臨時超前支護裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種臨時超前支護裝置，屬于礦井支護【技術領域】。本實用新型包括單體液壓支柱和展開頂梁，展開頂梁是主要由機架、上連桿、頂梁框架、支撐桿、支撐架和下連桿組成的連桿機構，支撐架的中間固定有支座桿，頂梁框架上有連桿，機架下部對稱地鉸接有一對所述的上連桿，上連桿的下端在鉸點b鉸接所述的連桿，支撐桿的上端在鉸點c鉸接在頂梁框架上，支撐桿的下端在鉸點d鉸接在支撐架上，下連桿的一端鉸接在所述的上連桿上，下連桿的另一端鉸接在支座桿上，展開頂梁完全展開時，鉸點c、鉸點b和鉸點d三點的正面投影在一條斜直線上。本實用新型操作簡易，支護覆蓋面積大，使產(chǎn)品的重量減輕，便于收縮、展開支撐。
【專利說明】臨時超前支護裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種適用于炮掘工作面的臨時超前頂板支護裝置，屬于礦井支護設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]炮掘工作面會出現(xiàn)在爆破后作業(yè)時沒有臨時支護，工作人員安全受落矸與頂板跨落等威脅的問題，而在炮掘工作面上，要進行除矸、裝運矸石、安裝支護和下個工序的打眼放炮等工作?！睹旱V安全規(guī)程》對巷道支護的第四十一條規(guī)定:掘進工作面嚴禁空頂作業(yè)?？拷蜻M工作面10米內的支護，在爆破前必須加固。爆破崩倒、崩壞的支架必須先行修復，之后方可進入工作面作業(yè)。修復支架時必須先檢查頂、幫，并由外向內逐架進行。
[0003]目前，對于掘進工作面的超前支護裝置大致可以分為以下幾種:簡易木支柱支護、前探梁式支護、點柱式支護、單體柱加大板棚式支護、單體液壓支柱配合金屬鉸接頂粱支護。還有一類在研究但未得到應用的自移式超前支護。
[0004]這些超前支護有以下幾個特點。第一，架設和移除支護裝置操作不便，除木支柱以夕卜(現(xiàn)在很少使用)。因為大多數(shù)是要金屬鉸接頂梁和單體液壓支柱配合使用的，所以安裝鉸接梁會耽擱很多時間，而且遇有地質構造、頂板起伏不平時不能使用，容易崩倒崩壞，在綜掘工作面易被掘進機截割頭撞倒、撞壞，同時還制約生產(chǎn)。第二，支柱聯(lián)合使用的裝置由于各個單體支柱不是同步液壓缸工作，鉸接在一起使用時，在升柱時要求各個支柱都必須有工人同時給其注液，所以要求工人較多，操作要求嚴格。第三，臨時支護體積大，較笨重，材料消耗多，前移時所需工時多，人員多、勞動強度大，影響裝巖和巷道的掘進進度。第四，對于點柱式支護，一是支護面積小，不能全面支護裸露巖體，有漏頂現(xiàn)象存在；二是單體支柱不能形成聯(lián)合支護，容易受壓傾倒；三是炮掘工作面容易放炮崩倒崩壞。因此設計簡易，便攜，操作簡便可靠的臨時超前支護設備非常重要，以保證在工作區(qū)域內工作人員安全不受落矸與頂板跨落等威脅。
實用新型內容
[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術的不足之處，本實用新型提供一種臨時超前支護裝置，操作簡易，支護覆蓋面積大，使產(chǎn)品的重量降至兩個工人能輕松搬動的范圍，展開頂梁的控頂面積要覆蓋整個迎頭裸露部分，其中該裝置從機構上實現(xiàn)便于收縮、展開支撐的功能。對于不同形狀以及不規(guī)則的頂板具有自適應性。
[0006]本實用新型是通過如下技術方案實現(xiàn)的:一種臨時超前支護裝置，它包括單體液壓支柱，單體液壓支柱的頂蓋上安裝有展開頂梁，展開頂梁是主要由機架、上連桿、頂梁框架、支撐桿、支撐架和下連桿組成的連桿機構，所述的上連桿、頂梁框架、支撐桿和下連桿沿支撐架的中軸線對稱成對設置；
[0007]所述的支撐架的中間固定有支座桿，所述的頂梁框架上有連桿，所述的機架下部對稱地鉸接有一對所述的上連桿，上連桿的下端在鉸點6鉸接所述的連桿，所述的支撐桿的上端在鉸點C鉸接在頂梁框架上，支撐桿的下端在鉸點鉸接在支撐架上，所述的下連桿的一端鉸接在所述的上連桿上，下連桿的另一端鉸接在所述的支座桿上，展開頂梁完全展開時，所述的鉸點C、鉸點b和鉸點(6/三點的正面投影在一條斜直線上。
[0008] 所述的單體液壓支柱的下端裝有柱靴，柱靴包括能使單體液壓支柱插入的柱靴窩，柱靴窩的周面上鉸接有多個斜撐桿，斜撐桿的下端鉸接有腳掌。
[0009]所述的斜撐桿有三個，三個斜撐桿均布在柱靴窩的周面上。
[0010]所述的支座桿為空心桿，所述的機架的下面中間固定有導向桿，導向桿插入所述的支座桿內與支座桿滑動連接。
[0011]所述的支撐架的兩側各有兩個所述的支撐桿，每側的兩個支撐桿連接同側的一個頂梁框架。
[0012]所述的支撐桿是由液壓、彈簧聯(lián)合減震的伸縮桿。
[0013]所述的頂梁框架是由彈性鋼板和剛性鋼板焊接而成的框架結構。
[0014]所述的頂梁框架上鋪設有鋼絲網(wǎng)。
[0015]所述的鉸點c和鉸點b是球鉸。
[0016]本實用新型的有益效果是:采用單體液壓支柱作為支撐裝置的動力，支撐裝置以單體液壓支柱為主體進行擴展，總體輕，搬動方便，安裝簡易。只允許單柱臨時支護，不影響炮掘工作面迎頭出矸及后部支護的同時確保當前工作面的工作安全。本實用新型展開頂梁與單體液壓支柱配套使用，能夠實現(xiàn)動作展開、收回，是能承受巨大載荷的“傘”一樣的結構。展開頂梁是一個可以實現(xiàn)收縮、展開的六桿機構。占有空間小，不影響巷道的掘進工作，機構完全展開后處于死點位置，支撐的穩(wěn)定良好。
[0017]對于不規(guī)則的頂板，如果是多角度形狀的，則展開頂梁未完全展開就可以適應其頂板。如果頂板有一定的拱形，那么展開頂梁上的彈性鋼板會受壓彎曲來適應巷道。如果巷道頂板整體有一定(垂直掘進方向的)傾斜角度，那么展開裝置的兩邊斜支撐桿可以受壓縮，使整個頂梁處于有一定傾斜角度的狀態(tài)去適應頂板。如果巷道頂板整體沿著掘進方向有一定的傾斜角度，頂梁會因為球鉸發(fā)生一定角度的轉動以適應頂板?？傊归_頂梁對巷道具有自適應性。
[0018]整個裝置采用單體液壓支柱作為支撐裝置的動力，操作方便；展開支撐裝置對不同形狀的的頂板具有自適應性，同時它的結構與單體液壓支柱的結構配套使用；整個裝置搬動方便安裝簡易?？紤]到部分巷道底板的條件惡劣，可給單體支柱設計柱靴結構以提高穩(wěn)定性。
[0019]本實用新型的展開頂梁根據(jù)系列化的單體液壓支柱也實現(xiàn)了系列化，以滿足不同高度、寬度的掘進巷道支護。系列化的試驗、生產(chǎn)和管理可以降低企業(yè)、礦井的生產(chǎn)應用成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面根據(jù)附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0021]圖1是本實用新型結構示意圖；
[0022]圖2是本實用新型展開頂梁收縮狀態(tài)結構圖；
[0023]圖3是圖2的左視圖；[0024]圖4是本實用新型展開頂梁完全展開狀態(tài)結構圖；
[0025]圖5是圖4的左視圖；
[0026]圖6是本實用新型柱靴結構示意圖。
[0027]圖中:1、機架，1-1、導向桿，2、上連桿，3、頂梁框架，3-1、連桿，4、支撐桿，5、支撐架，5-1、支座桿，6、下連桿，7、單體液壓支柱，8、柱靴，8-1、柱靴窩，8-2、斜撐桿，8-3、腳掌。
【具體實施方式】
[0028]如圖1、圖2所示的實施例，一種臨時超前支護裝置，它包括單體液壓支柱7，單體液壓支柱7的頂蓋上安裝有展開頂梁，展開頂梁是主要由機架1、上連桿2、頂梁框架3、支撐桿4、支撐架5和下連桿6組成的連桿機構，所述的上連桿2、頂梁框架3、支撐桿4和下連桿6沿支撐架5的中軸線對稱成對設置。
[0029]如圖2 、圖3、圖4、圖5所示，所述的支撐架5的中間固定有支座桿5-1，所述的頂梁框架3上固連有連桿3-1，所述的機架I下部對稱地鉸接有一對所述的上連桿2，上連桿2的下端在鉸點6鉸接所述的連桿3-1，所述的支撐桿4的上端在鉸點c鉸接在頂梁框架3上，支撐桿4的下端在鉸點V鉸接在支撐架5上，所述的下連桿6的一端鉸接在所述的上連桿2上，下連桿6的另一端鉸接在所述的支座桿5-1上，如圖4所示，展開頂梁完全展開時，所述的鉸點c、鉸點b和鉸點i/三點的正面投影在一條斜直線上。
[0030]如圖2、圖3、圖4、圖5所不,展開頂梁在豎直平面內是一個六桿機構,有一個自由度。整個展開頂梁左右結構對稱，展開頂梁的機構中有轉動副即鉸點&仏;只有一個移動副^也是主運動副，即由單體支柱的升高、下降來控制支撐架5的升高、下降動作。所述的鉸點c和鉸點b是球鉸，其它則是銷軸連接。展開頂梁處于收縮狀態(tài)放置在單體支柱上，需要工作的時候，整個展開頂梁隨著單體液壓支柱上升至機架I接觸頂板后，頂梁框架3在上連桿2及支撐桿4的帶動下緩慢升高展開，以至接觸頂板達到支撐的作用。頂梁框架3因為球鉸6和c的緣故可以沿巷道方向有一定角度的轉動，即適應沿巷道方向有傾角的不規(guī)則頂板。如圖4所示，展開頂梁完全展開后轉動副仏c和三點在一條斜直線上。此時六桿機構處于一個死點位置即壓力角為90°，傳動角為0°。無論頂板給予頂梁框架3任何方向的載荷或者彎矩，都會通過運動副b傳至運動副c再移交給支撐桿4。支撐桿4在工作的時候，不會發(fā)生任何方向的轉動，展開頂梁整體性穩(wěn)定。
[0031]如圖1、圖6所示，所述的單體液壓支柱7的下端可以裝有柱靴8，柱靴8包括能使單體液壓支柱7插入的柱靴窩8-1，柱靴窩8-1的周面上鉸接有多個斜撐桿8-2，斜撐桿8-2的下端鉸接有腳掌8-3。所述的斜撐桿8-2有三個，三個斜撐桿8-2成120°夾角均布在柱靴窩8-1的周面上。其中柱靴窩8-1和斜撐桿8-2、斜撐桿8-2和腳掌8_3之間的鉸點h、k都是銷軸。工作時，將其放置在工作地點，手動搬開斜撐桿成一定角度即可。依據(jù)三角形穩(wěn)定性的原理，柱靴將會對整個臨時支護裝置起到很好的穩(wěn)定作用。
[0032]所述的支座桿5-1為空心桿，所述的機架I的下面中間固定有導向桿1-1，導向桿1-1插入所述的支座桿5-1內與支座桿5-1滑動連接。導向桿l-ι可以起到導向作用，提高上升動作的穩(wěn)定性。
[0033]所述的支撐架5的兩側各有兩個所述的支撐桿4，每側的兩個支撐桿4連接同側的一個頂梁框架3。從圖5看，每側的連桿3-1位于兩個支撐桿4之間。[0034]所述的支撐桿4是由液壓、彈簧聯(lián)合減震的伸縮桿。支撐桿4的結構是一個可伸縮的二力桿，利用液壓一彈簧聯(lián)合減震器原理實現(xiàn)伸縮與抗擊沖擊。當巷道頂板給予支撐桿4靜載荷時，彈簧支撐；彈簧壓縮至一定程度時桿件有機械限位，彈簧和機械桿同時支撐頂梁；當巷道頂板有突然下沉或者矸石掉落沖擊時，液壓阻尼會有很大的阻尼力起到緩沖作用，以保護裝置。
[0035]所述的頂梁框架3是由彈性鋼板和剛性鋼板焊接而成的框架結構。頂梁框架的橫向鋼板可以為彈簧板，可以受壓變形以適應拱形類的巷道。
[0036]所述的頂梁框架3上可以鋪設鋼絲網(wǎng)以擋矸、煤。
[0037]本實用新型的工作原理:
[0038]本實用新型臨時超前支護裝置，由展開頂梁和單體液壓支柱配套使用，必要時采用柱靴。展開頂梁的支撐架5與單體液壓支柱的頂蓋鑲嵌結合，單體液壓支柱的缸體置入柱靴的柱靴窩中即可實現(xiàn)工作。
[0039]工作前，根據(jù)具體的巷道工況條件判斷是否支撐需要柱靴穩(wěn)定，如果底板條件差需要柱靴的話，人工將柱靴8搬動放置在工作地方，手動搬開斜撐桿8-2。然后將單體液壓支柱搬動放置在柱靴中，再將展開頂梁放置在單體液壓支柱上。這樣工作前的準備工作完成。 [0040]需要它工作時，先借助人力讓展開頂梁有一定程度的展開，即機架的水平位置高于兩側的頂梁框架位置時，用注液槍給放在工作面迎頭上的整個裝置中的單體液壓支柱注液。單體液壓支柱就會緩慢升高，同時當展開頂梁的機架I與頂板接觸后固定不動，展開頂梁隨之慢慢展開。當展開頂梁展開至如圖4所示的狀態(tài)時，完成升柱，停止注液，單體液壓支柱給支撐裝置一個初撐力。當頂板是平面的時候，展開頂梁就如圖4所示的狀態(tài)；當頂板兩邊下沉或者頂板本身就是多角度的時候，頂梁框架不需要完全展開即可適應頂板；當巷道頂板沿巷道方向有傾斜時候，頂梁框架又會隨著頂板的傾斜角度而發(fā)生傾斜以適應頂板。
[0041]具體地，當如圖1所示的展開頂梁和單體液壓支柱以及柱靴配套在一起置于迎頭時，支護準備工作基本完成。此時用注液槍向單體液壓支柱中注液。注液的同時，展開頂梁隨著單體液壓支柱緩慢上升，當機架I與頂板接觸后停止不動，頂梁框架3在連桿2、支撐桿4以及下連桿6的作用下緩慢展開，直至完全展開如圖4所示，然后停止注液形成初撐。展開頂梁完全展開后，連桿機構處于死點位置，即如圖4所示的C、6和V三點共線，所以機構的支撐穩(wěn)定性良好。由于仏c兩處的運動副為球鉸連接，所以頂梁框架可以根據(jù)頂板的形狀而位置變化以適應頂板。支撐桿是液壓彈簧減震器的形式，可以壓縮使得頂梁框架傾斜以適應有坡度傾斜的巷道，液壓阻尼可以抗擊矸石、煤塊的冒落沖擊。
【權利要求】
1.一種臨時超前支護裝置，其特征在于:它包括單體液壓支柱(7)，單體液壓支柱(7)的頂蓋上安裝有展開頂梁，展開頂梁是主要由機架(I)、上連桿(2)、頂梁框架(3)、支撐桿(4)、支撐架(5)和下連桿(6)組成的連桿機構，所述的上連桿(2)、頂梁框架(3)、支撐桿(4)和下連桿(6)沿支撐架(5)的中軸線對稱成對設置； 所述的支撐架(5)的中間固定有支座桿(5-1)，所述的頂梁框架(3)上有連桿(3-1)，所述的機架(I)下部對稱地鉸接有一對所述的上連桿(2)，上連桿(2)的下端在鉸點b鉸接所述的連桿(3-1)，所述的支撐桿(4)的上端在鉸點c鉸接在頂梁框架(3)上，支撐桿(4)的下端在鉸點V鉸接在支撐架(5)上，所述的下連桿(6)的一端鉸接在所述的上連桿(2)上，下連桿(6)的另一端鉸接在所述的支座桿(5-1)上，展開頂梁完全展開時，所述的鉸點C、鉸點b和鉸點V三點的正面投影在一條斜直線上。
2.根據(jù)權利要求1所述的臨時超前支護裝置，其特征在于:所述的單體液壓支柱(7)的下端裝有柱靴(8),柱靴(8)包括能使單體液壓支柱(7)插入的柱靴窩(8-1),柱靴窩(8-1)的周面上鉸接有多個斜撐桿(8-2 )，斜撐桿(8-2 )的下端鉸接有腳掌(8-3 )。
3.根據(jù)權利要求2所述的臨時超前支護裝置，其特征在于:所述的斜撐桿(8-2)有三個，三個斜撐桿(8-2 )均布在柱靴窩(8-1)的周面上。
4.根據(jù)權利要求1所述的臨時超前支護裝置，其特征在于:所述的支座桿(5-1)為空心桿，所述的機架(I)的下面中間固定有導向桿(1-1)，導向桿(1-1)插入所述的支座桿(5-1)內與支座桿(5-1)滑動連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的臨時超前支護裝置，其特征在于:所述的支撐架(5)的兩側各有兩個所述的支撐桿(4 )，每側的兩個支撐桿(4 )連接同側的一個頂梁框架(3 )。
6.根據(jù)權利要求1或5所述的臨時超前支護裝置，其特征在于:所述的支撐桿(4)是由液壓、彈簧聯(lián)合減震的伸縮桿。
7.根據(jù)權利要求1所述的臨時超前支護裝置，其特征在于:所述的頂梁框架(3)是由彈性鋼板和剛性鋼板焊接而成的框架結構。
8.根據(jù)權利要求1或7所述的臨時超前支護裝置，其特征在于:所述的頂梁框架(3)上鋪設有鋼絲網(wǎng)。
9.根據(jù)權利要求1所述的臨時超前支護裝置，其特征在于:所述的鉸點c和鉸點b是球鉸。
【文檔編號】E21D15/00GK203702189SQ201420038670
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權日:2014年1月21日
【發(fā)明者】程志紅, 王月宏, 李武壯, 牛輝, 周春華, 蔡麗華 申請人:中國礦業(yè)大學