8为“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架系列装置结构示意图。
五、具体实施方式：
实施例一：参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9，一种“三软”煤层炮采放顶煤滑移组合支架，含有一定数量的并列排列的炮采放顶煤支架，每个炮采放顶煤支架含有顶梁2，掩护梁3，支架底座4依次铰接，在顶梁2腔中安装有液压伸缩梁1，顶梁2两侧设有侧护板23，顶梁2后部铰接连接的掩护梁3中间设有放煤插板9，掩护梁3的下部和支架底座4铰接连接，在底座4与顶梁2之间并排安装两根液压前立柱5，在底座4与掩护梁3之间并排安装两根后立柱7，准备移架的炮采放顶煤支架的推移油缸缸体12的端部通过连接座19与底座4上过桥板挂接耳铰接，推移油缸12活塞杆18通过推杆13和移架横梁8垂直铰接，其中相邻两移架横梁8端头之间的连接方式为凸弧15与凹弧16相匹配的对接方式，在移架横梁8的端头凸弧端15与凹弧端16相对接的腔体内安装有连接耳14，连接耳14两端分别通过销轴与匹配的凸弧端15和凹弧端16铰接。
在每个炮采放顶煤支架顶梁2的并排两根液压前立柱5的外侧各安装固定有一个上柱窝，在前立柱5与底座4铰接处底座两侧边的前后位置上各设有前下柱窝21、后下柱窝22，顶梁2一侧的上柱窝通过十字接头10与悬挂抬底油缸6缸体端头挂耳铰接，悬挂抬底油缸6的活塞杆插进未移位的相邻炮采放顶煤支架一侧的前或后下柱窝中。其中上柱窝为双边挂耳，一端固定在顶梁下表面上，另一端通过销轴与十字接头10铰接，十字接头10另一端通过销轴与悬挂抬底油缸6的缸体一端挂耳铰接，两销轴互相垂直相隔一定距离，十字接头10两挂耳接头外形近似直角梯形，端面为圆弧面，悬挂抬底油缸可做前、后、左、右摆动。图中，标号11为运输机，17为移架横梁8与推杆13之间的连接耳。图中各液压立柱及推移油缸和悬挂抬底油缸，其油缸体上分别设有管接头及高压油管连接液压泵和油箱，在图中省略。
1、支架安装：设计的炮采工作面走向长度为200-500米，斜长80-120米，要求上下付巷应尽量保证平行。上下巷中心距误差要小于1.0米，上付巷断面为2.4*2.6米以上。切巷要求2.8*2.6米以上。要用专门的平板车及铰车安装炮采滑移组合支架安装工作面。
2、炮采滑移组合支架的生产：
首先在煤壁打三花眼、装药，先放高炮，人工筑煤，煤由运输机拉走。及时伸出伸缩梁0.8米，支护好顶板。然后放底炮，人工把煤攉到运输机上拉走，煤壁煤全部清完后，开始移架，首先伸出移架横梁0.8米，用15-20秒时间前移支架0.8米。运输机移到掩护梁放煤窗口下面，打开放煤窗口放顶煤。煤放清后，清净运输机前方的浮煤，把运输机移到大立柱后侧，完成一个作业循环。
3、支架拆除：在工作面距停车线6米时，开始铺设钢丝网。钢丝网铺设长度为3.6米。铺设完后，煤壁侧做2.2米木棚支护顶板。回架时，支架前移1.8米后，用绞车调头，用绞车拉到上付巷运到新采面安装使用攉升井检修。
总之，滑移组合支架与π型刚炮采相比，具有支护速度快，移架快，放煤速度快，支架整体不下沉，工人体力劳动强度低，工资高等优点。与综采相比，具有安装拆除速度快，整体投入少等特点。它是“三软”煤层的一种多快好省的采煤工艺。