本發(fā)明涉及礦山掘進(jìn)設(shè)備制造和應(yīng)用領(lǐng)域，涉及礦山掘進(jìn)巷道頂板控制的支護(hù)機(jī)械，特別涉及一種礦山巷道掘進(jìn)過程中，可保持頂板穩(wěn)定性的礦山掘進(jìn)工作面用行走式支架、行走方法及掘進(jìn)機(jī)。

背景技術(shù)：

目前我國礦山(煤礦、金屬礦、石膏礦、鉀鹽礦等)井下巷道掘進(jìn)中，巷道頂板均需要用錨桿進(jìn)行永久性錨固，采取傳統(tǒng)的錨桿錨固方式，操作者必須在無支護(hù)的掘進(jìn)掌子面前端，用電鉆打錨桿孔、手工輸送錨桿與錨固樹脂、手工緊固錨桿螺帽等方式施工作業(yè)，頂板掉矸現(xiàn)象、煤(巖)壁片幫現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，低效率與安全隱患并存。

在掘進(jìn)機(jī)上安裝可實(shí)現(xiàn)錨桿錨固全過程機(jī)械化作業(yè)的錨桿鉆機(jī)，技術(shù)上已非常成熟，但掘進(jìn)機(jī)工作過程中約4米左右的截割臂需前、后、左、右擺動(dòng)截割巖體，因此錨桿鉆機(jī)只能安裝在掘進(jìn)機(jī)截割臂后面的位置上，這樣就需要對(duì)掘進(jìn)機(jī)截割臂上方的頂板實(shí)施無損壞性臨時(shí)支護(hù)，以保證錨桿鉆機(jī)對(duì)頂板進(jìn)行永久性錨桿錨固前，巷道頂板的完整穩(wěn)定性。

目前，巷道掘進(jìn)工作面所使用的臨時(shí)支護(hù)支架向前行走方式，大多采取卸載前移方式，移動(dòng)一個(gè)步局約為0.5～1.0米，移動(dòng)4米左右的距離，支架對(duì)頂板的反復(fù)支撐約有4～8次，極易造成巷道頂板破碎，影響巷道成巷質(zhì)量。

因此，研制一種無需卸載行走，不對(duì)頂板造成反復(fù)支撐，保證頂板不離層、不垮落的行走式支架，是掘進(jìn)巷道頂板錨桿錨固全過程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)所在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種無需卸載行走，不對(duì)頂板造成反復(fù)支撐，保證頂板不離層、不垮落的礦山掘進(jìn)工作面用行走式支架。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種礦山掘進(jìn)工作面用行走式支架，包括頂梁、上推移千斤頂、可相對(duì)前后滑動(dòng)的摩擦副結(jié)構(gòu)、單擺桿、后支撐立柱、前支撐立柱、鏟料板、底座及下推移千斤頂；所述頂梁通過摩擦副結(jié)構(gòu)與單擺桿一端連接，所述單擺桿的另一端與底座鉸接，所述后支撐立柱連接在底座與單擺桿之間；所述前支撐立柱連接在鏟料板與頂梁之間；所述頂梁通過上推移千斤頂作用于單擺桿上；所述鏟料板通過下推移千斤頂與底座連接；所述前、后支撐立柱均可伸縮，當(dāng)所述后支撐立柱處于支撐狀態(tài)、前支撐立柱處于浮動(dòng)狀態(tài)時(shí)，上推移千斤頂可以單擺桿為支點(diǎn)推動(dòng)頂梁相對(duì)于礦山掘進(jìn)巷道頂板前移一定距離，下推移千斤頂可以底座為支點(diǎn)將鏟料板向前推動(dòng)一定距離；當(dāng)前支撐立柱處于支撐狀態(tài)、后支撐立柱處于浮動(dòng)狀態(tài)時(shí)，下推移千斤頂可將底座向前拉動(dòng)一定距離。

進(jìn)一步地，所述摩擦副結(jié)構(gòu)包括滑塊和導(dǎo)柱；所述導(dǎo)柱呈縱向固定在頂梁上，所述滑塊上有互相垂直的兩個(gè)孔分別為導(dǎo)向孔和鉸接孔，滑塊的導(dǎo)向孔套在導(dǎo)柱的柱體上并可在導(dǎo)柱上前后滑動(dòng)；滑塊的鉸接孔與單擺桿鉸接。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)柱通過焊接在頂梁上并相對(duì)于頂梁具有縱向孔的耳板固定在頂梁上。

進(jìn)一步地，所述頂梁為兩個(gè)，還包括支撐桿，所述支撐桿通過焊接在頂梁上并相對(duì)于頂梁具有橫向孔的耳板將兩個(gè)頂梁固定為一體，所述耳板內(nèi)安裝有關(guān)節(jié)軸承。

進(jìn)一步地，所述行走支架具體包括：兩個(gè)頂梁、四個(gè)上推移千斤頂、兩個(gè)滑塊、兩個(gè)導(dǎo)柱、兩個(gè)支撐桿、兩個(gè)單擺桿、兩個(gè)后支撐立柱、四個(gè)前支撐立柱、一個(gè)鏟料板、一個(gè)底座及兩個(gè)下推移千斤頂；所述兩個(gè)支撐桿將兩個(gè)頂梁固定為一體，每個(gè)支撐桿分別與兩個(gè)前支撐立柱鉸接，兩個(gè)頂梁、兩個(gè)導(dǎo)柱、兩個(gè)支撐桿共同形成第一整體；所述兩個(gè)滑塊、兩個(gè)單擺桿、一個(gè)底座、兩個(gè)后支撐立柱共同形成第二整體；所述一個(gè)鏟料板與四個(gè)前支撐立柱共同形成第三整體；所述第一整體與第二整體之間可通過四個(gè)上推移千斤頂相對(duì)移動(dòng)；所述第二整體與第三整體之間可通過兩個(gè)下推移千斤頂相對(duì)移動(dòng)。

進(jìn)一步地，還包括蓄能器，所述后伸縮立柱采用伸縮油缸結(jié)構(gòu)，所述蓄能器與伸縮油缸的活塞腔相通；當(dāng)頂梁推移過程中遇到凸起頂板時(shí)，所述蓄能器可吸收能量，使后支撐立柱泄液；當(dāng)頂梁推移過程中遇到凹下頂板時(shí)，蓄能器可放出能量，使后支撐立柱補(bǔ)液。

進(jìn)一步地，所述行走式支架采用液壓源動(dòng)力。

本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種上述礦山掘進(jìn)工作面用行走式支架的行走方法，包括如下步驟：步驟1，恒壓推移頂梁過程：后支撐立柱處于支撐狀態(tài)，前支撐立柱處于浮動(dòng)狀態(tài)，將該狀態(tài)設(shè)定為初始狀態(tài)；此時(shí)，操作上推移千斤頂推動(dòng)頂梁，使頂梁克服與頂板的摩擦阻力向前移動(dòng)一定距離；步驟2，推動(dòng)鏟料板前移過程：前、后支撐立柱處于上述同等狀態(tài)，操作下推移千斤頂推動(dòng)鏟料板向前移動(dòng)相同距離；步驟3，拉動(dòng)底座前移過程：前、后支撐立柱進(jìn)行支撐與浮動(dòng)切換，使前支撐立柱處于支撐狀態(tài)，后支撐立柱處于浮動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)，操作下推移千斤頂拉動(dòng)底座向前移動(dòng)相同距離；步驟4，恢復(fù)初始狀態(tài)：前、后支撐立柱進(jìn)行支撐與浮動(dòng)的再切換，使后支撐立柱處于支撐狀態(tài)，前支撐立柱處于浮動(dòng)狀態(tài)。

本發(fā)明要解決的第三個(gè)技術(shù)問題是提供一施工效率高且無安全隱患的掘進(jìn)機(jī)，其含有上述的礦山掘進(jìn)工作面用行走式支架。

進(jìn)一步地，所述鏟料板上安裝截割部和裝運(yùn)部，所述底座上安裝動(dòng)力系統(tǒng)和錨桿錨索支護(hù)裝置。

通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明行走式支架，采用由上、下推移千斤頂驅(qū)動(dòng)進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的三個(gè)整體，向前行走時(shí)無需卸載前移，對(duì)頂板不造成反復(fù)支撐，對(duì)巷道掘進(jìn)機(jī)截割臂上方4米左右距離的頂板實(shí)現(xiàn)了無損壞性支護(hù)，保證了巷道的完整性巷道質(zhì)量。

(2)本發(fā)明的行走式支架，使永久性錨桿錨固作業(yè)，由目前人工在無支護(hù)的掌子面迎頭半機(jī)械化作業(yè)(電鉆打錨桿孔、人工向孔中輸送錨桿和樹脂、人工緊固錨桿螺帽)，改為人工在安全支護(hù)的離掌子面迎頭4米左右的位置全機(jī)械化作業(yè)(利用錨桿鉆機(jī)打錨桿孔、由錨桿鉆機(jī)輸送錨桿、樹脂、緊固錨桿螺帽)，施工效率得到提高，勞動(dòng)強(qiáng)度得到降低。

(3)本發(fā)明的行走式支架，在支架的頂梁下約4米左右距離的位置可設(shè)為無人作業(yè)區(qū)，巷道掘進(jìn)的每一道工序均不需要人工在此作業(yè)，掌子面迎頭所發(fā)生的漏矸、片幫等危險(xiǎn)因素都不會(huì)傷及作業(yè)人員，使操作者更加安全。

附圖說明

上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例礦山掘進(jìn)工作面用恒壓行走式液壓支架主視圖；

圖2為圖1的左視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例礦山掘進(jìn)工作面用恒壓行走式液壓支架行走狀態(tài)示意圖(恒壓推移頂梁后支架狀態(tài))；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例礦山掘進(jìn)工作面用恒壓行走式液壓支架行走狀態(tài)示意圖(鏟料板推移后支架狀態(tài))；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例礦山掘進(jìn)工作面用恒壓行走式液壓支架行走狀態(tài)示意圖(拉動(dòng)底座前移后支架狀態(tài))；

圖中：1-頂梁，2-上推移千斤頂，3-滑塊，4-導(dǎo)柱，5-支撐桿，6-單擺桿，7-后支撐立柱，8-前支撐立柱，9-鏟料板，10-底座，11-下推移千斤頂，12-蓄能器。

具體實(shí)施方式

如圖1、2所示，本發(fā)明的礦山掘進(jìn)工作面用行走式支架，包括頂梁1、上推移千斤頂2、可相對(duì)前后滑動(dòng)的摩擦副結(jié)構(gòu)、單擺桿6、后支撐立柱7、前支撐立柱8、鏟料板9、底座10及下推移千斤頂11。

上述頂梁1通過可相對(duì)前后滑動(dòng)的摩擦副結(jié)構(gòu)與單擺桿6一端連接，單擺桿6的另一端與底座10鉸接，后支撐立柱7連接在底座10與單擺桿6之間；前支撐立柱8連接在鏟料板9與頂梁1之間；頂梁1通過上推移千斤頂2作用于單擺桿6上；鏟料板9通過下推移千斤頂11與底座10連接；前、后支撐立柱8、7均可伸縮，當(dāng)后支撐立柱7處于支撐狀態(tài)、前支撐立柱8處于浮動(dòng)狀態(tài)時(shí)，上推移千斤頂2可以單擺桿6為支點(diǎn)，通過可相對(duì)前后滑動(dòng)的摩擦副結(jié)構(gòu)推動(dòng)頂梁1相對(duì)于礦山掘進(jìn)巷道頂板前移一定距離，前、后支撐立柱8、7處于上述同等狀態(tài)時(shí)，下推移千斤頂11可以底座10為支點(diǎn)將鏟料板9向前推動(dòng)一定距離；當(dāng)前支撐立柱8處于支撐狀態(tài)、后支撐立柱7處于浮動(dòng)狀態(tài)時(shí)，下推移千斤頂11可將底座10向前拉動(dòng)一定距離。

上述行走式支架，主要用于掘進(jìn)機(jī)截割臂上方巷道頂板的臨時(shí)支護(hù)，采用由上、下推移千斤頂驅(qū)動(dòng)進(jìn)行各主體部分的相對(duì)移動(dòng)，向前行走時(shí)無需卸載前移，對(duì)頂板不造成反復(fù)支撐，保證了安裝在掘進(jìn)機(jī)截割臂后方的錨桿鉆機(jī)對(duì)頂板進(jìn)行永久錨固支護(hù)前，對(duì)巷道掘進(jìn)機(jī)截割臂上方4米左右距離的頂板實(shí)現(xiàn)了無損壞性支護(hù)，保證了巷道的完整性，提高了礦山掘進(jìn)巷道頂板錨桿錨固機(jī)械化作業(yè)水平。

上述可相對(duì)前后滑動(dòng)的摩擦副結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用滑塊3和導(dǎo)柱4配合的結(jié)構(gòu)；導(dǎo)柱4呈縱向固定在頂梁1上，滑塊3上有互相垂直的兩個(gè)孔分別為導(dǎo)向孔和鉸接孔，滑塊3的導(dǎo)向孔套在導(dǎo)柱4的柱體上并可在導(dǎo)柱4上前后滑動(dòng)；滑塊3的鉸接孔與單擺桿6鉸接?；瑝K3和導(dǎo)柱4的內(nèi)外配合表面加工精度很高，在潤滑脂的作用下，滑塊3在導(dǎo)柱4柱體上滑動(dòng)的摩擦系數(shù)很低，因此，上推移千斤頂2推動(dòng)頂梁1時(shí)只需克服頂梁1與頂板的摩擦阻力，滑塊3和導(dǎo)柱4的摩擦阻力比重極小可忽略不計(jì)。

優(yōu)選地，上述頂梁1為兩個(gè)，還包括支撐桿5，支撐桿5通過頂梁1上的耳板將兩個(gè)頂梁1固定為一體，耳板內(nèi)安裝有關(guān)節(jié)軸承。

優(yōu)選地，行走式支架還配有大儲(chǔ)存能量的蓄能器12，后伸縮立柱7采用伸縮油缸結(jié)構(gòu)，蓄能器12與伸縮油缸的活塞腔相通；當(dāng)頂梁1推移過程中遇到凸起頂板時(shí)，蓄能器12可吸收能量，使后支撐立柱7泄液；當(dāng)頂梁1推移過程中遇到凹下頂板時(shí)，蓄能器12可放出能量，使后支撐立柱7補(bǔ)液，通過上述設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)恒壓行走。

優(yōu)選地，上述行走式支架采用液壓源動(dòng)力，如采用液壓千斤頂、液壓支撐立柱。

具體地，上述礦山掘進(jìn)工作面用行走式支架，其中的各部件優(yōu)選如下數(shù)量：頂梁1、滑塊3、導(dǎo)柱4、支撐桿5、單擺桿6、后支撐立柱7、下推移千斤頂11、蓄能器12分別為各兩件，上推移千斤頂2和前支撐立柱8分別為各四件，鏟料板9、底座10分別為各一件。

兩個(gè)導(dǎo)柱4分別呈縱向，導(dǎo)柱4通過焊接在頂梁1上并相對(duì)于頂梁1具有縱向孔的耳板配合銷軸固定在頂梁1上，兩個(gè)滑塊3的導(dǎo)向孔分別套在導(dǎo)柱4的柱體上。

兩個(gè)支撐桿5又通過焊接在頂梁1上并相對(duì)于頂梁1具有橫向孔的耳板，將兩個(gè)頂梁1固定為一體，每個(gè)支撐桿5分別與兩個(gè)前支撐立柱8鉸接，頂梁1上的耳板內(nèi)安裝有關(guān)節(jié)軸承，使兩個(gè)頂梁1在遇到頂板不平時(shí)，增加自由度，增強(qiáng)其接頂性能。

兩個(gè)滑塊3的鉸接孔分別與兩個(gè)單擺桿6鉸接，兩個(gè)單擺桿6的另一端與底座10鉸接，兩個(gè)后支撐立柱7支撐在底座10與單擺桿6之間。

兩個(gè)頂梁1，兩個(gè)導(dǎo)柱4，兩個(gè)支撐桿5形成以頂梁1為主要部件的第一整體；兩個(gè)滑塊3、兩個(gè)單擺桿6、一個(gè)底座10、兩個(gè)后支撐立柱7共同形成一個(gè)以底座10為主要部件的第二整體；一個(gè)鏟料板9、四個(gè)前支撐立柱8共同形成以鏟料板9為主要部件的第三整體；上述第一整體及第二整體在阻力較大的情況下相互滑動(dòng)，是靠安裝在單擺桿6和頂梁1之間的4個(gè)上推移千斤頂2的推動(dòng)或拉動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的(一個(gè)單擺桿6配合兩個(gè)上推移千斤頂2)；上述第二整體與第三整體相對(duì)移動(dòng)，是靠安裝在底座10與鏟料板9之間的2個(gè)下推移千斤頂11的推動(dòng)或拉動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。

上述行走式支架的行走過程，包括以下步驟：

步驟1，第一整體前移過程(頂梁恒壓前移)如圖3所示：后支撐立柱7處于支撐狀態(tài)，前支撐立柱8處于浮動(dòng)狀態(tài)，并將該狀態(tài)設(shè)定為初始狀態(tài)；此時(shí)，操作上推移千斤頂2推動(dòng)第一整體，使第一整體中的頂梁1克服與頂板的摩擦阻力向前移動(dòng)，直至滑塊3在導(dǎo)柱4上滑動(dòng)限位；

步驟2，第三整體前移過程(推動(dòng)鏟料板前移)如圖4所示：前、后支撐立柱8、7處于上述同等狀態(tài)，操作下推移千斤頂11推動(dòng)鏟料板9向前移動(dòng)；

步驟3，第二整體前移過程(拉動(dòng)底座前移)如圖5所示：前、后支撐立柱8、7進(jìn)行支撐與浮動(dòng)切換，使前支撐立柱8處于支撐狀態(tài)，后支撐立柱7處于浮動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)，操作下推移千斤頂11拉動(dòng)底座10向前移動(dòng)；

步驟4，恢復(fù)初始狀態(tài)：前、后支撐立柱8、7進(jìn)行支撐與浮動(dòng)的再切換，使后支撐立柱7處于支撐狀態(tài)，前支撐立柱8處于浮動(dòng)狀態(tài)。

步驟1、2、3所述動(dòng)作移動(dòng)的距離相等，圖示為移動(dòng)距離為500-50＝450mm。

上述行走式支架，在鏟料板9上可安裝掘進(jìn)機(jī)的截割部和裝運(yùn)部，在底座10上可安裝動(dòng)力系統(tǒng)以及錨桿錨索支護(hù)裝置和巷道掘進(jìn)成巷的其它部件，在完成鏟料板9和底座10的上述安裝后，將組成一種諸如多功能聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)的新型設(shè)備。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。